CN114149236A - 一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沙漠固沙防渗技术领域，具体为一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造及其施工方法，包括特种固结剂和沙漠风口带沙层固沙结构，所述特种固结剂成分如下：石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰、超细矿渣粉、膨润土、微硅粉、石灰粉、沸石粉和脱硫石膏，铝酸钠等天然无机材料，其中膨润土占比5‑15％、超细矿渣粉占比5‑15％、脱硫石膏粉占比5‑15％、沸石粉占比15‑25％、石灰粉占比15‑30％、铝酸钠粉占比15‑30％，石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰中的一种或两种占比组合为0.5‑1‰；所述沙漠风口带砂层固沙构造由沙漠表层和固沙层构成。本发明使用特种固结剂对沙层进行固化，满足在沙漠地带表面进行不同方向的应用，对沙漠进行有效的固化。
Description
技术领域
本发明涉及沙漠固沙防渗技术领域，具体为一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造及其施工方法。
背景技术
近年来，随着人们对环境保护的意识逐渐增强，在防风治沙方向取得了良好的成绩，但是仍有大量的未治理的沙漠随风扩展，会侵吞可耕地和村庄，更多的沙漠虽然固定未发生滚动，但皆因沙漠地区出现少雨或雨水无法存留作为绿植而长期荒废，同时沙漠内道路建设时应需从沙漠外运进大量材料，增加沙漠道路建设难度和经济成本。
经过海量检索，发现现有技术，公开号为：CN111847960A，公开了一种通过沙漠固化实现沙漠生态修复的方法，其包括以下步骤：将固化添加剂加水稀释，其中，所述固化添加剂的组分包括培养液，硫酸钾，尿素，氯化镁，氯化钠，氯化钙和碳酸氢钠，所述培养液的组分包括糖蜜，锡酸钠，氯化铵，碳酸钙和硼砂；将稀释后固化添加剂与沙漠沙子、水泥混合后压实形成固化体；将固化体散布于沙漠沙中。本发明沙漠生态修复的方法利用沙漠沙子作为基材制备具有保水功能的固化体，并通过固化体来改善沙漠植物生长环境，经固化治理后的沙漠具备植物生长所需的含水环境，该方法治理沙漠成本低，植物成活率高，适宜大规模推广应用。
综上所述，全面改造沙漠对于改造生态环境具有长远且重要的意义，在针对沙漠治理过程中，不能够根据沙漠不同区域所具备的不同特性实行有效固化措施，使得沙漠固化成果不佳，同时随着沙漠绿植产业的发展，缺少针对沙漠绿植发展方向的有效固沙措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
因为CN111847960A公开的是改善沙漠植物生长条件技术。并没有解决沙漠风口固沙、沙漠道路建设等基础性工程难题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，包括特种固结剂和沙漠风口带沙层固沙结构，所述特种固结剂成分如下：石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰、超细矿渣粉、膨润土、微硅粉、石灰粉、沸石粉和脱硫石膏，铝酸钠等天然无机材料，其中膨润土占比5-15％、超细矿渣粉占比5-15％、脱硫石膏粉占比5-15％、沸石粉占比15-25％、石灰粉占比15-30％、铝酸钠粉占比15-30％，石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰中的一种或两种占比组合为0.5-1‰；
所述沙漠风口带砂层固沙构造由沙漠表层和固沙层构成。
优选的，所述沙漠风口带砂层固沙构造施工方法如下：
在沙漠风口带区域的沙漠表层均匀喷洒特种固结剂，并在沙漠表层进行淋水，特种固结剂与淋水设备均采用农机进行牵引；
特种固结剂与水喷洒过后，采用旋耕机将喷洒后的沙漠表层的沙层打碎，随后采用农机重复行驶碾压的方式将沙漠表层进行压实，形成30-50mm厚度的沙与固结材料混合层，凝结10-30min后，形成壳状固沙层。
优选的，所述绿植防渗层固沙结构由绿植基层、压实沙层、固化结石防渗层和绿植土层构成。
优选的，所述绿植防渗层固沙结构施工方法如下：
使用履带式拖拉机将沙层压实成为压实沙层，压实沙层的厚度大于80mm，在压实沙层表面铺粉状特种固结剂；
采用联合作业机组将压实沙层表面翻松拌和，深度为50-80mm，同时淋水压实、刮平，完成固化结石防渗层；
采用液体特种固化剂时，将液体特种固化剂喷洒在压实沙层表面后进行翻松拌匀，翻松拌匀深度为50-80mm，经压实后形成固化结石防渗层，固化结石防渗层表面可作为绿植土层。
优选的，所述沙漠道路结构由沙漠道路基层、压实基层和道路面层构成。
优选的，所述沙漠道路结构施工方法如下：
