CN110512570A - 一种基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，涉及护坡坡面的植被生态恢复技术领域。本发明通过坡面修整、再生生态混凝土坡面的铺设、灌浆、草皮铺植和草坪养护步骤的护坡坡面上建植草坪。本发明主要以建筑垃圾等废气混凝土作为材料，通过回收再利用形成再生骨料，通过添加常见的水泥、增稠剂、减水剂、廉价的工业副产品磷石膏以及少量的螯合铁、微量元素等原料，形成再生生态混凝土并实现混凝土内含养分、盐碱度等植物生长环境的改良，结合优质耐盐碱型狗牙根草坪材料的使用，利用见效快、适应性广、耐盐碱的草坪材料直接种植其上，实现护坡坡面生态环境的改善并提升景观效果。
Description
技术领域
本发明涉及护坡坡面的植被生态恢复技术领域。
背景技术
长期以来，随着城市的不断扩张，普通混凝土大幅度地提高了人类的生活质量，使得人们生活更加便捷，促进了经济的高速发展，然而带来的问题也显而易见，大量农田、绿地被混凝土建筑占据，原有生态植被遭到严重破坏，导致水土流失、局部小气候被改变、热岛效应以及生物链被切断等现象不断发生。同时，在生产混凝土的过程中，消耗了庞大的能源和资源，使得大量的有害物质排放到环境中，造成环境受到严重污染。
近年来，随着生态恢复与环境保护的观念逐渐深入人心，研究人员开始将研究重点集中于生态混凝土的研发工作，使混凝土表面具备绿色植被生长的条件，可起到改善周围大气环境、保持绿色自然景观的作用。
将混凝土应用于河川、湖泊护岸，对于维持河岸稳定具有积极作用，同时，生态混凝土往往具有孔隙率高等特点，在空隙内部可以形成局部的良性生态环境，对于保持岸边水体生态环境的生物多样性，净化河道水体具有间接作用，可以达到了一举多得的生态效果。因此，开展此项研究有着重要的学术价值。20世纪90年代，欧美、日本等国家开始进行生态混凝土材料的研发工作，利用低碱度水泥、粗骨料、保水材料等配制而成，具有连续孔隙以及一定的抗压强度，后期又在配方中加入植物纤维材料，显著增加了生态混凝土的吸水性，在河道护坡的植被修复中发挥了重要作用。国内对于生态混凝土的研发工作虽然开展的较晚，但在近10余年内奋起直追，在生态混凝土配方筛选、适生植物配置及生长环境改造、混凝土盐碱性环境改善、生态混凝土内植物营养供给等理论和实践研究方面均取得显著进展，为护坡坡面生态混凝土的施工以及植物配置提供了理论参考，使生态混凝土实现大规模绿化种植并推广应用成为可能。
发明内容
本发明的目的就在于解决普通混凝土应用于护坡坡面造成生态环境破坏，景观效果差等问题，提供一种基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
1）利用除草剂或人工拔除的方法，将待施工坡面的杂草清除，清除坡面杂物，加入土壤改良剂后，对坡面进行平整；
2）先在坡面浇筑网格式混凝土格梁架，然后在混凝土格梁架内浇筑由再生粗骨料、水泥、磷石膏、水、增稠剂和减水剂混合形成的再生生态混凝土，形成厚度为5～15cm的再生生态混凝土坡面；
3）在浇注再生生态混凝土后经过5～7天养护，然后将由营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁（EDDHA-Fe）、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水混合形成的灌浆基质注入再生生态混凝土孔隙内，然后在再生生态混凝土坡面上再铺设厚度为1～2 cm灌浆基质层；
4）在铺设灌浆基质层后的10～15天内，将草皮铺植于再生生态混凝土坡面并压实，使草皮与灌浆基质充分接触；
5）草坪养护：草坪铺设完成后进行水分管理。
本发明以上再生生态混凝土是基于再生骨料配制而成的生态混凝土，可以实现建筑垃圾等废气混凝土的回收再利用，形成新型的再生骨料型生态混凝土材料，既利用了城市废弃物，又减少了能源消耗。
本发明通过以上的坡面修整、再生生态混凝土坡面的铺设、灌浆、草皮铺植和草坪养护步骤的护坡坡面上建植草坪。本发明主要以建筑垃圾等废气混凝土作为材料，通过回收再利用形成再生骨料，通过添加常见的水泥、增稠剂、减水剂、廉价的工业副产品磷石膏以及少量的螯合铁、微量元素等原料，形成再生生态混凝土并实现混凝土内含养分、盐碱度等植物生长环境的改良，结合优质耐盐碱型狗牙根草坪材料的使用，利用见效快、适应性广、耐盐碱的草坪材料直接种植其上，实现护坡坡面生态环境的改善并提升景观效果。
