CN110451837A - 湿喷植被混凝土添加剂 - Google Patents

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Abstract

湿喷植被混凝土添加剂，以多种菌种、石膏粉、磷矿粉、铁矿粉为原料，经过多道工序加工制备得到湿喷植被混凝土添加剂产品。在湿喷植被混凝土基材中加入湿喷植被混凝土添加剂，可改善湿喷植被混凝土基材的施工性能、pH值、以及微生物和营养状况，提高基材在坡面的附着性和早期整体性，提高植物抗旱能力，加速边坡植被恢复进程并建立稳定坡面生态系统，为湿喷植被混凝土生态护坡技术的工业应用提供了关键组成材料。

Description

湿喷植被混凝土添加剂
技术领域
本发明涉及边坡生态修复(或称“边坡绿化”)或边坡生态防护技术(或称“边坡护坡绿化”或“生态护坡”)领域，具体地涉及一种用于湿喷植被混凝土基材的添加剂的制备方法。
背景技术
植被混凝土生态护坡技术(初称“植被混凝土护坡绿化技术”)是将水泥、壤土、有机质、植物种子、肥料和植被混凝土添加剂按照合适比例混合得到植被混凝土基材(简称“基材”，下同)，再用喷射机喷射到需要绿化的边坡上形成喷层，随后洒水养护的生态护坡技术。在多数边坡上，在喷射前往往先在坡面上施工锚杆和挂网，以增强基材喷层整体性和稳定性。该技术自2000年前后问世以来，一直使用干式喷锚机械设备进行喷播施工(简称“干喷工艺”或“干喷施工”)。该技术已大规模推广应用在各种水利、矿山、建筑、道路边坡的生态修复和生态防护工程中。通过大量工程实践，发现该技术具有使用的机械设备简单、基材喷层具备良好的护坡性能和抗冲刷能力等优点。
但是，该技术也存在干喷施工效率低的缺点，每台套设备每天很难突破喷播300m2的工作量。另外，干式施工时会产大量的粉尘，造成较为严重的粉尘污染；施工时工人需要在坡面手持喷枪施工，劳动强度大、安全风险高。
为此，近年来我们使用了湿喷设备(如森力克HPB80120K型湿式客土喷播机)，并改进了基材配方，提出了湿喷植被混凝土生态护坡技术。具体地，在原有干喷基材配方基础上，引入草纤维代替部分有机质，以增加湿喷基材的整体性；引入具有粘结作用的土壤粘合剂(兼作保水剂)，降低湿喷基材流动性和提高其附着性；引入长效复合肥代替部分普通复合肥，以改善湿喷基材后期营养状况；开发新型的湿喷植被混凝土添加剂，以改善湿喷基材的施工性能、pH值、以及微生物和营养状况。新的湿喷植被混凝土基材由壤土、水泥、湿喷植被混凝土添加剂、有机质(含草纤维)、长效肥、复合肥和土壤粘合剂(兼作保水剂)组成。基材由面层和基层组成，两者配方略有不同，面层加入植物种子。本发明就是要提供一种湿喷植被混凝土添加剂的制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供的湿喷植被混凝土添加剂，该添加剂应用于湿喷植被混凝土基材中加入，加入后可改善湿喷基材的施工性能、pH值、以及微生物和营养状况，达到提高基材在坡面的附着性和早期整体性，提高植物抗旱能力，加速边坡植被恢复进程并建立稳定坡面生态系统的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种湿喷植被混凝土添加剂，所述的添加剂由以重量份计的复合细菌粉末A(简称粉末A)1-2份、复合细菌粉末D(简称粉末D)1-2份、混合物E80-90份混合而成，其中，复合细菌粉末A的原料为：以重量份计：巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种5-8份、荧光假单胞菌2-4份、邻单胞菌5-10份、胶质芽孢杆菌40-70份、紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物10-20份；
复合细菌粉末D的原料为：以重量份计：绿色木霉20-30份、米曲霉10-15份、酿酒酵母15-20份；
混合物E的原料为：以重量份计：石膏粉8-15份、磷矿粉40-45份、铁矿粉10-15份。
上述湿喷植被混凝土添加剂中复合细菌粉末A的制备方法如下：
将原料菌种巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种、荧光假单胞菌、邻单胞菌、胶质芽孢杆菌混合后，放入蔗糖水溶液中室温下培养，再干燥得到富含细菌的粉末B；
将紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物放入加入了蔗糖、尿素的水溶液中室温下培养，再干燥得到含细菌的粉末C；
最后将粉末B和粉末C拌合得到粉末A。
所述的复合细菌粉末D的制备方法如下：
将原料菌种绿色木霉、米曲霉、酿酒酵母，放入含淀粉、葡萄糖、琼脂的水溶液中室温下培养，干燥后得到含细菌的粉末D。
所述的混合物E制备方法如下：
将石膏粉、磷矿粉、铁矿粉份混合，干燥后得到混合物E。
所述的铁矿粉、磷矿粉粒径为40-60目；石膏粉粒径为100-200目；所述的石膏粉为β型半水石膏粉。所述的粉末A、粉末D和混合物E含水率小于8％；所述的原料菌种有效活菌数(cfu)大于0.20亿/g。
本发明具有以下有益效果：
1、湿喷植被混凝土添加剂采用引入巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种、荧光假单胞菌，能很好降解基材中有机质的核酸和磷脂，释放出磷养分；引入邻单胞菌可以分解基材中的磷矿石中蕴含的磷，在中后期为边坡植被提供足够磷养分。
