CN1140464A

CN1140464A - 绿化、土壤稳定化用无机质材料及其种子喷播、土壤稳定方法

Info

Publication number: CN1140464A
Application number: CN95191490A
Authority: CN
Inventors: 小松茂
Original assignee: SYOKUDAI DEV CO Ltd
Current assignee: SYOKUDAI DEV CO Ltd
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1997-01-15
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: KR970700751A; JP2935408B2; JPH08157817A; WO1996017900A1; CN1070905C; KR100342849B1

Abstract

一种绿化、土壤稳定化用的无机质材料，包括：对100重量份的灰成分，混合物1-20％(重量，下同)的硫酸铝、1-20％硫酸钙、1-20％二氧化硅粉末及10-80％水泥成分组成的添加剂10～50重量份，或再加10重量份以下的陶瓷粉末混合。在其中混合植物生长材料、土壤和水，作成淤浆状客土，喷覆于施工面，作厚层基础材料的种子喷播。则施工面在通常的降雨环境下完全不发生流失。且所述的材料不会发生冻结劣化，有助于植物的良好发芽。又，与潮湿的淤泥状土壤经混合、搅拌后辗压，本发明的材料也可使之在短时间内固化。

Description

绿化、土壤稳定化用无机质材料及其种子喷播、土壤稳定方法

技术领域

本发明涉及一种绿化、土壤稳定化用的无机质材料、及使用它的厚层基质材料种子喷播方法及土壤稳定化方法，更具体的，本发明涉及这样一种绿化、土壤稳定化用的无机质材料，所述材料在用于厚层基质材料种子喷播的方法时，可对土壤的垂直面等的种子喷播面发挥极为优异的绿化功能，且在用于淤泥状土壤时，可在短时间内高强度地固化该淤泥状土壤。背景技术

近来，为了保护如崖壁那样的垂直面，且为了对该崖壁面进行绿化，广泛施用了厚层基础材料的种子喷播的方法。

所述厚层基础材料的种子喷播方法系这样一种方法：将客土、种子、培养剂、肥料、土壤改良剂、促进剂、土壤固结剂(浆料)等按一定的比率混合，将混合后的混合物悬浮于水，制成淤浆状客土。所得的淤浆状客土喷施于如绷设了钢丝网的垂直面上，在该垂直面上喷覆所需厚度的喷覆材料层。

喷施于所述垂直面上的淤浆状客土，经一定时间，含于其中的上述浆料发生硬化，此时，在其硬化过程中，由于客土的土壤颗粒互相黏附，发生土壤粒子的团粒(群粒)化。

而且，在上述浆料的硬化过程和土壤粒子的团粒化过程中，喷覆材料面产生龟裂，所添加的植物种子，即从该龟裂处萌芽，生长。

然而，在上述已有的施用淤浆状客土所进行的厚层基础材料的种子喷播方法中，尚有如下须解决的问题。

即，首先，在以往的客土中，为了使土壤粒子发生团粒化，其所使用的浆料以树脂聚合物为主体，所以，其硬化速度慢。因而使喷播于垂直面上的淤浆状客土完全固化，以稳定状态固定于垂直面上所需时间很长。通常，需要2-3天的培养时间。

为此，有这样的情况，施工后，由于在喷覆的淤浆状客土固化之前，下了雨等，会使整个喷播面完全流失。遇到这种情况，就须在日后再次施工，这样，使整个施工的成本大幅提高。

另外，由于以往的淤浆状客土其浆料是以树脂聚合物为主体，当浆料的硬化完成之时，团粒化的客土表面成干固的状态，其保水性及通气性变差，从整体上来说，培植材料的萌芽状态参差不齐，另外，其发芽率也低下。特别是，喷覆材料面的厚度越是大，掺合于客土中的浆料也增多，如上所述的表面干固状态越加发展，会发生植物培植材料难以发芽的问题。

又，以往所用的淤浆状客土因其中的浆料的硬化速度很慢，很难在短时间内喷覆以形成厚的喷播材料面。依地方的不同，也有在一天之内仅能形成约1cm厚的喷播材料面。因此，如要形成厚度约3cm或5cm的喷播材料面，则不论该喷播期间有无降雨等，都需要很长的施工时间。

