CN108329010A - 一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器。涉及环境科学、环境工程、环保技术领域。是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料均匀混合后经过高温烧制制成的多空隙球形结构，由遍布球体表面，呈交叉分布的相互连接的凸起和凹陷形成球形表面。本发明具有如下有益效果：利用本发明的球形结构，夜间吸储水、白天蒸散水的性能，可有效调节草地的局部湿度小环境，有利于营造草地植物生长的氛围环境；有效的避免放牧等动物践踏影响，减少球体的损坏，而且由于硅藻土的环境友好性，不会引入二次污染等问题。

Description

一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器
技术领域：
本发明涉及环境科学、环境工程、环保技术领域，具体地说是一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器。
背景技术：
草地是指主要用于牧业生产的地区或自然界各类草原、草甸、稀树干草原等的统称，草地多年生长草本植物，可供放养或割草饲养牲畜，世界的草地主要分布在各大陆内部气候干燥、降水较少的地区，世界上的草地约占世界陆地面积的20％，我国各类草地面积约占全国总面积的23.5％，它的特点是低温少雨，草群低矮，目前，草地的利用主要表现为收割和放牧，在人类过度放牧的管理模式下，草地退化问题愈加严重，显著表现在草的生物量降低，主要原因包括降雨量的减少和过度的放牧，这些因素导致草的生长高度普遍降低，甚至出现地面裸露、土地荒漠化的现象，这也是草地过度利用的表现；
为了更好地对草原进行保护，应该有效提高草的生物量，在保护草原的前提下，同时也能为人类饲养牛羊等牲畜提供足够的牧草量；
水分是草地生态系统的限制因子，对草的生长具有至关重要的作用，所以可通过改善和提高局部水分条件，进而提升草的生长效率。
发明内容：
为改善灌丛、草地局部的湿度环境和水分条件，本发明提供一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器。
本发明的技术方案是：是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料均匀混合后经过高温烧制制成的多空隙球形结构，由遍布球体表面，呈交叉分布的相互连接的凸起和凹陷形成球形表面。
所述的硅藻土材料，包括低品位的硅藻土矿土和废弃的硅藻土。
所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，其重量组分比例为：硅藻土掺量15％、粉煤灰掺量60％、黏土15％、煤矸石10％。
所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，包括硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石，组成的材料除初始即为粉末外，在掺比制球前均应粉碎成粉末，各种材料混合制浆、拉丝成线，线缠绕成球，然后烧制成形。
本发明具有如下有益效果：日落后气温逐渐降低，近地面大气边界层饱和水蒸气压值也逐渐降低，空气中水分随之不断析出凝结于草叶片和茎以及地表，即大气水分以露水(冬季为霜)的形式返回地面，利用本发明的球形结构，在野外高湿度环境下吸收储存水分；当日出后，白天太阳辐射较强时，且草叶遮蔽减缓太阳直接辐照，则由硅藻土球体向周围空气中缓慢释放水分，使草地局部小环境更加湿润，利于植物生长，此种夜间吸储水、白天蒸散水的性能，可有效调节草地的局部湿度小环境，有利于营造草地植物生长的氛围环境；
此外，球型的设计，可以通过滚动等耗能方式，有效的避免放牧等动物践踏影响，减少球体的损坏，而且由于硅藻土的环境友好性，即使多年后由于风化等原因造成破损，掺入草地生态系统中的硅藻土亦因为其多孔特性还可以起到改良土壤的作用，不会引入二次污染等问题。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明的横向剖面图。
图中1-壳体，2-余热室，3-余热出口，4-通道，5-换热室，6-换热翅片，7-余热进口，8-发热进口，9-轴，10-发热出口，11-转盘，12-发热室。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2所示，一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料均匀混合后经过高温烧制制成的多空隙球形结构，由遍布球体表面，呈交叉分布的相互连接的凸起和凹陷形成球形表面。
所述的硅藻土材料，包括低品位的硅藻土矿土和废弃的硅藻土。
所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，其重量组分比例为：硅藻土掺量15％、粉煤灰掺量60％、黏土15％、煤矸石10％。