采用履带式挖掘机将与原沙层进行平整后并采用压实设备进行砂层夯实，形成200mm厚度以上的压实基层，由联合作业机组将粉状特种固结剂均匀铺设在压实基层表面，经过淋水后翻松拌匀，随后经过压实后形成80-150mm厚度的道路面层；
当使用液体特种固化剂时，由联合作业机组将水稀释后的特种固化剂均匀喷洒在压实基层表面，再经过翻松拌匀后进行压实，形成厚度为80-150mm厚度的道路面层。
优选的，所述特种固结剂也可以用于其他有沙、土或硅酸盐类硬质固废物组配成为混合料，形成较高强度或较低吸水率等应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出沙漠风口带沙层固沙结构、绿植防渗层固沙结构和沙漠道路结构的方式，可针对沙漠的不同位置和发展方向进行针对性的沙层固化方式，具备经济有效的固沙效果，沙漠风口带沙层固化可对位于风口处的沙层进行有效固化，从而防止沙层受到风力的带动产生沙漠扩大的问题，可有效防止沙漠扩张，同时利于固沙后的绿植复原；绿植防渗层固沙可利于固沙后的沙漠层表面植物复原，提高了固沙后沙层的锁水能力，防止水分快速散失，从而保障植物的正常生长；沙漠道路结构解决了沙漠中机动车无法正常通行而影响治沙进度的难题，为后续的道路建设和沙漠持续性治理提供基础，具备显而易见的长久经济效益和增加沙漠治理的效果。
附图说明
图1为本发明的沙漠风口带砂层固沙构造原理示意图；
图2为本发明的沙漠绿植防渗层构造原理示意图；
图3为本发明的沙漠道路结构原理示意图。
图中：1、沙漠表层；2、固沙层；3、绿植基层；4、压实沙层；5、固化结石防渗层；6、绿植土层；7、沙漠道路基层；8、压实基层；9、道路面层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3，本发明提供的四种实施例：
实施例一：
一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，包括特种固结剂和沙漠风口带沙层固沙结构，特种固结剂成分如下：石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰、超细矿渣粉、膨润土、微硅粉、石灰粉、沸石粉和脱硫石膏，铝酸钠等天然无机材料，其中超细矿渣粉、膨润土、微硅粉、石灰粉、沸石粉和脱硫石膏作为增强材料，用于增强特种固结剂的结构特性和凝固强度，膨润土占比5-15％、超细矿渣粉占比5-15％、脱硫石膏粉占比5-15％、沸石粉占比15-25％、石灰粉占比15-30％，铝酸钠粉等天然无机材料作为触发剂，铝酸钠粉占比15-30％，石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰中的一种或两种占比组合为0.5-1‰；特种固结剂也可以用于其他有沙、土或硅酸盐类硬质固废物组配成为混合料，形成较高强度或较低吸水率等应用；
实施例二：
沙漠风口带砂层固沙构造由沙漠表层1和固沙层2构成，固沙层2厚度30-50mm、抗压强度0.2Mpa，无防渗要求；
沙漠风口带砂层固沙构造施工方法如下：
在沙漠风口带区域的沙漠表层1均匀喷洒特种固结剂，并在沙漠表层1进行淋水，特种固结剂与淋水设备均采用农机进行牵引；
特种固结剂与水喷洒过后，采用旋耕机将喷洒后的沙漠表层1的沙层打碎，随后采用农机重复行驶碾压的方式将沙漠表层1进行压实，形成30-50mm厚度的沙与固结材料混合层，凝结10-30min后，形成壳状固沙层2。
壳状固沙层2的24小时抗压强度不少于0.2Mpa、3天强度不少于0.5Mpa。固沙层2固化7天后由检测人员现场取样或在实验室制作相同级配样块检测抗压强度。
沙漠风口带沙层固化可对位于风口处的沙层进行有效固化，从而防止沙层受到风力的带动产生沙漠扩大的问题，可有效防止沙漠扩张，同时利于固沙后的绿植复原。
实施例三：
绿植防渗层固沙结构由绿植基层3、压实沙层4、固化结石防渗层5和绿植土层6构成，防渗层5厚度50～80mm、抗压强度5Mpa以上，防渗应符合不同植物种植要求；
绿植防渗层固沙结构施工方法如下：
使用履带式拖拉机将沙层压实成为压实沙层4，压实沙层4的厚度大于80mm，在压实沙层4表面铺粉状特种固结剂；
采用联合作业机组将压实沙层4表面翻松拌和，深度为50-80mm，同时淋水压实、刮平，完成固化结石防渗层5；防渗层5抗压强度3天不低于3Mpa、7天不低于5Mpa，渗水率不大于普通水泥砂浆。防渗层5固化7天后，采用现场取样或实验室制作相同级配样块测试抗压强度和渗透系数。
采用液体特种固化剂时，将液体特种固化剂喷洒在压实沙层4表面后进行翻松拌匀，翻松拌匀深度为50-80mm，经压实后形成固化结石防渗层5，固化结石防渗层5表面可作为绿植土层6。
绿植防渗层固沙可利于固沙后的沙漠层表面植物复原，提高了固沙后沙层的锁水能力，防止水分快速散失，从而保障植物的正常生长。
实施例四：
