CN116606655A - 一种冻融驱动力增强型固土材料及其在冻融荒漠化治理中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冻融驱动力增强型固土材料及其在冻融荒漠化治理中的应用，其中冻融驱动力增强型固土材料包括聚乙烯醇8～18重量份和辅助组分0～4重量份；固土方法包括：准备混合料，所述混合料为土壤、水和冻融驱动力增强型固土材料混合得到；力学增强，对所述混合料进行冻融循环，得到改良后的土壤。本申请中冻融驱动力增强型固土材料中包括聚乙烯醇和辅助组分，在冻融循环的条件下，二者网络结构互穿进行物理交联后可生成水凝胶，通过水凝胶改良后更有利于冻融循环条件下的土壤抗剪强度、持水时间及防渗性等的提升，在不耗费昂贵材料的同时，利用简单拌和的形式，将土壤进行有效改良，并实现增强土壤生态修复能力。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体而言，涉及一种冻融驱动力增强型固土材料及其在冻融荒漠化治理中的应用。
背景技术
在我国的永久性和季节性的寒区，存在因冻融循环引起的冻土层被破坏的荒漠化现象。在温度交替变化条件下、以及工程施工及车辆反复荷载的影响下，冻融土的土体结构被改变，土壤的稳定性受到严重影响。这些寒区伴随土地的开发利用，频繁的冻融条件，含沙风的侵蚀，从而导致草地逐渐退化，土壤逐渐流失，风沙逐渐沉积，从而造成这些地区的荒漠化现象。在冻融循环的作用下，土体稳定性被严重破坏，其主要表现在土壤的物理性质和力学性质方面，比如土壤的含水率、孔隙度、粒径等，进而影响了土壤粘聚力、持水能力以及饱和导水率等。
目前针对改良土体强度的研究很多，各种高分子材料被报道用于土壤的改良，但由于一些功能性的高分子材料需要通过改性等手段，这会导致制备过程复杂，或者引入化学交联剂，存在可能的环境污染风险；且改良土力学性能在冻融循环或干湿循环等条件下仍会产生劣化的现象。另外，土壤的水力学性能很难被有效改良，尤其是其团聚体在水中的稳定性。
鉴于此，利用聚乙烯醇冻结-融解过程中分子链折叠-伸展的过程，辅助其他链状高分子形成网络互穿的机理加固土体，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冻融驱动力增强型固土材料及其在冻融荒漠化治理中的应用。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种冻融驱动力增强型固土材料，包括聚乙烯醇8～18重量份和辅助组分0～4重量份，其中辅助组分包括海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
在可选的实施方式中，包括聚乙烯醇6.5～14重量份和辅助组分1～2重量份。
第二方面，本发明提供一种固土方法，包括：
准备混合料，所述混合料为土壤、水和前述实施方式任意一项所述的冻融驱动力增强型固土材料混合得到；
力学增强，对所述混合料进行冻融循环，得到改良后的土壤。
在可选的实施方式中，所述混合料是将土壤、聚乙烯醇溶液和辅助组分溶液混合得到的；
优选地，所述聚乙烯醇溶液是将聚乙烯醇放置于80～100℃的水中溶解得到；
优选地，所述辅助组分溶液是将海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种放置于25～70℃的水中溶解得到。
在可选的实施方式中，所述混合料中包括土壤100重量份，固土材料0.2-4.2重量份和水15-25重量份。
在可选的实施方式中，所述冻融循环是对混合料交替进行冻结和融解。
在可选的实施方式中，所述冻融循环进行1～9个周期，每个周期包括1次冻结和1次融解。
在可选的实施方式中，所述冻结过程环境的温度为-10～-25℃，冻结的时间为2～10h。
在可选的实施方式中，所述融解过程环境的温度为5～25℃，所述融解的时间为2～10h；
优选的，冻结温度为-20℃，冻结时间为4h，融解温度为20℃，冻结时间为4h。
第三方面，本发明提供一种前述任意一种固土方法在冻融荒漠化固土中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本申请中冻融驱动力增强型固土材料中包括聚乙烯醇和辅助组分包括海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种，二者在冻融循环的条件下聚乙烯醇分子能够结晶-伸展实现穿梭运动现象，产生氢键并进行物理交联后，生成网络互穿水凝胶，冻融循环后更有利于土壤抗剪强度、持水时间及防渗性等的提升，在不耗费昂贵材料的同时，利用简单拌和的形式，将土壤进行有效改良，并实现增强土壤生态修复能力。水凝胶通过物理交联，而非添加交联剂的化学交联，减少了化学交联剂的加入，因此降低了化学交联带来的化学污染风险。
本发明尤其适合高寒地区冻融荒漠化土体的改良，所用原料易得且成本低，利用自然驱动力的改良方式也简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为冻融循环次数对不同浓度固土材料溶液的影响；
图2为本发明试验例2中添加等量的不同浓度的固土材料溶液并进行三次冻融循环对土壤抗剪强度的影响；
图3为本发明试验例3中固土材料用量和冻融循环次数对土壤持水时间的影响：图3a为本发明试验例3中添加等量的不同浓度的固土材料溶液并进行4次冻融循环对土壤持水时间的影响；图3b为本发明试验例3中添加等量等浓度的固土材料溶液并进行不同次数冻融循环对土壤持水时间的影响；
图4为本发明试验例4中添加等量的不同浓度的固土材料溶液并进行数次冻融循环对土壤饱和导水率的影响；