2、湿喷植被混凝土添加剂中引入紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物，利于促进广泛使用的先锋植物——豆科植物(如紫穗槐、紫花苜蓿等)的发芽和生长，改善基材氮养分的持续供给。
3、湿喷植被混凝土添加剂中引入胶质芽孢杆菌，能分泌生长素物质、赤霉素物质吲哚乙酸等促生长物质，增根壮苗，直接增强植株抗逆能力。
胶质芽孢杆菌能分解基材中水泥水化产物——硅酸盐中的硅元素供植物利用，使得植物的蜡质层增厚，提高植物抗旱能力。胶质芽孢杆菌通过菌体细胞在种子或作物根系周围生长繁殖，在其代谢过程中产生大量的有机酸和酶，使基材中难溶的硅酸盐和硅铝酸盐等矿物分解，K、P、Si、Mg、Zn等以离子形式释放出来，供植物根系吸收、利用。
胶质芽孢杆菌还能促进基材团粒结构形成，防止基材板结；破坏基材毛细现象，防止基材水分蒸发，进一步提高抗旱能力。
4、湿喷植被混凝土添加剂中引入了绿色木霉、米曲霉和酿酒酵母，可以较快降解基材中存在的植物纤维，为植物根系提供足够养分。这些养分通常在施工后6个月后释放，能很好地接替化肥提供养分。此时植物根系已经形成，能接替植物纤维对基材加筋的加筋作用，不会因为植物纤维的腐烂而造成不利影响。
5、湿喷植被混凝土添加剂中加入了较多石膏粉，不但能在早期能快速与铝酸三钙反应生成钙矾石，降低了基材的流动性，提高了基材附着性；还能消化水泥中游离和水化反应产生的碱，生成Na2SO4、K2SO4和Ca(OH)2(生成钙矾石)，实现降低基材的pH值，利于植物发芽。另外，富余的半水石膏粉还能快速凝结硬化(生成二水石膏能消耗部分水份)，降低了新喷基材的流动性，提高了新喷基材的粘聚性，利于基材用于陡峭边坡时的附着。
6、基材中加入的磷矿粉和铁矿粉，利用基材的养分平衡，为中后期坡面养分供给提供了保障。
具体实施方式
本发明中使用的细菌具体如下：
巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种(Bacillus.megatherium var.phosphaticumkungchuling)；
荧光假单胞菌(P.fluorescens)；
邻单胞菌(Plesiomonas Habs and Schubert)；
胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)；
紫穗槐中慢生根瘤菌(M.amorphae)或莫雷兰中华根瘤菌(S.morelense)；
胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)；
绿色木霉(Trichoderma viride)；
米曲霉(Aspergillus oryzae(Asp.oryzae))；
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
实施例：湿喷植被混凝土添加剂制备方法，步骤如下：
(1)制备复合细菌粉末A：
以重量计，将原料菌种巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种5-8份、荧光假单胞菌2-4份、邻单胞菌5-10份、胶质芽孢杆菌40-70份混合后，放入浓度为2％的蔗糖水溶液中室温下培养24小时，再干燥得到富含细菌的粉末B；将紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物10-20份放入蔗糖浓度为2％、尿素浓度为0.5％的水溶液中室温下培养72小时，再干燥得到含细菌的粉末C；最后将粉末B和粉末C拌合得到粉末A。复合细菌粉末A的原料菌种具体配比见表1。
复合细菌粉末A的原料菌种具体配比(单位：Kg) 表1
所用的原料菌种有效活菌数(cfu)大于0.20亿/g。
(2)制备复合细菌粉末D：
以重量计，将原料菌种绿色木霉20-30份，米曲霉10-15份，酿酒酵母15-20份，放入含淀粉8％、葡萄糖2％、琼脂1％的水溶液中室温下培养24小时，干燥后得到含细菌的粉末D。
复合细菌粉末D的原料菌种具体配方见表2.
复合细菌粉末D的原料菌种具体配比(单位：Kg) 表2
序号 绿色木霉 米曲霉 酿酒酵母
1 20 10 15
2 25 12 17
3 30 15 20
4 20 15 15
5 25 10 20
所用的原料菌种有效活菌数(cfu)大于0.20亿/g。
(3)制备混合物E：
以重量份计，将石膏粉8-15份、磷矿粉40-45份、铁矿粉10-15份混合，干燥后得到混合物E；混合物E的原料具体配比见表3。
混合物E的原料具体配比(单位：Kg) 表3
序号 石膏粉 磷矿粉 铁矿粉
1 8 40 10
2 12 42 12
3 15 45 15
4 15 40 15
5 8 45 10
所用的铁矿粉、磷矿粉粒径为40-60目；石膏粉粒径为100-200目；所述的石膏粉为β型半水石膏粉。
(4)制备湿喷植被混凝土添加剂：
以重量份计，将复合细菌粉末A 1-2份、复合细菌粉末D1-2份、以及混合物E80-90份混合均匀，得到本湿喷植被混凝土添加剂。
湿喷植被混凝土添加剂具体配比见表4。
湿喷植被混凝土添加剂具体配比(单位：Kg) 表4
序号 复合细菌粉末A 复合细菌粉末D 混合物E
1 1 1 80
2 1.5 1.5 85
3 2 2 90
4 1 2 90
5 1.5 2 80
复合细菌粉末A 1-2份、复合细菌粉末D以及混合物E含水率小于8％。