硅藻土材料主要是食品工业替换下来的助滤剂用途硅藻土，可以减轻环境污染，益于环保，并能实现固废的资源化，和其他吸附材料相比，硅藻土的理化性质更稳定，使用有效期更长，并且，硅藻土主要成分为二氧化硅，与土壤母质类似，风化后可以进入土壤环境并起到改良的作用。
粉煤灰材料按照粉煤灰和硅藻土以4∶1的体积比例混合时，混合物强度可达到最佳，选择此掺和比关系，可以保持所制作硅藻土球的结构稳定性。
粉煤灰也是工业固体废弃物，常用于制砖，本方案选择粉煤灰也是考虑固废再利用的原因；黏土材料因具有很强的可塑性，故添加黏土材料可以使制品可塑性及粘性明显提高，还能使制品获得良好的轻质性和强度特征。
煤矸石材料的利用可以实现废物的资源化，减轻环境污染，煤矸石一类材料，具有一定热值，能够在高温成型过程中提供热能。
所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，包括硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石，组成的材料除初始即为粉末外，在掺比制球前均应粉碎成粉末，各种材料混合制浆、拉丝成线，线缠绕成球，然后烧制成形，使其具有“微集料”效应，掺杂的粉煤灰、黏土和煤矸石辅料，能够节省硅藻土主料，并有助于塑型和保持机械强度，微集料效应能够产生致密势能，如粉煤灰的颗粒很小，在混合物中可起微集料作用，即充填到微小的孔隙中，同时表面水化生成凝胶体，物理充填和水化反应产物充填共同作用，比惰性微集料单纯的物理充填效果更好，使混合物更加致密。
本发明具有如下创新点：
创新点：
1、食品级硅藻土助滤剂废料或者低品位硅藻土矿土的二次利用：
硅藻土的密度是1.9～2.3g/cm3，堆密度0.34～0.65g/cm3，比表面积40～65m2/g，孔体积0.45～0.98ml/g，吸水率是自身体积的2～4倍，熔点1650℃～1750℃，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造，这种微孔结构是硅藻土具有上述作用的原因；
此外，硅藻土pH值中性、无毒，悬浮性能好，吸附性能强，容重轻；
良好的吸附特性使得硅藻土材料可作为水分中转的储藏器，湿度高时吸储水，湿度低时蒸散水，从而有效改善草原局部小环境的湿度条件；
与活性炭相对比，硅藻土的理化性质更稳定，不参与碳循环、氮循环，所以硅藻土使用有效期更长，其次，硅藻土与土壤母质类似，主要成分为二氧化硅，是一种环境友好的材料，即使被牛羊踩踏踢碎或风化，进入土壤环境，也不会改变土壤原来的属性，而且还具有改良土壤性质的作用。
2.采用粉剂混合制浆、拉丝成线，线缠绕成球的结构方式形成的多孔隙的球形结构，能使硅藻土多孔材料与大气接触面积明显增加，提高硅藻土吸湿性能的使用效率，并且，此种结构能够显著节省物料，相比而言，实心球的结构，其裸露比表面积小，吸附能力不强，而且更费物料；
另外，球形结构的抗外界干扰能力比其他形状强，遇到草地放牧牲畜等干扰，通过滚动耗能，不易损坏。
3、其他固体废弃物的掺杂使用
粉煤灰、黏土以及矿渣的使用，是固体废弃物的二次利用，粉煤灰主要用于提高结构机械强度；黏土用于增加粘粒组成，塑形；煤矸石用于烧制成型过程中提供热值。
在每五平方米草原内放置一至两个球形水分调节器，由于大气主要因吸收地面长波辐射而增温，所以，垂直方向上，白天大气的温度随高度增加而降低，即高层空气气温低于近地面底层空气温度，在垂直方向上形成由高空高气压向地面低气压的垂直对流过程，在草地散失水分的同时，球型水分调节器将缓缓释放夜间吸收的水分，增加周围环境湿度，利于草进行光合作用，提高生长效果；而在夜间，失去太阳辐照能量来源，地面强烈冷却，往往在垂直方向上形成底层气温低，顶层气温高的稳定结构，即逆温层结，并且随着气温的下降，空气饱和水蒸气压值也随之明显变小，空气中水分更易于达到饱和状态，并析出凝结成水珠附于地表，包括草和土壤，而球形水分调节器的多孔隙结构，具有强大的吸湿性能，能有效吸附上述大气降温所致水分析出水分，实现吸储水过程，此处相当于储水器的作用，至次日昼间再次释放水分，如此周而复始，从而实现利用自然过程，达到调节草原局部小环境的湿度和水分条件的目标。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围，这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，其特征在于：它是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料均匀混合后经过高温烧制制成的多空隙球形结构，由遍布球体表面，呈交叉分布的相互连接的凸起和凹陷形成球形表面。
2.根据权利要求1所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，其特征在于：所述的硅藻土材料，包括低品位的硅藻土矿土和废弃的硅藻土。
3.根据权利要求1所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，其特征在于：其重量组分比例为：硅藻土掺量15％、粉煤灰掺量60％、黏土15％、煤矸石10％。
