CN108797555B - 沙漠生态砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沙漠生态砖，包括多个可分解的砖本体，所述砖本体内的上部设有集水腔且下部设有培植腔，所述集水腔内设有用于集水和阻止水分蒸发出腔外的蓄水部，所述蓄水部上设有第一流通口和多个导流孔，所述蓄水部的下方设有倾斜向下的固定板，所述培植腔内设有培植块，所述培植块的外围边缘设有第一衬套，所述培植块的中心处设有植物，所述固定板的中心处设有第二流通口，所述固定板设于集水腔和培植腔之间，且与砖本体一体成型，所述砖本体的上端面设有可降解的反光板，所述砖本体的下端设有透气不透水的底部隔板。沙漠生态砖具有集水功能和营养成分，提供植物生长环境，进而有效治理沙漠，防止沙化，提高植被生存问题。

Description

沙漠生态砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及生态环境保护领域，特别涉及一种沙漠生态砖及其制备方法。

背景技术

地球三分之一的陆地面积为沙漠，人们对沙漠治理非常重视，沙漠治理示范点也不断出现，但是全球的沙漠面积还是在不断地扩大，全球气温升高与沙漠环境也是息息相关，而我国北方局部地区经常遭受严重的沙尘暴天气困扰；目前人们在沙漠绿化中绿化的方法有以下几类：挖坑栽树、栽乔木、灌木、移植、种植畜草，用这些常规方法种植植物有以下缺点:1、在挖坑过程中破坏了沙漠的表层，容易引起沙尘飞扬，不利于自然生态的恢复。2、种植的植物由于沙漠中缺少植物生长所需的营养，植物成活后难以成长，时长了发黄，最后导致枯死。3、由于沙漠渗水严重，种植植物时浇的水迅速下滲，浇水增多，用水量极大，浪费严重。4、不能节约用水，由于用水量极高，导致绿化成本极高，不能大面积推广应用。专利号为CN201210141157.7的专利公开了一种具有单向透水性能的复合纤维膜，利用此复合纤维膜的水分透入不透出的性能，能够有效的解决植物缺水的问题。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供具有集水功能和营养成分，提供植物生长环境，进而有效治理沙漠，防止沙化，提高植被生存问题的沙漠生态砖。

本发明的技术方案是：沙漠生态砖，包括多个可分解的砖本体，所述砖本体内的上部设有集水腔且下部设有培植腔，所述集水腔内设有用于集水和阻止水分蒸发出腔外的蓄水部，所述蓄水部上设有第一流通口和多个导流孔，所述蓄水部的下方设有倾斜向下的固定板，所述培植腔内设有培植块，所述培植块的外围边缘设有第一衬套，所述培植块的中心处设有植物，所述固定板的中心处设有第二流通口，所述固定板设于集水腔和培植腔之间，且与砖本体一体成型，所述砖本体的上端面设有可降解的反光板，所述砖本体的下端设有透气不透水的底部隔板。

所述蓄水部包括一呈漏斗状设置的第一单向透水板和一呈倒漏斗状设置的第二单向透水板，所述第一单向透水板设于第二单向透水板的上方，所述第一单向透水板的中心部分与第二单向透水板的中心部分相连接，所述第一流通口设于第一单向透水板第二单向透水板中心处，所述第一单向透水板的外围边缘与砖本体上表面的内围边缘相连接，且与砖本体的上表面在同一水平面上，所述第二单向透水板的外围边缘与集水腔的内壁相连接，所述第一单向透水板和第二单向透水板之间形成蓄水空间，所述蓄水空间内设有具有吸水功能的集水颗粒，所述蓄水部还包括第二衬套，所述第二衬套垂直设于第一单向透水板和第二单向透水板之间，所述第二衬套的上端与第一单向透水板的外围边缘连接，且下端与第二单向透水板的外围边缘连接，所述第一单向透水板的透水面和第二单向透水板的透水面均分别设于靠近第一流通口的一侧，所述第一单向透水板的不透水面和第二单向透水板的不透水面均分别设于靠近蓄水空间的一侧。