因而，由于厚层基础材料的种子喷播法所用的淤浆状客土存在如上所述的问题，在实际施工中，除了客土和浆料之外，通常，还常常再掺入土壤稳定剂、团粒化剂、腐蚀阻碍剂(粘接剂)、保水剂等添加剂。

然而，这些添加剂的掺入同时也导致了用于施工的淤浆状客土的成本增加，从经济上来说，不能认为这是一种理想的方法。本发明的目的是，提供一种绿化、土壤稳定化用的无机质材料，所述的无机质材料可用作这样一种客土，该土壤材料在用于喷播施工后，经过1-3个小时左右即发生团粒化，遇通常的降雨量不会发生流失；另外，本发明的无机质材料经一次喷播作业即可形成约15cm厚的喷播材料面，且，所述的喷播材料面具多孔质地，富于通气性和保水性，可使培植种子从整个喷播材料表面以很高的发芽率发芽，生长，所述的客土也不会发生冻结劣化。

本发明的第二个目的是，提供一种使用上述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料进行厚质基础材料喷播施工的方法。

本发明的另一目的是，提供一种使用上述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料，固化淤浆状土壤的土壤稳定化方法。发明的揭示

为达到上述目的，在本发明中，提供了这样一种由下述成分组成的绿化、土壤稳定化用的无机质材料(以下，也简称为第一材料)：

对100重量份的灰成分，混合下述的添加剂10-50重量份；且，

所述添加剂包括1-20％(重量)的硫酸铝、1-20％(重量)的硫酸钙、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥。

又，在本发明中，也提供了这样一种由下述成分组成的绿化、土壤稳定化用的无机质材料(以下，也简称为第二材料)：

对100重量份的灰成分，混合下述的添加剂10-50重量份和10重量份以下的陶瓷粉末；且，

在本发明中，提供了由下述步骤组成的厚层基础材料的种子喷播方法：

混合土壤、上述的第一材料及/或第二材料和水，组成淤浆状客土，将该淤浆状客土喷覆于施工面。

又，在本发明中，提供了由下述步骤组成的土壤稳定化方法：

混合、搅拌淤泥状土壤、上述的第一材料及/或第二材料之后，进行辗压。

将本发明的第一材料及第二材料分散于水中，作成淤浆状，则该淤浆状材料都显示触变性。即，在容器内，搅拌该淤浆状材料，持续给予应力时，可显示良好的流动性。但是，一旦将其喷覆于垂直面，则该淤浆状材料在与上述的垂直面接触的瞬间即失去了流动性，而具有附着于该垂直面上的特性。

如以下所述，本发明的第一材料以下述的灰成分和添加剂为必要成分，又，本发明的第二材料是在上述的第一材料之中再添加如下所述的陶瓷粉末而成。

不论是第一材料或第二材料，其灰成分都是含有SiO₂、Al₂O₃，CaO为主要成分的凝硬类物质，使用了具有水合活性的、与水反应后可转化为水合物的水硬性物质的粉末。

具体地，可举出如飘尘、造纸废弃物的焚灰、高炉渣等。其中，作为飘尘，由于容易得到JIS A6201规格的飘尘，且由于使用该飘尘可以降低材料成本而被优先使用；又，作为造纸废弃物的焚灰，在造纸工艺中，未使用含氯漂白剂而得到的造纸废弃物的焚灰含有MgO成分，由于该MgO的作用，从所述的喷播材料面上发芽成长的植物其枝叶特别青绿，因而，也特别优先使用。

上述的灰成分，在配制淤浆状材料时，以胶体状分散于水中，同时，与共存的水之间发生水合反应，这样，至少在表面的部分，该灰成分迅速地转化为钙钒石(ettringite)和硅酸钙水合物等的矿物质水合化合物，发生自身硬化。

在上述的淤浆中共存有土壤时，所述的矿物质的水合物是以包卷土壤粒子本身的状态而生成的，结果，许多土壤粒子和上述的水合化合物形成具有复合化结构的多孔质的团粒。而且，在形成上述多孔质的团粒结构的过程中，土壤中的水分急速地为多孔质团粒所吸收，这也促使了灰成分本身的硬化的进行。