图5为本发明试验例5中添加等量的不同浓度的固土材料溶液并进行五次冻融循环对土壤团聚体水稳定的影响实际崩解图；
图6为本发明试验例5中添加等量的不同浓度的固土材料溶液并进行五次冻融循环改良土壤的团聚体分布图；
图7为本发明试验例6中种植于添加不同浓度的固土材料溶液并进行五次冻融循环改良土壤中无管护条件下苜蓿草的(a)发芽率，(b)株高，(c)枯萎时间；
图8为本发明试验例6中种植于添加不同浓度的固土材料溶液并进行五次冻融循环改良土壤中无管护条件下黑麦草分别在4、7、11、15、22、29天的实际生长情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一方面，本发明提供一种冻融驱动力增强型固土材料，包括聚乙烯醇8～18重量份和海藻酸钠0～4重量份。
本申请中冻融驱动力增强型固土材料中包括聚乙烯醇和海藻酸钠，二者进行交联后，在冻融循环的条件下可生成水凝胶，冻融循环后更有利于土壤抗剪强度、持水时间及防渗性等的提升，在不耗费昂贵材料的同时，将土壤进行有效改良，并实现增强土壤生态修复能力。
本发明尤其适合高寒地区冻融土的改良，所用原料易得且成本低，改良方式也简单。
单纯采用聚乙烯醇作为土壤固土材料，只能将土壤颗粒进行部分粘结，未固化完全的土壤在干湿条件下容易分散，材料易被雨蚀；本实施例中向土壤固土材料中添加了辅助成分如海藻酸钠，并在自然条件下进行了冻融循环，海藻酸钠分子链可以与聚乙烯醇通过氢键交联后，扩大聚乙烯醇网络中的孔隙，同时海藻酸钠与土壤中的钙离子交联后，钙离子充当骨架可以起到支撑水凝胶网络结构的作用，通过本实施例中的固土材料可以将冻融劣化性质改良为驱动力，在冻融条件下有效增强土体力学性质。
在可选的实施方式中，包括聚乙烯醇6.5～14重量份和辅助组分1～2重量份。
第二方面，本发明提供一种固土方法，包括：
准备混合料，所述混合料为土壤、水和前述实施方式任意一项所述的冻融驱动力增强型固土材料混合得到；
力学增强，对所述混合料进行冻融循环，得到改良后的土壤。
本申请提供的固土方法在不耗费昂贵材料的同时，利用简单的拌和和冻融，对土壤进行有效改良，并增强土壤生态修复能力；本发明尤其适合高寒地区冻融土的改良，所用原料易得且成本低，能够充分利用高寒地区的特殊环境，改良能耗较低，改良方式也简单。
采用前述实施例的土壤固土材料对土壤进行改良时，混合料中需要有水的存在，一方面，水可以将固土材料均匀的分散在土壤中，另一方面，水中含有大量的氢键，有利于聚乙烯醇和海藻酸钠进行交联，以便冻融后形成水凝胶。
在可选的实施方式中，所述混合料是将土壤、聚乙烯醇溶液和辅助组分溶液混合得到的；
优选地，所述聚乙烯醇溶液是将聚乙烯醇放置于80～100℃的水中溶解得到；
优选地，所述辅助组分溶液是将海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种放置于25～70℃的水中溶解得到。
聚乙烯醇和海藻酸钠虽然易溶于水，但是在水中分散性较差，因此配制混合料时，优选地先将聚乙烯醇和海藻酸钠配制成溶液，然后再与土壤均匀混合。
在可选的实施方式中，所述混合料中包括土壤100重量份，固土材料0.2-4.2重量份和水15-25重量份。
在可选的实施方式中，所述冻融循环是对混合料交替进行冻结和融解。
在可选的实施方式中，所述冻融循环进行1～9个周期，每个周期包括1次冻结和1次融解。
优选的，冻结温度为-20℃，冻结时间为4h，融解温度为20℃，冻结时间为4h。
第三方面，本发明提供一种前述任意一种固土方法在冻融荒漠化固土中的应用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
称取2.6g聚乙烯醇，在90℃的20mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液。将其置于60℃超声震荡中2h，待冷却至室温后将溶液与100g土均匀混合，将混合物放置于-15℃中冻结8h，再将混合物取出放置于15℃中融解8h，并进行三次冻融循环。在该条件下的土壤粘聚力为55kPa，持水时间为15天，渗透系数为1.44×10-9cm/s。
实施例2
称取0.2g海藻酸钠在60℃的20mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液，然后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。在该条件下的土壤粘聚力为31.5kPa，持水时间为2天，渗透系数为8.7×10-5cm/s。
实施例3
称取0.93g聚乙烯醇在90℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液；称取0.07g海藻酸钠在60℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液。然后将两者均匀混合，形成20mL混合溶液后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。该条件下的土壤粘聚力为40.5kPa，持水时间为7天，渗透系数为2.44×10-5cm/s。
实施例4
称取2.4g聚乙烯醇在90℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液；称取0.2g海藻酸钠在60℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液。然后将两者均匀混合，形成20mL混合溶液后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。在该条件下的土壤粘聚力为61kPa，持水时间为16天，渗透系数为6.66×10-6cm/s。