所述底部隔板包括防水透气层和吸水层，所述防水透气层设于吸水层的上端靠近培植块的一端，所述吸水层设于靠近沙层的一端。

所述砖本体为正六边形筒状砖本体，多个正六边形筒状体无缝拼合成一菱形体砖块。

所述反光板为反光膜。

所述第一单向透水板和第二单向透水板均为单向透湿透水纤维膜，所述集水颗粒为吸水性树脂，所述第一衬套和第二衬套均为牛皮纸。

所述砖本体采用有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、高分子吸水性树脂混合搅拌压制而成，所述有机土占砖本体重量的74％，所述秸秆占砖本体重量的15％，所述动物粪便占砖本体重量的5％，所述复合肥占砖本体重量的3％，所述高分子吸水性树脂占砖本体重量的3％，所述砖本体的含水率≤5％，所述砖本体的垂直强度≥10Mpa。

所述培植块采用有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌压制而成，所述有机土占培植块重量的70％、所述秸秆占培植块重量的15％、所述动物粪便占培植块重量的5％、所述高分子吸水性树脂占培植块重量的5％、所述复合肥占培植块重量的3％，所述植物种籽占培植块重量的2％，所述培植块的含水率≥40％。

所述底部隔板采用棉花、环保纸浆、及腐植酸肥料混合搅拌压制成吸水层，所述吸水层上表面覆盖防水透气膜，所述棉花占吸水层重量的30％、所述环保纸浆占吸水层重量的60％、所述腐植酸肥料占吸水层重量的10％。

同时本发明还针对本装置，提供了一种沙漠生态砖的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，取按重量份称重的有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、以及高分子吸水性树脂混合搅拌，入模具压制，形成由多个蜂窝状的砖本体组成的菱形体；

步骤二，用单向透湿透水纤维膜制成两个漏斗形状，其中一个正着摆放，另一个倒着摆放，然后将两个漏斗的漏口粘合形成一个漏口和一个环形的空间，再将吸水性树脂吸饱水后填充环形空间内，再用牛皮纸将环形的空间密封粘合，最后在倒着摆放的漏斗的外围边缘环形打孔，形成蓄水部；

步骤三，取按重量份称重的有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌，入模具压制成块状，形成培植块；

步骤四，取按重量份称重的棉花、环保纸浆、以及腐植酸肥料搅拌均匀，然后入模具压制成片状，最后在片状的上表面覆盖防水透气膜，形成底部隔板；

步骤四，将培植块进行植物培植，使植物生成；将蓄水部由砖本体的上部腔口挤压入砖本体的上部腔内，然后将培植块由砖本体的下部腔口挤压入砖本体的下部腔内，然后用底部隔板将砖本体的下部腔口粘合密封，最后砖本体的上端面粘合反光膜。

本发明具有以下有益效果：沙漠生态砖铺盖在沙层表面后，底部隔板阻挡沙层内的水分蒸发，使地下水汽上升；雨水、露水、雾水等水分附于第一单向透水板的表面时，水由第一单向透水板浸入蓄水空间内，蓄水空间内的集水颗粒吸收水分，当集水颗粒的水分超过一定量时形成水珠，水珠通过导流孔流出蓄水部，由固定板的倾斜面流至培植腔内，培植腔内的培植块吸收水分；当植物生长过程时，底部隔板会被植物根部穿透，植物根部吸收沙层内的水分，沙层中的水分上升被底部隔板吸收后底部隔板逐渐分解，砖本体吸收腔内水分和沙层水分，砖本体的水分增加至砖本体强度降低后坍塌，坍塌后在沙层表面形成一定厚度的有机土壤，即能够促进植物的快速生长，还能够改善沙层的土壤环境；所述蓄水部的集水功能可使腔内的植物不缺水，所述砖本体分解后形成有机土壤，可促进植物的快速生长，有机土壤和沙层表层形成混合沙土，很好的改善了沙层的土壤环境；所述底层隔板即能够阻断沙层内的水分蒸发，降低沙子温度，还能够有效的改善沙漠表层酸碱度平衡，使沙层适宜多种植物的生长；沙漠生态砖取材容易，生产便捷，由多个砖本体组合方便大面积铺盖，减少铺盖时间，能够有效改善地下水位及局部气候环境，形成有效降水，防止沙化，增加有效土地使用面积，有效改善沙漠地区气候，减缓全球气候变暖，春季、秋季施工将在一个月左右形成草原，夏季施工将在2周时间形成草原，冬季不适宜施工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明砖本体的内部结构示意图；