因此，形成的团粒与以往的、由于浆料使其土壤粒子互相粘结而形成的以前的团粒化状态不同，它是多孔质的，吸收了土壤中的水分，具有良好的通气性和保水性，同时，也富于弹力。

其次，在本发明的第一材料和第二材料中，所掺入的添加剂以硫酸铝、硫酸钙、二氧化硅粉末、水泥成分为必要成分。

硫酸铝在使本发明的材料分散于水中形成淤浆状时，溶解于水中，发挥电解质的功能，在与胶体状分散的灰成分之间生成钙钒石，促进其凝集。另外，在共存土壤的场合，在水解生成氢氧化铝的过程中，铝的缩聚离子作为高分子体而生成，该缩聚离子包卷土壤粒子而凝结。

硫酸铝的比例设定为添加剂总量的1-20％(重量)。该比例如少于1％(重量)，则灰成分的凝集效果和钙钒石的生成效率低下，不能使土壤迅速地稳定化及有效地吸收土壤中的水分；如果该比例大于20％(重量)，则仅仅是掺入的效果达到饱和，徒然使成本上升。

硫酸钙与使用硫酸铝的场合一样，在配制淤浆状时，溶解于水而电离，引起灰成分凝集，又与灰成分反应，生成钙钒石和硅酸钙水合物。

上述硫酸钙的比例，设定为整个添加剂量的1-20％(重量)。如该比例少于1％(重量)，则不能充分发挥前述的效果；反之，如果该比例大于20％(重量)，则由于硫酸钙本身为石膏成分，会使配制的淤浆状材料开始石膏化而固结，使喷覆施工难以进行。

二氧化硅粉末则有助于在本发明的材料团粒化和固化的时候，分散于所述团粒中，有助于强度的保持。

作为可用的氧化硅粉末并无特别的限制，例如，可使用烟状氧化硅和天然的白色沉积砂(分布于日本南九州一带)作为合适的二氧化硅粉末。特别是，烟状二氧化硅为非晶质，在配制淤浆状材料的过程中，可在进行剧烈的晶体化的同时，与灰成分及下述的水泥成分结合，提高团粒的强度，因此，是一种有用的二氧化硅。

二氧化硅的比例设定为添加剂总量的1-20％(重量)。该比例如少于1％(重量)，则不能充分发挥上述的提高强度的效果，反之，如果该比例大于20％(重量)，则仅仅是掺入的效果达到饱和，徒然使成本上升。

水泥成分的掺入，是为了在将配好的淤浆状客土喷覆于例如垂直面上时，使所述的淤浆状客土在短时间内凝集的同时，也保持所形成的喷覆面的强度。

作为所述的水泥成分并无特别限制，例如，可使用普通的波特兰水泥，及如紧急工程建设使用的建筑材料的快硬水泥等。

上述水泥(粘结剂)成分的比例，设定为整个添加剂量的10-80％(重量)。如该比少于10％(重量)，则不能充分发挥前述的效果；反之，如果该比例大于80％(重量)，则施工后淤浆的凝结会进行过度，而形成非常坚固的施工面(喷覆面)，在添加如植物(培植)生长材料时，给该植物发芽生长造成障碍。

本发明的第一材料和第二材料都对100重量份的灰成分混合上述的添加剂10-50重量份而成。如果，其中添加剂的混合比例少于10重量份，则所配制的淤浆无法迅速地进行团粒化和固化；如果该比例大于50重量份，则因为水泥成分相对地增多，施工面和施工土壤过度固结。不会因雨水而发生流失，也不会产生冻结劣化，但作为植物生长的材料从喷播材料面无遗漏的发芽成长的绿化喷播用材料及，淤泥状土壤的稳定化材料，是不满意。

在本发明的第二材料中，在第一材料之中再掺入陶瓷粉末作为必要成分。

上述陶瓷粉末，其自身并不参与前述的水合反应及多孔质的团粒的形成，但由于该些陶瓷粉末是一种多孔质粒子的集合体，且由于它分散于形成的团粒中，由此可提高该团粒的透水性和保水性，另外，也可提高种子的存活率。再有，上述陶瓷粉末可以起到长期地保存掺入客土中的肥料的肥效，形成对植物的生长发育来说极为良好的环境。又，由于即使很少量的使用，也可发挥上述的效果，因此，这也有利于降低产品的成本。

