CN115991582A - 一种植被混凝土及其制备方法和应用 - Google Patents

一种植被混凝土及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种植被混凝土及其制备方法和应用，该制备方法包括步骤S1在坡度为85°～90°的岩质边坡上制作基层混凝土；步骤S2在基层混凝土上制作面层混凝土。该植被混凝土采用所述制备方法制备得到的植被混凝土。该应用采用所述制备方法制备得到的植被混凝土在种植绿化植物方面的应用。本发明能够解决普通植被混凝土不能持久且牢固的附着于坡度为85°～90°的岩质边坡上的技术问题，以及解决植被混凝土不能形成适宜植物长期生长的小生态系统的技术问题。

Description

一种植被混凝土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及植被混凝土技术领域，具体涉及一种超强抗冲刷且富菌落的绿化专用植被混凝土及其制备方法和应用。
背景技术
普通的植被混凝土因缺少粘结质且有机质含量较高，使得其粘聚力及抗冲刷性能较差，导致该植被混凝土不能持久且牢固的附着于坡度为85°～90°的接近直立的岩质边坡上。
此外，普通的植被混凝土微生物种类单一且含量低，使得植被混凝土不能形成适宜植物长期生长的小生态系统。
发明内容
本发明目的在于提供一种植被混凝土及其制备方法和应用，用于解决普通植被混凝土不能持久且牢固的附着于坡度为85°～90°的岩质边坡上的技术问题，以及解决植被混凝土不能形成适宜植物长期生长的小生态系统的技术问题。具体技术方案如下：
在第一方面，本发明提供了一种植被混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、在坡度为85°～90°的岩质边坡上制作基层混凝土
将所述基层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在所述岩质边坡上，形成基层混凝土；
其中，所述基层混凝土包括以下质量份数的原料：沙壤土450-500份、水泥95-150份、水300-340份、造孔剂1.2-2份、粘结剂25.6-41份、第一pH调节剂0.65-0.85份、复合菌渣13.5-25份、有机质54-95份、复合肥2-15份和保水剂1-2份；第一pH调节剂用于调节基层混凝土的pH值为6.5-7.5；
步骤S2、在基层混凝土上制作面层混凝土
将所述面层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在基层混凝土上，形成面层混凝土；
其中，所述面层混凝土采用的原料包括耕植土450-500份、水泥95-150份、水300-340份、造孔剂1.2-2份、粘结剂25.6-41份、第二pH调节剂0.65～0.85份、复合菌渣13.5-25份、有机质54-95份、复合肥2-15份、保水剂1-2份和植物种子3-4份；第二pH调节剂用于调节面层混凝土的pH值为6.5-7.5；
在步骤S1-S2中的所述粘结剂均包括分散乳胶粉、纤维素醚和植物纤维。
可选的，所述粘结剂由分散乳胶份、纤维素醚和植物纤维组成，其中，分散乳胶份的质量份数为0.3-0.5份，纤维素醚的质量份数为0.3-0.5份，植物纤维的质量份数为25-40份。
可选的，在步骤S1-S2中的所述复合菌渣均包括木耳菌渣、金针菇菌渣和平菇菌渣中至少一种。
可选的，在步骤S1-S2中的所述造孔剂均包括引气剂和发泡剂，其中，所述引气剂的质量份数为0.6-1份，所述发泡剂的质量份数为0.6-1份。
可选的，所述引气剂包括日本竹本油脂引气剂AE-200或中国山东产265型高效松香引气剂；所述发泡剂包括TH-IV高分子型号混凝土发泡剂或浙江舜泰科技SA1000型发泡剂。
可选的，在步骤S1-S2中的所述有机质均包括以下质量份数的原料组分：锯木屑15-25份、稻壳15-30份、草灰12-20份、鸡粪6-10份和马粪6-10份。
可选的，在步骤S1-S2中的所述保水剂均包括SPA吸水树脂或KM300型保水剂。
可选的，在步骤S1之前还包括步骤S0，所述步骤S0是对岩质边坡预喷射基层混凝土的区域进行钉网处理。
在第二方面，本发明提供了一种植被混凝土，采用所述植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土。
在第三方面，本发明提供了一种植被混凝土的应用，采用所述植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土在种植绿化植物方面的应用；所述绿化植物在种植时采用种子与面层混凝土混匀后喷射在基层混凝土上。