图3为图2中I的放大图；

图4为图2中C的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参见图1-图4，本发明的技术方案是：沙漠生态砖，包括多个可分解的砖本体1，所述砖本体1内的上部设有集水腔2且下部设有培植腔3，所述集水腔2内设有用于集水和阻止水分蒸发出腔外的蓄水部4，所述蓄水部4上设有第一流通口41和多个导流孔42，所述蓄水部4的下方设有倾斜向下的固定板5，所述培植腔3内设有培植块6，所述培植块6的外围边缘设有第一衬套7，所述培植块6的中心处设有植物，所述固定板5的中心处设有第二流通口8，所述固定板5设于集水腔2和培植腔3之间，且与砖本体1一体成型，所述砖本体1的上端面设有可降解的反光板9，所述砖本体1的下端设有透气不透水的底部隔板10；沙漠生态砖铺在沙面后，底部隔板10阻挡了沙层内的水分蒸发，使地下水汽上升；当雨水、露水、雾水等水分附于蓄水部4的表面时，水分浸入蓄水部4内，当蓄水部4内的水分超过一定量时形成水珠，水珠通过导流孔42流出，由固定板5的倾斜面流至培植腔3内，所述培植腔3内的培植块6吸收水分；在植物生长时，所述底部隔板10会被植物根部穿透，植物根部吸收沙层内的水分，沙层中的水分上升被底部隔板10吸收后底部隔板10逐渐分解，所述底部隔板10还阻挡了沙层内的水分蒸发，使地下水汽上升，所述砖本体1吸收腔内水分和沙层水分，所述砖本体1的水分增加至砖本体1强度降低后坍塌，坍塌后在沙层表面形成一定厚度的有机土壤，能够促进植物的快速生长的同时，有机土壤和沙层表层形成混合沙土，还能够很好的改善沙层的土壤环境；所述蓄水部4也可用于人工灌溉的临时储存；所述固定板5还能够加强砖本体1的强度。

所述蓄水部4包括一呈漏斗状设置的第一单向透水板43和一呈倒漏斗状设置的第二单向透水板44，所述第一单向透水板43设于第二单向透水板44的上方，所述第一单向透水板43的中心部分与第二单向透水板44的中心部分相连接，所述第一流通口41设于第一单向透水板43第二单向透水板44中心处，所述第一单向透水板43的外围边缘与砖本体1上表面的内围边缘相连接，且与砖本体1的上表面在同一水平面上，所述第二单向透水板44的外围边缘与集水腔2的内壁相连接，所述第一单向透水板43和第二单向透水板44之间形成蓄水空间45，所述蓄水空间45内设有具有吸水功能的集水颗粒46，所述蓄水部4还包括第二衬套47，所述第二衬套47垂直设于第一单向透水板43和第二单向透水板44之间，所述第二衬套47的上端与第一单向透水板43的外围边缘连接，且下端与第二单向透水板44的外围边缘连接，所述第一单向透水板43的透水面和第二单向透水板44的透水面441均分别设于靠近第一流通口41的一侧，所述第一单向透水板43的不透水面441和第二单向透水板44的不透水面442均分别设于靠近蓄水空间45的一侧；附于第一单向透水板43表面的水分浸入蓄水空间45内，集水颗粒46吸收水分，当集水颗粒46的水分超过一定量时形成水珠，水珠通过导流孔42流出，当砖本体1外表面受热时，所述培植腔3内的水分形成水汽，水汽由第二单向透水板44阻拦并附于第一单向透水板43的表面，然后浸入蓄水空间45内由集水颗粒46吸收；水分附于透水面441时，会由透水面441浸入，而不透水面442不会浸出，能够有效的集水和阻止水分蒸发。