上述的陶瓷粉末并无特别限制，例如，可以使用Filton(フイルトン)Inter-national公司所制造的FB材料(商品名)。

上述陶瓷粉末的用量，设定为100重量份的灰成分用10重量份以下。如其掺入量多于10重量份，则在施工后，所配制的淤浆无法迅速凝集和固化；同时，使团粒自身的强度降低，导致成本上升。

本发明的厚层基础材料的种子喷播法方法如下所述。

首先，将水、客土、种子、培养剂、肥料、土壤改良剂、促进剂等投入具一定的容积的罐内，搅拌，再投入本发明的材料于其中。此时，适当调节注入的水量和客土量，以便达到适合喷播施工的粘度。然后，充分搅拌所有的材料，制成喷播用淤浆状客土。

将所制得的淤浆状客土喷覆于一定的地面，例如，一定的垂直面上，使其粘附于其上，从而完成施工。

在作喷覆的同时，客土失去流动性，强力地附着于地表面。另外，客土也迅速地进行团粒化，使其整体具有弹力而固化。

其次，本发明的土壤稳定化方法如下所述。

即，首先，混合、搅拌作为对象的淤泥状土壤和一定量的本发明材料，然后，辗压整体材料即可。

在混合、搅拌的过程中，进行本发明的材料的上述水合反应，淤浆状土壤中的水分迅速地被吸收，同时，该淤泥状土壤发生团粒化和固化，使其整体的强度提高。在短时间内，即可使淤泥状土壤稳定化。

实施发明的最佳形态实施例1

混合硫酸铝(日本轻金属株式会社制)1.6kg、硫酸钙(国际商事株式会社制)1.6kg、烟状二氧化硅(内外日东株式会社制)1.6kg、快硬水泥(住友水泥株式会社制)11.2kg，配制得到总量为1 6kg的添加剂。即，该添加剂为硫酸铝10％(重量)、硫酸钙10％(重量)、烟状二氧化硅10％(重量)、快硬水泥70％(重量)的组合物。

接着，将该添加剂与64kg的纸灰(新王子制纸株式会社制)均匀混合，制得本发明的第一材料80kg。

即，所述的第一材料是100重量份的纸灰中添加上述添加物25重量份的材料。

将水、客土、种子、培养剂、肥料投入其容量为3800升的罐内，搅拌，再投入上述的本发明的第一材料80kg于其中然后搅拌，配制淤浆状客土。将该淤浆状客土喷覆于倾斜角为30°，面积约为80m²的垂直面上。施工作业的途中，虽然下了小雨，但由于团粒化作用，而牢牢地附着于垂直面发挥了随之而来的速效性，客土不发生流失，完成了作业。

施工作业完成后，当日半夜即下了大雨，但在翌日观察其喷覆面。未见有客土的流失。

为了比较，另外，也进行了使用已有的淤浆状客土的施工，但在其喷覆面上发生客土的流失，钢丝网完全露出。

在施工四周后再次观察喷覆面，见喷覆面无一遗漏地普遍发芽，客土也保持了与喷覆之初相同的状态。然而，在用以往的客土喷覆的喷覆面上，是从裂隙处发芽，其发芽状态不一。

又，观察经过一冬的喷覆面，则发现，枝叶茂盛，没有客土的流失，保持了与喷覆之初相同的状态。实施例2

在实施例1中使用的淤浆状客土置于札幌藻岩堤坝上，对因水位的变化而反复露出和被水浸没的地方进行喷覆。喷覆面积16m²。翌日，堤坝水位上涨，没过喷覆面，但是，客土没有流失，保持了与喷覆当初相同的状态。实施例3