4.根据权利要求1所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，所述的一种适用于草地的空心多孔隙球型水分调节器，是由硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石材料组成，其特征在于：包括硅藻土、粉煤灰、黏土和煤矸石，组成的材料除初始即为粉末外，在掺比制球前均应粉碎成粉末，各种材料混合制浆、拉丝成线，线缠绕成球，然后烧制成形。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338382A (ja) * 2001-05-23 2002-11-27 Soruteko Kk 産業廃棄物を主材とした肥料原料資材
CN1465650A (zh) * 2002-06-22 2004-01-07 曾敦华 沙漠保水剂生产及使用方法
CN1526003A (zh) * 2001-07-19 2004-09-01 株式会社哥伦布斯 以产业废物为主要材料的土壤用组合物
CN101805615A (zh) * 2010-03-16 2010-08-18 江汉大学 一种土质边坡的植生土壤稳定剂及其制备方法
CN102964618A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种多孔球型复合调湿剂的制备方法
CN102964763A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种球状复合调湿材料的制备方法
CN103570463A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 清华大学 一种基于煤矸石微米级空心球的保水缓释化肥及其制备方法
CN106087874A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 东北师范大学 一种生态护坡及其制造方法
JP2016198068A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 東洋ゴム工業株式会社 人工土壌培地の調整方法、及び観葉植物栽培方法
CN106433673A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 山西潞安集团司马煤业有限公司 一种煤矿矿区土壤改良剂的制备方法及使用方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002338382A (ja) * 2001-05-23 2002-11-27 Soruteko Kk 産業廃棄物を主材とした肥料原料資材
CN1526003A (zh) * 2001-07-19 2004-09-01 株式会社哥伦布斯 以产业废物为主要材料的土壤用组合物
CN1465650A (zh) * 2002-06-22 2004-01-07 曾敦华 沙漠保水剂生产及使用方法
CN101805615A (zh) * 2010-03-16 2010-08-18 江汉大学 一种土质边坡的植生土壤稳定剂及其制备方法
CN102964618A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种多孔球型复合调湿剂的制备方法
CN102964763A (zh) * 2012-11-19 2013-03-13 浙江理工大学 一种球状复合调湿材料的制备方法
CN103570463A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 清华大学 一种基于煤矸石微米级空心球的保水缓释化肥及其制备方法
JP2016198068A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 東洋ゴム工業株式会社 人工土壌培地の調整方法、及び観葉植物栽培方法
CN106087874A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 东北师范大学 一种生态护坡及其制造方法
CN106433673A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 山西潞安集团司马煤业有限公司 一种煤矿矿区土壤改良剂的制备方法及使用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨永等: "硅藻土基无机调湿材料的制备及其调湿性能研究", 《新型建筑材料》 *
王超等: "《陶瓷成型技术》", 31 July 2012, 中国轻工业出版社 *

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