所述底部隔板10包括防水透气层101和吸水层102，所述防水透气层101设于吸水层102的上端靠近培植块6的一端，所述吸水层102设于靠近沙层的一端，所述防水透气层101阻挡培植腔3内和培植块6的水分向下流出，沙层的水分上升形成水汽，由吸水层102吸入，透过防水透气层101至培植块6；吸水层102还具有改善沙表层的酸碱度的作用。

所述砖本体1为正六边形筒状体，多个正六边形筒状体无缝拼合成一菱形体砖块01，正六边形筒状设计是为了加大砖本体1的强度，由多个正六边形筒状体组成的菱形体砖块01的强度更强，避免人工铺盖或灌溉时遭遇踩踏损坏，也方便大面积铺盖，减少铺盖时间。

所述反光板9为反光膜，当阳光照射至砖本体1上表面时，由砖本体1上表面的反光膜反射出，能够减少砖本体1腔内的热量，使腔内保持湿度。

所述第一单向透水板43和第二单向透水板44均为单向透湿透水纤维膜，单向透湿透水纤维膜具有疏水面和亲水面，疏水面即为透水面441，亲水面即为不透水面442，水分由能够由疏水面一侧浸入至亲水面一侧，而亲水面一侧的水分却不能够浸出至疏水面一侧，形成很好蓄水空间45；所述集水颗粒46为吸水性树脂，吸水、保水性能好，并且可反复释水、吸水，能够有效的达到抗旱保水的效果；所述第一衬套7和第二衬套47均为牛皮纸，牛皮纸的抗撕裂和破裂强度很高，不容易损坏，而又能够透水，可以使砖本体1和砖本体1腔内的水分互相通透。

所述砖本体1采用有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、高分子吸水性树脂混合搅拌压制而成，所述有机土占砖本体1重量的74％，所述秸秆占砖本体1重量的15％，所述动物粪便占砖本体1重量的5％，所述复合肥占砖本体1重量的3％，所述高分子吸水性树脂占砖本体1重量的3％，所述有机土为适宜植物的生长土壤，富含多种有机元素，所述秸秆与有机土混合能够加强砖本体1的强度的同时，秸秆还增加了砖本体1的有机元素含量，有利于植物的生长，所述动物粪便起到有机肥的作用，所述复合肥能够增加砖本体1的肥力，所述高分子吸水性树脂吸水、保水性能好，使砖本体1保持湿度，在砖本体1坍塌后，以上成分能够很好的给植物提供营养，与沙层表面混合后，改善土壤环境，适宜其它植物的生长；所述砖本体1的含水率为10％-15％范围值时，压制成型的砖本体1的垂直强度≥10Mpa，为最佳强度，当含水率超过15％时，压制成型的砖本体1的强度不够，容易垮塌，当含水率小于10％时，压制过程中混合的材料容易松散，影响加工。

所述培植块6采用有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌压制而成，所述有机土占培植块6重量的70％、所述秸秆占培植块6重量的15％、所述动物粪便占培植块6重量的5％、所述高分子吸水性树脂占培植块6重量的5％、所述复合肥占培植块6重量的3％，所述植物种籽占培植块6重量的2％，所述有机土为适宜植物的生长土壤，富含多种有机元素，所述秸秆与有机土混合能够加强培植块6的强度的同时，秸秆还增加了培植块6的有机元素含量，使培植块6更加适宜于植物的生长，所述动物粪便起到有机肥的作用，所述复合肥能够增加砖本体1的肥力，所述高分子吸水性树脂吸水、保水性能好，使培植块6保持湿度；所述培植块6的含水率≥40％，因沙漠气候炎热，水分容易蒸发，所以培植块6的含水率越高，植物的存活率越大，当含水率小于40％时，植物的存活率会降低。

