CN112625694B - 一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质 - Google Patents

一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质，将硅酸镁铝或凹凸棒土，常温下加入水中，充分溶胀；加入氯化钙溶液充分混合；加入硫酸镁溶液充分混合、反应；加入磷酸氢二铵溶液，调节pH值至6.5～7.5；加入羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合均匀，形成助纤剂。本发明通过增加助纤剂，提高基质材料的长效稳定性，保证边坡生态防护的效果。此外助纤剂的增加可优化现有基质配比，在不影响基质抗冲刷性能的基础上减少植物纤维的用量，提高喷播技术的技术经济性。

Description

一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质
技术领域
本发明涉及边坡生态防护基质技术领域，尤其涉及一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质。
背景技术
喷播生态防护技术因其施工高效成本低等优点在边坡生态防护领域应用广泛。由于土壤构成的复杂性和自然环境的差异，边坡生态修复过程中使用的基质在微生物、紫外线等自然因素作用下，可能发生降解，使施工效果无法达到理想要求。尤其是高陡岩石边坡及混凝土坡面，基质材料附着困难，容易分层，造成整片脱落。此外，高陡边坡施工过程中为提高基质材料的抗冲刷性能，基质中增加植物纤维的用量，使工程成本增加，同时也影响基质的拌和效率。
边坡生态防护基质材料主要包括保水剂、粘合剂(团粒剂、纤粒剂)、植物纤维、肥料等。保水剂能够迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的纯水，并且具有反复吸水功能；粘合剂(团粒剂)增加基质的粘性，并能促使土壤形成团粒结构；植物纤维(木纤维、草纤维)利用纤维间的网状连接作用增加其抗冲刷性能；肥料为植物的生长提供养分。
现有喷播技术通过加入粘合剂(团粒剂、纤粒剂)使土壤发生团粒化反应形成团粒结构，并利用植物纤维的网状连接作用达到抗冲刷的目的。粘合剂(团粒剂、纤粒剂)等为有机高分子材料，由于土壤构成的复杂性和自然环境的差异，在微生物、紫外线等自然因素作用下，容易降解，无法长效稳定发挥其作用。
边坡生态防护喷播基质组成中植物纤维用量占比较大(约1-3kg/m2)，高陡边坡喷播施工时植物纤维用量还会增加。目前植物纤维的价格平均在2000元/吨左右，因此喷播施工中植物纤维所占成本较大。植物纤维用量的增加也会影响基质的拌和效率。
针对上述缺陷，亟需研发新型基质辅助材料，提高喷播基质的长效稳定性，保证边坡生态防护的效果；减少植物纤维的用量，降低工程成本，提高施工效率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质，通过增加助纤剂，提高基质材料的长效稳定性，保证边坡生态防护的效果。此外助纤剂的增加可优化现有基质配比，在不影响基质抗冲刷性能的基础上减少植物纤维的用量，提高喷播技术的技术经济性。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于边坡喷播绿化的助纤剂制备方法，包括：
(1)将硅酸镁铝或凹凸棒土，常温下加入水中，充分溶胀；
(2)加入氯化钙溶液充分混合；
(3)加入硫酸镁溶液充分混合、反应；
(4)加入磷酸氢二铵溶液，调节pH值至6.5～7.5；
(5)加入羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合均匀，形成助纤剂。
进一步地，步骤(1)中，采用90～100质量份硅酸镁铝或凹凸棒土，水为500～600质量份，中速搅拌3～4小时。
进一步地，步骤(2)中，氯化钙溶液采用20～25质量份氯化钙用30～35质量份水溶解获得。
进一步地，步骤(3)中，硫酸镁溶液采用35～40质量份硫酸镁用70～80质量份水溶解获得。
进一步地，步骤(4)中，磷酸氢二铵溶液，采用10～30质量份磷酸氢二铵用20～60质量份水溶解。
进一步地，步骤(5)中，羧甲基纤维素钠溶液采用1～2质量份羧甲基纤维素钠用10～20质量份水溶解获得。
本发明另一方面提供一种用于边坡喷播绿化的助纤剂，采用所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂制备方法制备获得。