应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：
本发明采用所述植被混凝土的制备方法，采用粘结剂与水泥组合使用，一方面通过粘结剂中的分散乳胶份和纤维素醚提高水泥在基层混凝土中的粘性，确保基层混凝土喷射在坡度为85°～90°的岩质边坡上能够快速固化成硬化体，可免遭降雨冲刷，又能够持久且牢固的附着于岩质边坡上；另一方面，通过粘结剂中的植物纤维用于为造孔剂提供气孔成孔位点，便于基层混凝土中的成型的气孔均匀分散且连通，气孔的存在不仅能够填充耕植土、沙壤土、保水剂、复合肥、有机质和复合菌渣，还能够为植物根系提供生长空间；同时，被填充的耕植土、沙壤土、保水剂、复合肥、有机质和复合菌渣，也便于为植物生长持续提供肥力和保水效果；再一方面，使用分散乳胶份、纤维素醚和植物纤维还能够提高植被混凝土早期的无侧限抗压强度以及拉伸粘结强度。在基层混凝土中使用沙壤土便于植物根系扎入到基层混凝土中；在面层混凝土中使用耕植土、保水剂、复合肥、有机质和复合菌渣，具备仿生植物生长团粒土壤结构，可以长期维持植物适宜生长的微生物环境；其中，使用复合菌渣能够分解有机物及对植物有害的腐殖质而产生有机质，促进植物生长。此外，植物根系扎入到基层混凝土中，能够增强面层混凝土在基层混凝土上的附着力，提高所述植被混凝土附着在岩质边坡上的稳固性；同时，基层混凝土能够为植物提供固定、持续提供肥力和保水的作用；面层混凝土为植物种子萌发提供良好的生长环境。本发明提供一种在岩质边坡上快速强制绿化的新方案。所述第一pH调节剂和第二pH调节剂的使用分别用于调节基层混凝土和面层混凝土至植物生长的适宜pH环境。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种植被混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、在坡度为90°的直立岩质边坡上制作基层混凝土
将所述基层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在所述岩质边坡上，形成基层混凝土；
其中，所述基层混凝土包括以下质量份数的原料：沙壤土500份、水泥150份、水340份、造孔剂2份、粘结剂41份、第一pH调节剂(具体采用熟石灰或者醋酸钠)0.65-0.85份(具体采用熟石灰或者醋酸钠)、复合菌渣13.5-25份、有机质54-95份、复合肥2-15份和保水剂1-2份；第一pH调节剂用于调节基层混凝土的pH值为6.5-7.5；
步骤S2、在基层混凝土上制作面层混凝土
将所述面层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在基层混凝土上，形成面层混凝土；
在步骤S2中，选用的耕植土经晒干、粉碎和过筛操作，保证粒径小于10mm×10mm，将湿度控制在30％以下，呈疏松状态，确保耕植土干容重不得高于1.32g/cm3，且pH值应为6.5-7.2。
其中，所述面层混凝土采用的原料包括耕植土(具体为过筛黄土)耕植土500份、水泥150份、水340份、造孔剂2份、粘结剂41份、第二pH调节剂(具体采用熟石灰或者醋酸钠)0.85份、复合菌渣25份、有机质95份、复合肥15份、保水剂2份和植物种子4份；第二pH调节剂用于调节面层混凝土的pH值为6.5-7.5；
在步骤S1-S2中的所述粘结剂均包括分散乳胶粉、纤维素醚和植物纤维。
在步骤S1-S2中的所述粘结剂由分散乳胶份、纤维素醚和植物纤维组成，其中，分散乳胶份的质量份数为0.5份，纤维素醚的质量份数为0.5份，植物纤维的质量份数为40份。
在步骤S1-S2中的所述复合菌渣均采用以下质量份数的菌渣：木耳菌渣7份、金针菇菌渣8份和平菇菌渣10份。此三种菌渣均为常见菌渣，便宜，取材方便，主要用于建立适合植物生长的菌落生态系统。在建立菌落生态系统时，在上述各菌渣中均有残留真菌，可抑制植物其他病虫害发生；各菌渣中含有多种降解酶类，如过氧化物酶、多酚氧化酶等，可降解木质素、部分烃类物质化合物；与其他有机质及土壤在一起发酵后，可产生植物生长所需的氮磷钾等肥料，并改变容重、固液气三相分布等结构理化性状；可防病虫害、保肥、保水、环境污染修复功能。
在步骤S1-S2中的所述造孔剂均包括引气剂和发泡剂，其中，所述引气剂的质量份数为1份，所述发泡剂的质量份数为1份。
所述引气剂为日本竹本油脂引气剂AE-200；所述发泡剂为浙江舜泰科技SA1000型发泡剂。
在步骤S1-S2中的所述有机质均包括以下质量份数的原料组分：锯木屑25份、稻壳30份、草灰20份、鸡粪10份和马粪10份。
在步骤S1-S2中的所述保水剂均为SPA吸水树脂(江苏无锡风民科技环保科技发展有限公司产通灵达牌SPA吸水树脂)。