所述底部隔板10采用棉花、环保纸浆、及腐植酸肥料混合搅拌压制成吸水层102，所述吸水层102上表面覆盖防水透气膜，所述棉花占吸水层102重量的30％、所述环保纸浆占吸水层102重量的60％、所述腐植酸肥料占吸水层102重量的10％，所述棉花吸水、保水性能好，所述环保纸浆吸水、保水性能好，同时棉花和环保纸浆都可作为有机元素，形成有机肥，所述腐植酸肥料可以平衡沙层的酸碱性，使其成为适宜多种植物生长的土壤，所述防水透气膜可以阻止水分流出，和水汽可以流通。

同时本发明还针对本装置，提供了一种沙漠生态砖的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，取按重量份称重的有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、以及高分子吸水性树脂混合搅拌，入模具压制，形成由多个蜂窝状的砖本体1组成的菱形体；

步骤二，用单向透湿透水纤维膜制成两个漏斗形状，其中一个正着摆放，另一个倒着摆放，然后将两个漏斗的漏口粘合形成一个漏口和一个环形的空间，再将吸水性树脂吸饱水后填充环形空间内，再用牛皮纸将环形的空间密封粘合，最后在倒着摆放的漏斗的外围边缘环形打孔，形成蓄水部4；

步骤三，取按重量份称重的有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌，入模具压制成块状，形成培植块6；

步骤四，取按重量份称重的棉花、环保纸浆、以及腐植酸肥料搅拌均匀，然后入模具压制成片状，最后在片状的上表面覆盖防水透气膜，形成底部隔板10；

步骤四，将培植块6进行植物培植，使植物生成；将蓄水部4由砖本体1的上部腔口挤压入砖本体1的上部腔内，然后将培植块6由砖本体1的下部腔口挤压入砖本体1的下部腔内，然后用底部隔板10将砖本体1的下部腔口粘合密封，最后砖本体1的上端面粘合反光膜。

本发明具有以下有益效果：所述蓄水部4的集水功能可使腔内的植物不缺水，所述砖本体1分解后形成有机土壤，可促进植物的快速生长的同时，有机土壤和沙层表层形成混合沙土，很好的改善了沙层的土壤环境；所述底层隔板即能够阻断沙层内的水分蒸发，降低沙子温度，还能够有效的改善沙漠表层酸碱度平衡，使沙层适宜多种植物的生长；沙漠生态砖取材容易，生产便捷，由多个砖本体1组合方便大面积铺盖，减少铺盖时间，能够有效改善地下水位及局部气候环境，形成有效降水，防止沙化，增加有效土地使用面积，有效改善沙漠地区气候，减缓全球气候变暖，春季、秋季施工将在一个月左右形成草原，夏季施工将在2周时间形成草原，冬季不适宜施工。

Claims (8)

1.沙漠生态砖，其特征在于，包括多个可分解的砖本体，所述砖本体内的上部设有集水腔且下部设有培植腔，所述集水腔内设有用于集水和阻止水分蒸发出腔外的蓄水部，所述蓄水部上设有第一流通口和多个导流孔，所述蓄水部的下方设有倾斜向下的固定板，所述培植腔内设有培植块，所述培植块的外围边缘设有第一衬套，所述培植块的中心处设有植物，所述固定板的中心处设有第二流通口，所述固定板设于集水腔和培植腔之间，且与砖本体一体成型，所述砖本体的上端面设有可降解的反光板，所述砖本体的下端设有透气不透水的底部隔板；