本发明以上步骤3）中注入再生生态混凝土孔隙内的操作仅是使灌浆基质填充于再生生态混凝土孔隙之间，这样形成的再生生态混凝土坡面由于表面没有基质，对于植物的生长环境仍然较差，不利于植物生根，所以需要增加一个适应环境。因此在以上操作后还要再铺设厚度为1～2 cm的灌浆基质层，可以保证后期草皮铺设后可以实现草皮与基质的紧密接触，使草皮根系在扎入混凝土之前有一个适应期，以保证根系能顺利进入生态混凝土孔隙，实现植被的可持续生长。灌浆基质层厚度为1～2 cm的设计原因是：如基质层过厚，草皮根系无法穿透，容易造成草皮滑坡；而如基质层过薄，则会引起生长环境的突然改变，影响草皮根系的正常生长。
进一步地，本发明所述除草剂为的有效成分为草甘膦，除草剂用量为200～350g/亩，以水配成160～200倍液，在杂草开花之前、生长最旺盛时喷施，喷施时间在晴天、温度较高时。
草甘膦属于有机磷类内吸传导型灭生性除草剂，主要通过杂草的茎、叶吸收，而传导全株和根部，干扰和抑制氨基酸合成，从而使杂草枯死，作用时间较长，而且草甘膦在土壤中能迅速分解失效，无残效作用，具有生态环保等特点。本发明所用药量是经多年实践多确定，能保证最优的灭杀效果，尽量选择在杂草开花之前用药是为了防止杂草叶片老化后降低对药物的敏感度，而晴天温度较高的时间用药可以延长药物在杂草表面的湿润时间，有利于药物的传导。
所述土壤改良剂由腐熟的有机肥和复合肥组成，所述复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数分别为15%；所述腐熟的有机肥用量为600～1000 kg/亩，所述复合肥用量为15～30 kg/亩。
加入土壤改良剂对土壤进行翻耕改良，可对坡面生长环境进行适度改良，使得后期草坪恢复生长并穿透混凝土层后促进根系发育达到最佳的生长状态。
对坡面进行平整时，清除20 cm深度以内的杂物。本发明清除20 cm深度以内的石子、砖块等杂物，保持坡面地形稳定，有利于土壤翻耕。
平整后形成的坡面角度为5～45°。如坡面角度过低会造成坡面积水导致草皮根系无氧呼吸，植被发生休眠甚至死亡，而如坡面角度过高则不利于坡面稳定，雨水较大或水位较高的情况下易造成植被滑坡。
所述网格式混凝土格梁架的高度为15～20 cm，每格的长度为2～4 m，每格的宽度为1～2 m。此操作可以将护坡坡面拆分为若干小区便于后期草坪铺设管理，同时可以加固护坡坡面结构防止坡面在恶劣条件下滑坡或塌方。
本发明所述再生生态混凝土中再生粗骨料、水泥、磷石膏、水、增稠剂和减水剂的混合质量比为（1200～1500）∶（290～360）∶（40～90）∶（140～160）∶（0.7～0.9）∶（8～10）。经反复实践，按此比例可以配制成孔隙率为15%～35%，抗压强度10～15MPa的生态混凝土，既可以满足后期基质灌浆的条件，同时可以满足护坡要求以及植被生长所需要的环境。
本发明所用磷石膏属工业生产磷酸或者磷肥排出的一种固体废渣，我国磷石膏的排放量逐年增长，长期大量堆存,不仅会占用大量土地，而且污染环境，但磷石膏中富含CaO、SO3、SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3和P2O5等化学成分，可以提高钙和磷的含量，有效优化碱性混凝土的生态环境，同时可以为植被生长提供微量元素，另外磷石膏的使用还能减少水泥的用量，本发明对于减少国内磷石膏的堆存以及改善生态混凝土的生态效果具有积极意义。
所述再生粗骨料的粒径为20～40 mm；利用建筑垃圾等废气混凝土经简易加工后形成新型的再生骨料型生态混凝土材料，既利用了城市废弃物，又减少了能源消耗，粒径太大无法保证生态混凝土的质量，无法粘结，粒径太细则生态混凝土的孔隙率过低，无法满足植被根系生长，20～40 mm粒径可以保证生态混凝土具有适宜的孔隙率和抗压强度，再生骨料还具有透水性强的优势，有利于后期护坡坡面植被的生长及局域生态小环境的建设。
优选的增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚；优选的减水剂为聚羧酸。
另外，本发明所述步骤3）中，所述灌浆基质中，营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁（EDDHA-Fe）、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水的混合质量比为1∶（0.2～0.4）∶（0.03～0.05）∶（0.03～0.05）∶（0.03～0.05）∶1。