进一步地，包括硅酸镁铝或凹凸棒土、磷酸镁铵以及羧甲基纤维素钠。
进一步地，为灰白色膏体，pH值为6.5～7.5，每平米覆土5-7cm厚度，坡度不高于于45°，助纤剂用量50-100g，坡度高于45°助纤剂用量200-300g。
本发明第三方面提供一种用于边坡喷播的基质，包括保水剂10-20g/m2、纤粒剂：20-30g/m2、植物纤维：0.5-1.5kg/m2、壤土：50-100kg/m2、肥料：5-10kg、植物纤维为0.5-1.5kg/m2以及权利要求7-8之一所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂，50-300g/m2。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)本发明的助纤剂包含氯化钙、硫酸镁、磷酸氢二铵共同反应，形成磷酸镁铵缓释肥，能长效为植物提供养分。加入助纤剂，提高基质材料的长效稳定性。
(2)本发明添加了羧甲基纤维素钠增强了助纤剂的保水和悬浮性。
(3)本发明通过硅酸镁铝(或凹凸棒土)特有的层状和微孔结构，改变土壤理化性能，强化土壤颗粒强度和韧性。
(4)助纤剂中的钙、硅、镁、铝等离子和纤粒剂中的羧基长链很好的吸附，形成不溶性分子长链，提高基质抗冲刷性能，从而减少植物纤维的用量。
(5)本发明通过加入助纤剂，减少基质组合中植物纤维的用量，提高喷播施工的技术经济性。
附图说明
图1是助纤剂制备流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
结合图1，助纤剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)90～100质量份硅酸镁铝(或凹凸棒土)，常温下加入500～600质量份水中，中速搅拌3～4小时，使其充分溶胀，得A组。
(2)20～25质量份氯化钙用30～35质量份水溶解，加入A组，充分混合，得B组。
(3)35～40质量份硫酸镁用70～80质量份水溶解，加入B组，充分混合、反应，得C组。
(4)10～30质量份磷酸氢二铵用20～60质量份水溶解，加入C组，充分混合、反应，调pH值至6.5～7.5，得D组。
(5)1～2质量份羧甲基纤维素钠用10～20质量份水溶解，加入D组，搅拌混合均匀，即成助纤剂。
硅酸镁铝(或凹凸棒土)特有的层状和微孔结构，良好的吸附能力，高触变性和稳定性，和土壤具有极强的离子交换能力，能快速扩散、渗透土壤颗粒表面及空隙内，改变土壤理化性能，强化土壤颗粒强度和韧性；磷酸镁铵缓释肥，能长效为植物提供养份；羧甲基纤维素钠增强了助纤剂的保水和悬浮性。
助纤剂由无机高分子胶粒改性而成，和纤粒剂共同作用，能使土壤成纤维状，保水性、蓬松性、吸附性等性能优异。外观为灰白色膏体。pH值(1﹪水分散液)为6.5～7.5。其组成为硅酸镁铝(或凹凸棒土)、磷酸镁铵、羧甲基纤维素钠。
一般每平米覆土(5-7cm厚度)用量50-100g，高陡岩石边坡用量200-300g。
本发明另一方面提供一种用于边坡喷播的基质，包括保水剂、纤粒剂、植物纤维、壤土、肥料以及所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂，保水剂10-20g/m2、纤粒剂：20-30g/m2、植物纤维：0.5-1.5kg/m2、壤土：50-100kg/m2、肥料：5-10kg、植物纤维为0.5-1.5kg/m2。助纤剂50-300g/m2，每平米覆土5-7cm厚度，坡度不高于45°，助纤剂用量50-100g，坡度高于45°助纤剂用量200-300g。
实施例1
1、助纤剂的制备
(1)90质量份硅酸镁铝(或凹凸棒土)，常温下加入500质量份水中，中速搅拌3～4小时，使其充分溶胀。
(2)21质量份氯化钙用30质量份水溶解，加入后充分混合。
(3)35质量份硫酸镁用73质量份水溶解，加入后充分混合、反应，得C。
(4)15质量份磷酸氢二铵用40质量份水溶解，加入后充分混合、反应，调节pH值至6.8。
(5)1.2质量份羧甲基纤维素钠用12质量份水溶解，加入搅拌混合均匀，即成助纤剂。
2、形成基质，采用每平米覆土100g助纤剂，保水剂10g/m2、纤粒剂(主要成分：聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺)20g/m2、植物纤维800g/m2、壤土60kg/m2、肥料6kg，上述各个组分混合均匀。肥料6kg采用有机肥料即可，肥料对于粘聚力的影响较小，本实施例中采用鸡粪肥。保水剂的主要成分为高吸水性树脂，主要影响保水率。