所述蓄水部包括一呈漏斗状设置的第一单向透水板和一呈倒漏斗状设置的第二单向透水板，所述第一单向透水板设于第二单向透水板的上方，所述第一单向透水板的中心部分与第二单向透水板的中心部分相连接， 所述第一流通口设于第一单向透水板、第二单向透水板中心处，所述第一单向透水板的外围边缘与砖本体上表面的内围边缘相连接，且与砖本体的上表面在同一水平面上，所述第二单向透水板的外围边缘与集水腔的内壁相连接，所述第一单向透水板和第二单向透水板之间形成蓄水空间，所述蓄水空间内设有具有吸水功能的集水颗粒，所述蓄水部还包括第二衬套，所述第二衬套垂直设于第一单向透水板和第二单向透水板之间，所述第二衬套的上端与第一单向透水板的外围边缘连接，且下端与第二单向透水板的外围边缘连接，所述第一单向透水板的透水面和第二单向透水板的透水面分别设于靠近第一流通口的一侧，所述第一单向透水板的不透水面和第二单向透水板的不透水面分别设于靠近蓄水空间的一侧，当蓄水部内的水分超过一定量时形成水珠，水珠通过导流孔流出；

所述底部隔板包括防水透气层和吸水层，所述防水透气层设于吸水层的上端靠近培植块的一端，所述吸水层设于靠近沙层的一端；

所述砖本体采用有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、高分子吸水性树脂混合搅拌压制而成；

所述培植块采用有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌压制而成；

所述底部隔板采用棉花、环保纸浆、及腐植酸肥料混合搅拌压制成吸水层，所述吸水层上表面覆盖防水透气膜。

2.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述砖本体为正六边形筒状砖本体，多个正六边形筒状体无缝拼合成一菱形体砖块。

3.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述反光板为反光膜。

4.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述第一单向透水板和第二单向透水板均为单向透湿透水纤维膜，所述集水颗粒为吸水性树脂，所述第一衬套和第二衬套均为牛皮纸。

5.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述有机土占砖本体重量的74％，所述秸秆占砖本体重量的15％，所述动物粪便占砖本体重量的5％，所述复合肥占砖本体重量的3％，所述高分子吸水性树脂占砖本体重量的3％，所述砖本体的含水率≤5％，所述砖本体的垂直强度≥10MPa。

6.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述有机土占培植块重量的70％、所述秸秆占培植块重量的15％、所述动物粪便占培植块重量的5％、所述高分子吸水性树脂占培植块重量的5％、所述复合肥占培植块重量的3％，所述植物种籽占培植块重量的2％，所述培植块的含水率≥40％。

7.根据权利要求1所述的沙漠生态砖，其特征在于，所述棉花占吸水层重量的30％、所述环保纸浆占吸水层重量的60％、所述腐植酸肥料占吸水层重量的10％。

8.根据权利要求1所述的沙漠生态砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，取有机土、秸秆、动物粪便、复合肥、以及高分子吸水性树脂混合搅拌，入模具压制，形成由多个蜂窝状的砖本体组成的菱形体；

步骤二，用单向透湿透水纤维膜制成两个漏斗形状，其中一个正着摆放，另一个倒着摆放，然后将两个漏斗的漏口粘合形成一个漏口和一个环形的空间，再将吸水性树脂吸饱水后填充环形空间内，再用牛皮纸将环形的空间密封粘合，最后在倒着摆放的漏斗的外围边缘环形打孔，形成蓄水部；

步骤三，取有机土、秸秆、动物粪便、高分子吸水性树脂、复合肥、以及植物种籽混合搅拌，入模具压制成块状，形成培植块；

步骤四，取棉花、环保纸浆、以及腐植酸肥料搅拌均匀，然后入模具压制成片状，最后在片状的上表面覆盖防水透气膜，形成底部隔板；

步骤四，将培植块进行植物培植，使植物生成；将蓄水部由砖本体的上部腔口挤压入砖本体的上部腔内，然后将培植块由砖本体的下部腔口挤压入砖本体的下部腔内，然后用底部隔板将砖本体的下部腔口粘合密封，最后砖本体的上端面粘合反光膜。