在步骤S1之前还包括步骤S0，所述步骤S0是对岩质边坡预喷射基层混凝土的区域进行钉网(该网具体为防锈铁丝网)处理。
一种植被混凝土，采用所述的植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土。
一种植被混凝土的应用，采用所述的植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土在种植绿化植物方面的应用；所述绿化植物在种植时采用质量份数为4份的种子与面层混凝土混匀(具体采用搅拌混匀，搅拌时间不少于1分钟)后喷射在基层混凝土上。在喷射时，采用喷枪，且喷枪口距离基层混凝土的坡面1000mm左右；喷枪与坡面的夹角尽量垂直，严禁仰喷，不允许漏喷，喷射次序从上到下，喷射完表面光滑平整。分两层(即底层和面层)喷射，底层平均厚度达10cm，面层厚度不应小于20mm，总厚度大于12cm，每层偏差不大于10mm。在配制面层混凝土时必须控制好用水量，保证有机质有足够的含水量而不流淌。在面层喷射完成后，铺盖无纺布进行保温保湿。
本发明还设置了实施例2-3和对比例1-6，具体实验变量参见表1。此外，在实施例2中使用的复合菌渣为木耳菌渣5.5份和金针菇菌渣8份，使用的引气剂为中国山东产265型高效松香引气剂，使用的发泡剂为TH-IV高分子型号混凝土发泡剂(德国产，为复合型发泡剂，具有较好的泡沫稳定性与闭孔率)，使用的保水剂为KM300型保水剂(河北任丘金誉化工有限公司产KM300型保水剂，主要成分为聚丙烯酰胺，羧甲基纤维素；它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。同时，它还能吸收肥料、并缓慢释放，增加肥效。此外降低植被混凝土容重，改善物理性能)；在实施例3中使用的复合菌渣为金针菇菌渣11.5份和平菇菌渣8份，使用的引气剂、发泡剂和保水剂均同实施例1。
表1
Figure BDA0004017636550000051
Figure BDA0004017636550000061
Figure BDA0004017636550000071
由表1数据对应的实施例1-3和对比例1-6制备得到的各植被混凝土及在种植绿化植物方面的应用(具体参见表2中的植物覆盖率测试项目)分别按照表2中的测试方法和评价指标进行测试和评价，测试结果参见表2。
表2(记为表2-1)由实施例1-3和对比例1-6制备得到的各植被混凝土的性能测试
Figure BDA0004017636550000081
Figure BDA0004017636550000091
续表2(记为表2-2)
Figure BDA0004017636550000092
Figure BDA0004017636550000101
Figure BDA0004017636550000111
续表2(记为表2-3)
Figure BDA0004017636550000112
Figure BDA0004017636550000121
Figure BDA0004017636550000131
续表2(记为表2-4)
Figure BDA0004017636550000132
Figure BDA0004017636550000141
续表2(记为表2-5)
Figure BDA0004017636550000151
Figure BDA0004017636550000161
由表2结果知：
相比于对比例1-6，本发明采用实施例1-3所制备的植被混凝土在各项性能测试上均满足测试标准的要求，且植物覆盖率均在90％以上。
其中，在对比例1中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用造孔剂，其所制备的植被混凝土在通气孔隙率、含水率、有效磷和微生物数目方面均具有较低水平，且植物覆盖率仅达到70％。
在对比例2中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用有机质，其所制备的植被混凝土在水解氮、有效磷和速效钾方面均具有较低水平，且植物覆盖率仅达到55％。
在对比例3中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用粘结剂中的植物纤维，其所制备的植被混凝土在1d和3d的无侧限抗压强度方面均具有较低水平，28天拉伸粘结强度偏低；对比例3所制备的植被混凝土在侵蚀模数方面均具有较高水平，即易被侵蚀；对比例3所制备的植被混凝土植物覆盖率仅达到61％。