沙漠道路结构由沙漠道路基层7、压实基层8和道路面层9构成，道路基层8厚度150～200mm、抗压强度3天强度不低于2Mpa、28天强度不低于5Mpa，渗水率不大于普通砂浆。道路面层9厚度不小于150mm、3天抗压强度不小于10Mpa、28天强度25Mpa以上；
沙漠道路结构施工方法如下：
采用履带式挖掘机将与原沙层进行平整后并采用压实设备进行砂层夯实，形成200mm厚度以上的压实基层8，其3天抗压强度不小于2Mpa、28天强度大于5Mpa，由联合作业机组将粉状特种固结剂均匀铺设在压实基层8表面，经过淋水后翻松拌匀，随后经过压实后形成80-150mm厚度的道路面层9；其3天抗压强度不小于10Mpa、28天强度可达25Mpa以上。
基层8和路面层9分别在固化7天后，现场钻芯取样后，在实验室内检测抗压强度。也可由专业检测人员在已完工压实基层8和道路面层9现场用回弹仪测试。
当使用液体特种固化剂时，由联合作业机组将水稀释后的特种固化剂均匀喷洒在压实基层8表面，再经过翻松拌匀后进行压实，形成厚度为80-150mm厚度的道路面层9。
沙漠道路结构解决了沙漠中机动车无法正常通行而影响治沙进度的难题，为后续的道路建设和沙漠持续性治理提供基础，具备显而易见的长久经济效益和增加沙漠治理的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，其特征在于：包括特种固结剂和沙漠风口带沙层固沙结构，所述特种固结剂成分如下：石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰、超细矿渣粉、膨润土、微硅粉、石灰粉、沸石粉和脱硫石膏，铝酸钠等天然无机材料，其中膨润土占比5-15％、超细矿渣粉占比5-15％、脱硫石膏粉占比5-15％、沸石粉占比15-25％、石灰粉占比15-30％、铝酸钠粉占比15-30％，石墨烯超细粉、纳米碳酸钙粉、纳米飞灰中的一种或两种占比组合为0.5-1‰；
所述沙漠风口带砂层固沙构造由沙漠表层(1)和固沙层(2)构成。
2.根据权利要求1所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，其特征在于：所述沙漠风口带砂层固沙构造施工方法如下：
在沙漠风口带区域的沙漠表层(1)均匀喷洒特种固结剂，并在沙漠表层(1)进行淋水，特种固结剂与淋水设备均采用农机进行牵引；
特种固结剂与水喷洒过后，采用旋耕机将喷洒后的沙漠表层(1)的沙层打碎，随后采用农机重复行驶碾压的方式将沙漠表层(1)进行压实，形成30-50mm厚度的沙与固结材料混合层，凝结10-30min后，形成壳状固沙层(2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，还包括绿植防渗层固沙结构，其特征在于：所述绿植防渗层固沙结构由绿植基层(3)、压实沙层(4)、固化结石防渗层(5)和绿植土层(6)构成。
4.根据权利要求3所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，其特征在于：所述绿植防渗层固沙结构施工方法如下：
使用履带式拖拉机将沙层压实成为压实沙层(4)，压实沙层(4)的厚度大于80mm，在压实沙层(4)表面铺粉状特种固结剂；
采用联合作业机组将压实沙层(4)表面翻松拌和，深度为50-80mm，同时淋水压实、刮平，完成固化结石防渗层(5)；
采用液体特种固化剂时，将液体特种固化剂喷洒在压实沙层(4)表面后进行翻松拌匀，翻松拌匀深度为50-80mm，经压实后形成固化结石防渗层(5)，固化结石防渗层(5)表面可作为绿植土层(6)。
5.根据权利要求1所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，还包括沙漠道路结构，其特征在于：所述沙漠道路结构由沙漠道路基层(7)、压实基层(8)和道路面层(9)构成。
6.根据权利要求5所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，其特征在于：所述沙漠道路结构施工方法如下：
采用履带式挖掘机将与原沙层进行平整后并采用压实设备进行砂层夯实，形成200mm厚度以上的压实基层(8)，由联合作业机组将粉状特种固结剂均匀铺设在压实基层(8)表面，经过淋水后翻松拌匀，随后经过压实后形成80-150mm厚度的道路面层(9)；
当使用液体特种固化剂时，由联合作业机组将水稀释后的特种固化剂均匀喷洒在压实基层(8)表面，再经过翻松拌匀后进行压实，形成厚度为80-150mm厚度的道路面层(9)。
7.根据权利要求1所述的一种基于特种固结剂的高效固沙治沙构造，其特征在于：所述特种固结剂也可以用于其他有沙、土或硅酸盐类硬质固废物组配成为混合料，形成较高强度或较低吸水率等应用。
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