由于再生生态混凝土都是由碱性材料制成，碱性较强，对植物生长不利，仅利用磷石膏无法实现满意的降碱效果，国内一般使用硫酸亚铁作为混凝土的降碱材料，但硫酸亚铁生物利用效率较低，使用过多反而加重盐碱化，且只能在pH小于7的情况下适用，而本发明采用的乙二胺二邻羟苯基乙酸铁（EDDHA-Fe）则适宜在更高碱性环境下使用，使用后对植被生长环境无任何负面影响且能固定其中的有益成分，有利于调节生长环境的酸碱性，其螯合态铁易溶解和渗透，极易被植被所吸收，硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰则可以有效补充后期草坪生长所需的微量元素，经反复试验验证，此比例条件下，各组分可以有效优化生态混凝土的生长环境，促进草坪根系伸长和叶片的营养生长。
具体实施方式
实施例1：在某市人工湖坡面设置试验小区，实施面积20 m2。
1）坡面修整：
修整前坡面具有零星杂草，利用人工拔除的方法，将坡面的杂草清除。
然后加入腐熟的有机肥和复合肥组成的土壤改良剂对坡面土壤进行翻耕、改良。其中复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数分别为15%，腐熟的有机肥用量为600kg/亩，所述复合肥用量为15 kg/亩。
最后对深度20 cm范围内的石块、瓦砾等杂物进行清除后，对坡面地形进行平整，坡面角度6°。
2）再生生态混凝土坡面的铺设：
在坡面浇筑网格形混凝土格梁架，高度为15 cm，每格的长度为2 m，每格的宽度为1 m；利用锚杆等进行固定。
在格梁架内利用20～25 mm粒径再生粗骨料经水泥、水、磷石膏、羟丙基甲基纤维素醚（增稠剂）、聚羧酸（减水剂）等成分配成再生生态混凝土进行浇注。
每立方米再生生态混凝土内再生粗骨料∶水泥∶磷石膏∶水∶羟丙基甲基纤维素醚（增稠剂）∶聚羧酸（减水剂的）质量比为1400kg∶300 kg∶50 kg∶140 kg∶0.7 kg∶9 kg。
铺设完成的再生生态混凝土坡面的厚度为6cm，具有连续性空隙，孔隙率为20 %，抗压强度11 MPa。
3）灌浆：
浇注再生生态混凝土后经过5天简单养护，然后利用喷射的方法将灌浆基质注入再生生态混凝土孔隙内，由其孔隙吸收，然后在再生生态混凝土坡面上再铺设厚度为2 cm的灌浆基质。
以上灌浆基质由营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁（EDDHA-Fe）、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水以1∶0.3∶ 0.03∶0.03∶0.03∶1的质量比混合形成。
4）草皮铺植：
在基质灌浆完成后10天铺设草皮，草种为狗牙根，草皮块的尺寸为100cm×50cm。铺设完成后压实，使草皮与再生生态混凝土坡面基质紧密接触。
5）草坪养护：
草皮块铺设完成后及时浇水，第一次浇水要浇透，使混凝土下20 cm土层达到饱和，之后每天视天气情况喷水保湿，一周后度过适应期，进入正常养护管理，视天气情况进行浇水，保证草皮不发生萎蔫直至缺水死亡。
此实施例可使再生生态混凝土护坡pH降至8～9，种植2年后，草坪仍然可以保持较高的质量，草坪基本可以实现可持续的植被效果。
实施例2：在某市人工湖坡面设置试验小区，实施面积30 m2。
1）坡面修整：
坡面杂草较多，利用草甘膦（有效成分41%），取药300g亩，以水配成180倍液，在杂草开花之前、生长最旺盛时进行定向喷施；用药时间选择晴天、温度较高时。
用药后10天进行整地，加入由腐熟的有机肥和复合肥组成的土壤改良剂对坡面土壤进行翻耕、改良。其中复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数分别为15%；腐熟的有机肥用量为700 kg/亩，复合肥用量为30 kg/亩。
最后对深度20 cm范围内的石块、瓦砾等杂物进行清除后，对坡面地形进行平整，坡面角度30°。
2）再生生态混凝土坡面的铺设：
在坡面浇筑网格式混凝土格梁架，高度为20 cm，每格的长度为3 m，每格的宽度为2 m；利用锚杆等进行固定。
在格梁架内利用30～35 mm粒径再生粗骨料经水泥、磷石膏、水、羟丙基甲基纤维素醚（增稠剂）、聚羧酸（减水剂）等成分配成再生生态混凝土进行浇注。
每立方米再生生态混凝土内再生粗骨料∶水泥∶磷石膏∶水∶羟丙基甲基纤维素醚（增稠剂）∶聚羧酸（减水剂的）质量比为1500 kg∶320 kg∶90 kg∶140 kg∶0.9kg∶10kg。
铺设完成的再生生态混凝土坡面的厚度为10 cm，具有连续性空隙，孔隙率为30%，抗压强度13 MPa。
3）灌浆：