在对比例4中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用粘结剂中的纤维素醚、在对比例5中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用粘结剂中的分散乳胶份，二者所制备的植被混凝土在1d和3d的无侧限抗压强度方面均具有较低水平；同时，28天拉伸粘结强度偏低，二者所制备的植被混凝土在侵蚀模数方面均具有较高水平，即易被侵蚀；再者，二者植物覆盖率仅达到64％。
在对比例6中的基层混凝土和面层混凝土中均不使用复合菌渣，其所制备的植被混凝土在水解氮、速效钾和微生物数目方面均具有较低水平，且植物覆盖率仅达到60％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植被混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在坡度为85°～90°的岩质边坡上制作基层混凝土
将所述基层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在所述岩质边坡上，形成基层混凝土；
其中，所述基层混凝土包括以下质量份数的原料：沙壤土450-500份、水泥95-150份、水300-340份、造孔剂1.2-2份、粘结剂25.6-41份、第一pH调节剂0.65-0.85份、复合菌渣13.5-25份、有机质54-95份、复合肥2-15份和保水剂1-2份；第一pH调节剂用于调节基层混凝土的pH值为6.5-7.5；
步骤S2、在基层混凝土上制作面层混凝土
将所述面层混凝土采用的各原料按照所需质量份数混匀后，喷射在基层混凝土上，形成面层混凝土；
其中，所述面层混凝土采用的原料包括耕植土450-500份、水泥95-150份、水300-340份、造孔剂1.2-2份、粘结剂25.6-41份、第二pH调节剂0.65～0.85份、复合菌渣13.5-25份、有机质54-95份、复合肥2-15份、保水剂1-2份和植物种子3-4份；第二pH调节剂用于调节面层混凝土的pH值为6.5-7.5；
在步骤S1-S2中的所述粘结剂均包括分散乳胶粉、纤维素醚和植物纤维。
2.根据权利要求1所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由分散乳胶份、纤维素醚和植物纤维组成，其中，分散乳胶份的质量份数为0.3-0.5份，纤维素醚的质量份数为0.3-0.5份，植物纤维的质量份数为25-40份。
3.根据权利要求1所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤S1-S2中的所述复合菌渣均包括木耳菌渣、金针菇菌渣和平菇菌渣中至少一种。
4.根据权利要求1所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤S1-S2中的所述造孔剂均包括引气剂和发泡剂，其中，所述引气剂的质量份数为0.6-1份，所述发泡剂的质量份数为0.6-1份。
5.根据权利要求4所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，所述引气剂包括日本竹本油脂引气剂AE-200或中国山东产265型高效松香引气剂；所述发泡剂包括TH-IV高分子型号混凝土发泡剂或浙江舜泰科技SA1000型发泡剂。
6.根据权利要求1所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤S1-S2中的所述有机质均包括以下质量份数的原料组分：锯木屑15-25份、稻壳15-30份、草灰12-20份、鸡粪6-10份和马粪6-10份。
7.根据权利要求1所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤S1-S2中的所述保水剂均包括SPA吸水树脂或KM300型保水剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的植被混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括步骤S0，所述步骤S0是对岩质边坡预喷射基层混凝土的区域进行钉网处理。
9.一种植被混凝土，其特征在于，采用如权利要求8所述的植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土。
10.一种植被混凝土的应用，其特征在于，采用如权利要求8所述的植被混凝土的制备方法制备得到的植被混凝土在种植绿化植物方面的应用；所述绿化植物在种植时采用种子与面层混凝土混匀后喷射在基层混凝土上。
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