3、在进行喷播时，按照料、液比1：3加入水分，形成浆状基质，加入到喷播机中，进行搅拌10min。喷播的厚度为2cm。
边坡坡度为1:1.5，测量粘聚力为57KPa。
实施例2
1、助纤剂的制备
(1)98质量份硅酸镁铝(或凹凸棒土)，常温下加入550质量份水中，中速搅拌3～4小时，使其充分溶胀。
(2)25质量份氯化钙用35质量份水溶解，加入后充分混合。
(3)40质量份硫酸镁用75质量份水溶解，加入后充分混合、反应，得C。
(4)25质量份磷酸氢二铵用50质量份水溶解，加入后充分混合、反应，调节pH值至6.9。
(5)1.8质量份羧甲基纤维素钠用18质量份水溶解，加入搅拌混合均匀，即成助纤剂。
2、形成基质，采用每平米覆土200g助纤剂，保水剂10g/m2、助纤剂150g/m2、纤粒剂30g/m2、植物纤维1500g/m2、壤土80kg/m2、肥料6kg，上述各个组分混合均匀。
3、在进行喷播时，按照料、液比1：3加入水分，形成浆状基质，加入到喷播机中，进行搅拌10min。喷播的厚度为2cm。
边坡坡度为1:1.5，粘聚力70kpa。
对比例
形成基质，采用保水剂10g/m2、纤粒剂20g/m2、植物纤维1200g/m2、壤土60kg/m2、肥料6kg，上述各个组分混合均匀。
在进行喷播时，按照料、液比1：3加入水分，形成浆状基质，加入到喷播机中，进行搅拌10min。喷播的厚度为2cm。
边坡坡度为1:1.5，粘聚力55kpa。
通过以上实施例和对比例比较可以看出，添加助纤剂后提高基质材料的长效稳定性，减少基质组合中植物纤维的用量，但粘聚力指标达到了接近，保证了边坡基质的抗冲刷能力。
综上所述，本发明涉及一种用于边坡喷播绿化的助纤剂、制备方法及基质，将硅酸镁铝或凹凸棒土，常温下加入水中，充分溶胀；加入氯化钙溶液充分混合；加入硫酸镁溶液充分混合、反应；加入磷酸氢二铵溶液，调节pH值至6.5～7.5；加入羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合均匀，形成助纤剂。本发明通过增加助纤剂，提高基质材料的长效稳定性，保证边坡生态防护的效果。此外助纤剂的增加可优化现有基质配比，在不影响基质抗冲刷性能的基础上减少植物纤维的用量，提高喷播技术的技术经济性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种用于边坡喷播绿化的助纤剂制备方法，其特征在于，包括：
（1）将硅酸镁铝或凹凸棒土，常温下加入水中，充分溶胀；
（2）加入氯化钙溶液充分混合；
（3）加入硫酸镁溶液充分混合、反应；
（4）加入磷酸氢二铵溶液，调节pH值至6.5～7.5；
（5）加入羧甲基纤维素钠溶液搅拌混合均匀，形成助纤剂；
步骤（1）中，采用90～100质量份硅酸镁铝或凹凸棒土，水为500～600质量份，中速搅拌3～4小时；
步骤（2）中，氯化钙溶液采用20～25质量份氯化钙用30～35质量份水溶解获得；
步骤（3）中，硫酸镁溶液采用 35～40质量份硫酸镁用70～80质量份水溶解获得；
步骤（4）中，磷酸氢二铵溶液，采用10～30质量份磷酸氢二铵用20～60质量份水溶解；
步骤（5）中，羧甲基纤维素钠溶液采用1～2质量份羧甲基纤维素钠用10～20质量份水溶解获得。
2.一种用于边坡喷播绿化的助纤剂，采用权利要求1所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂制备方法制备获得。
3.根据权利要求2所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂，其特征在于，包括硅酸镁铝或凹凸棒土、磷酸镁铵以及羧甲基纤维素钠。
4.根据权利要求2或3所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂，其特征在于，为灰白色膏体，pH值为6.5～7.5，每平米覆土5-7cm厚度，坡度不高于45°，助纤剂用量50-100g，坡度高于45°助纤剂用量200-300g。
5.一种用于边坡喷播的基质，其特征在于，包括保水剂10-20g/m2、纤粒剂：20-30g/m2、植物纤维：0.5-1.5kg/m2、壤土：50-100kg/m2、肥料：5-10kg、植物纤维为0.5-1.5kg/m2以及权利要求2-3之一所述的用于边坡喷播绿化的助纤剂，50-300g/m2。
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