浇注再生生态混凝土后经过7天简单养护，然后利用振捣的方法将灌浆基质注入再生生态混凝土空隙内，待由其孔隙吸收后，再在再生生态混凝土坡面继续铺设厚度为1.5 cm的灌浆基质层。
以上灌浆基质由营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁（EDDHA-Fe）、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水以1∶0.4∶ 0.04∶0.05∶0.05∶1的质量比混合形成。
4）草皮铺植：
在基质灌浆完成后15天铺设草皮，草种为狗牙根，草皮块的尺寸为1500cm×50cm。铺设完成后压实，使草皮与再生生态混凝土坡面基质紧密接触。
5）草坪养护：
草皮块铺设完成后及时浇水，第一次浇水要浇透，使混凝土下20 cm土层达到饱和，之后每天视天气情况喷水保湿，一周后度过适应期，进入正常养护管理，视天气情况进行浇水，保证草皮不发生萎蔫直至缺水死亡。
此实施例可使再生生态混凝土护坡pH降至7～8，种植3年后，草坪仍然可以满足生态恢复效果，具有较高的景观质量。
Claims (10)
1.一种基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于包括以下步骤：
1）采用除草剂或人工拔除的方法，将待施工坡面的杂草清除，清除坡面杂物，加入土壤改良剂后，对坡面进行平整；
2）先在坡面浇筑网格式混凝土格梁架，然后在混凝土格梁架内浇筑由再生粗骨料、水泥、磷石膏、水、增稠剂和减水剂混合形成的再生生态混凝土，形成厚度为5～15cm的再生生态混凝土坡面；
3）在浇注再生生态混凝土后经过5～7天养护，然后将由营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水混合形成的灌浆基质注入再生生态混凝土孔隙内，然后在再生生态混凝土坡面上再铺设厚度为1～2 cm灌浆基质层；
4）在铺设灌浆基质层后的10～15天内，将草皮铺植于再生生态混凝土坡面并压实，使草皮与灌浆基质充分接触；
5）草坪铺设完成后进行水分管理。
2.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述除草剂的有效成分为草甘膦，除草剂用量为200～350g/亩，以水配成160～200倍液，在杂草开花之前、生长最旺盛时喷施，喷施时间在晴天、温度较高时。
3.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述土壤改良剂由腐熟的有机肥和复合肥组成，所述复合肥中氮、五氧化二磷和氧化钾的质量分数分别为15%；所述腐熟的有机肥用量为600～1000 kg/亩，所述复合肥用量为15～30kg/亩。
4.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述对坡面进行平整时，清除20 cm深度以内的杂物。
5.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于平整后形成的坡面角度为5～45°。
6.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述网格式混凝土格梁架的高度为15～20 cm，每格的长度为2～4 m，每格的宽度为1～2 m。
7.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述再生生态混凝土中再生粗骨料、水泥、磷石膏、水、增稠剂和减水剂的混合质量比为（1200～1500）∶（290～360）∶（40～90）∶（140～160）∶（0.7～0.9）∶（8～10）。
8.根据权利要求7所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述再生粗骨料的粒径为20～40 mm。
9.根据权利要求7所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚；所述减水剂为聚羧酸。
10.根据权利要求1所述基于再生生态混凝土护坡坡面的草坪建植方法，其特征在于所述步骤3）中，所述灌浆基质中，营养土、乙二胺二邻羟苯基乙酸铁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰和水的混合质量比为1∶（0.2～0.4）∶（0.03～0.05）∶（0.03～0.05）∶（0.03～0.05）∶1。
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