Claims (8)

1.一种湿喷植被混凝土添加剂，其特征在于：所述的添加剂由以重量份计的复合细菌粉末A 1-2份、复合细菌粉末D 1-2份、混合物E 80-90份混合而成，其中，
复合细菌粉末A的原料为：以重量份计：巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种5-8份、荧光假单胞菌2-4份、邻单胞菌5-10份、胶质芽孢杆菌40-70份、紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物10-20份；
复合细菌粉末D的原料为：以重量份计：绿色木霉20-30份、米曲霉10-15份、酿酒酵母15-20份；
混合物E的原料为：以重量份计：石膏粉8-15份、磷矿粉40-45份、铁矿粉10-15份。
2.根据权利要求1所述的湿喷植被混凝土添加剂，其特征在于：所述的复合细菌粉末A的制备方法如下：
将原料菌种巨大芽孢杆菌解磷公主岭变种、荧光假单胞菌、邻单胞菌份、胶质芽孢杆菌份混合后，放入蔗糖水溶液中室温下培养，再干燥得到富含细菌的粉末B；
将紫穗槐中慢生根瘤菌或莫雷兰中华根瘤菌或两者的混合物放入加入了蔗糖、尿素的水溶液中室温下培养，再干燥得到含细菌的粉末C；
最后将粉末B和粉末C拌合得到粉末A。
3.根据权利要求1所述的湿喷植被混凝土添加剂，其特征在于：所述的复合细菌粉末D的制备方法如下：
将原料菌种绿色木霉、米曲霉、酿酒酵母，放入含淀粉、葡萄糖、琼脂的水溶液中室温下培养，干燥后得到含细菌的粉末D。
4.根据权利要求1所述的湿喷植被混凝土添加剂，其特征在于：所述的混合物E制备方法如下：将石膏粉、磷矿粉、铁矿粉份混合，干燥后得到混合物E。
5.根据权利要求1或3所述的湿喷植被混凝土添加剂，其特征在于：所述的铁矿粉、磷矿粉粒径为40-60目；石膏粉粒径为100-200目。
6.根据权利要求4所述的湿喷植被混凝土添加剂制备方法，其特征在于：所述的石膏粉为β型半水石膏粉。
7.根据权利要求1所述的湿喷植被混凝土添加剂制备方法，其特征在于所述的粉末A、粉末D和混合物E含水率小于8%。
8.根据权利要求1所述的湿喷植被混凝土添加剂制备方法，其特征在于：所述的原料菌种有效活菌数（cfu） 大于0.20 亿/g。
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