在由于阴雨而泥泞的石狩川堤坝上画出一部分区块，选为试验场所。该试验场所倾斜角约30，宽100cm，高约8cm，操作者不能攀登。

将实施例1中所用的第一材料散布于上述试验场所的土壤上，并用棍棒均匀、无遗漏地搅拌该材料，同时作辗压，使得所述的第一材料以2％(重量)的比例散布于该垂直面的土壤上。搅拌中，试验场所变得操作者可攀登而上。又，在搅拌1小时后，重15吨的压土机辗压施工场所，试验场所的土壤稳定化至压土机可行进并留下清晰的履带痕迹。

其后，立即对上述试验场所覆以草皮，其作业顺利。草皮的扎根情况良好。遇有下雨客土也未见流失。实施例4

沼泽之水因下雨而流淌，因沼泽水流淌而使其垂直面形成胶状污泥并发生流失，将该沼泽选作施工场所，在其上进行道路施工。

收集流出的淤泥，在其中投入如上所述的第一材料，进行整体的搅拌，接着，再将处理后的淤泥返回至垂直面上，进行辗压。

施工操作后的垂直面呈稳定化，即使下雨也不发生流失。另外，几周之后，植物生长茂密。实施例5

在实施例1中所配制的第一材料80kg中，再投入FB材料(商品名，FiltonInternational公司制)3.2kg，搅拌，配制得到本发明的第二材料100kg。

即，上述的第二材料是对纸灰100重量份，再混合添加物25重量份、FB材料5重量份而得到的材料。

将水、客土、种子、培养剂、肥料投入其容量为1200升的罐内，搅拌，再投入上述的本发明的第二材料30kg于其中之后，搅拌，配制淤浆状客土。将该淤浆状客土喷覆于倾斜角约为25°的垂直面上，喷覆形成厚为1cm和3cm的喷播材料层。

与实施例1同样，虽然下了雨，也未见客土流失，而且，植物发芽的状态良好。

另外，本实施例中的喷播材料面的保水性也比实施例1的优良。产业上的可利用性

本发明的绿化、土壤稳定化用的无机质材料在用于喷播施工后，如经过1个小时左右，则在通常的降雨环境中完全不发生流失。另外，如是用于倾斜度为35°的通常斜面，则不用钢丝网等的网状物也可进行厚层基础材料的种子喷播。再有，本发明的材料不会发生冻结劣化，可用于寒冷地带的绿化喷覆播种。此外，对于泥泞的淤泥状土壤，本发明的材料也可使之在短时间内固化而稳定化。

由于本发明的材料并不会因水而流失，因此，本发明的材料可将水性植物喷覆播种、移植于湖泊、邻水公园等的水边，从而，有助于环境净化和环境保护。

本发明的无机质材料由其组成的成分之间的水合反应而生成水合化合物，这样，可迅速地形成以土壤粒子为核心的多孔质的团粒，且所述的团粒富有通气性和保水性，可良好地保持所添加的肥料，可对添加的植物生长材料的发芽成长提供非常合适的环境。

又，在本发明的第二材料中，由于再掺入作为多孔质粒子的集合体的陶瓷粉末，因此，该材料除了具有更好的保水性和透水性之外，种子的存活性优良。可长期确保肥料等的功效。

Claims

1.一种由下述成分组成的绿化、土壤稳定化用的无机质材料：

对100重量份的灰成分，混合下述的添加剂10-50重量份；且，

所述添加剂包括1-20％(重量)的硫酸铝、1-20％(重量)的硫酸钙、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥成分。

2.一种由下述成分组成的绿化、土壤稳定化用的无机质材料：

3.如权利要求1或2中之任一项所述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料，其特征在于，所述的灰成分为飘尘或造纸废弃物的焚灰。

4.如权利要求1或2中之任一项所述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料，其特征在于，所述的二氧化硅粉末为烟状二氧化硅。

5.如权利要求2所述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料，其特征在于，所述的陶瓷粉末为FB材料(Filton International公司制)。

6.一种由下述步骤组成的厚层基础材料的种子喷播方法：

混合土壤、上述权利要求1-5中之任一项所述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料和水，组成淤浆状客土，将该淤浆状客土喷覆于施工面。

7.一种由下述步骤组成的土壤稳定化方法：

混合、搅拌淤泥状土壤和上述权利要求1-5中之任一项所述的绿化、土壤稳定化用的无机质材料之后，进行辗压。