实施例5
称取1.68g聚乙烯醇在90℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液；称取0.12g海藻酸钠在60℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液。然后将两者均匀混合，形成20mL混合溶液后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。该条件下的土壤粘聚力为45kPa，持水时间为12天，渗透系数为4.44×10-6cm/s。
实施例6
称取3.92g聚乙烯醇在90℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液；称取0.28g海藻酸钠在60℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液。然后将两者均匀混合，形成20mL混合溶液后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。该条件下的土壤粘聚力为53.5kPa，持水时间为17天，渗透系数为3.3×10-5cm/s。
实施例7
称取3.17g聚乙烯醇在90℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌10h后，聚乙烯醇完全溶解于水中形成透明溶液；称取0.23g海藻酸钠在60℃的10mL水中溶解，溶解过程中需进行大力搅拌，搅拌2h后海藻酸钠完全溶解于水中形成溶液。然后将两者均匀混合，形成20mL混合溶液后将其与100g土壤混合均匀，将混合物放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行三次冻融循环，记作FT-3。该条件下的土壤粘聚力为66kPa，持水时间为22天，渗透系数为2.22×10-5cm/s。
实施例8
与实施例3的区别仅在于：辅助组分种类和用量不同。对改良后的土壤进行性能测试，结果见下表。
对比例1
称取3g木质纤维素与100g土壤均匀混合，根据计算结果得到的纯水重量，向干燥的混合土材料中缓慢加入纯水并同步搅拌。纯水和干燥混合土均匀混合后停止搅拌。将混合物放入模具中制得土样，测得该条件下土壤粘聚力为80kPa。
对比例2
称取3g木质纤维素与100g土壤均匀混合，根据计算结果得到的纯水重量，向干燥的混合土材料中缓慢加入纯水并同步搅拌。纯水和干燥混合土均匀混合后停止搅拌。将混合物放入模具中制得土样，将土样放置于-20℃中冻结4h，再将混合物取出放置于20℃中融解4h，并进行五次冻融循环，测得该条件下土壤粘聚力为58kPa。
由对比例1和对比例2可知，例如木质素纤维的常规土体加固材料在经过冻融循环作用力后土壤粘聚力显著降低。本发明提供的固土方法通过冻融循环驱动力在改良土壤粘聚力、持水性和渗透性方面实现更优的平衡，使得土壤有利于植物生长，体现出在冻融荒漠化生态治理植被恢复中的应用潜力。
试验例1
配制浓度为0.1wt.％、0.5wt.％和0.9wt.％固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)的水溶液，并对冻融前(FT-0)以及冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)三次后(FT-1、FT-2、FT-3)的情况分别进行记录，结果如图1所示，通过图1可以看出，本实验例的样品经过冻融循环后可以形成水凝胶，且随着固土材料浓度的增加，形成水凝胶所需冻融循环的次数逐渐减少。
试验例2抗剪性能测试
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％的土壤样品，经过三次冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，采用正向垂直压力为100kPa，200kPa，300kPa，400kPa的四联直剪仪对土壤改性前后的抗剪性能进行研究，经过线性拟合得到的粘聚力与内摩擦角结果见图2。图2中，从左到右依次为实施例2至实施例7得到的土壤样品，其中干料浓度(固土材料占土壤的质量比)依次为0.2％，1.0％，1.8％，2.6％，3.4％，4.2％，从图中可以看出随着干料的增加土壤抗剪强度得到提升。试验中采用砂土，其原粘聚力几乎为0kPa，在本发明固土材料的改良下，土壤抗剪强度提升，粘聚力最大提升至66kPa。但是固土材料浓度的增加无法无限制提升土壤的抗剪强度，当浓度到达4.2％的时候，土壤抗剪强度开始出现下降的趋势。本发明冻融驱动力增强型固土材料不仅可以有效提升土壤粘聚力，还能防止冻融条件下土壤力学强度劣化现象。
试验例3持水时间测试
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％(20ml溶液与100g土壤混合)的土壤样品，经过五次冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，进行自然风干，然后放入水中浸泡7天以确保土壤吸收水分已达到饱和状态，擦干外表水分称量质量保持恒定。再将样品放置于恒温恒湿的培养箱中进行持水时间的测定实验，结果见图3。
图3a中，从左到右干料浓度依次为0.2％，1.0％，1.8％，2.6％，3.4％，4.2％，随着干料的增加，持水时间逐渐由2天被延长至16天；调整干料浓度为3.4％，研究冻融循环次数对土壤的影响，从图3b中可以看出当冻融循环次数达到三次时，持水时间为最佳，可达到22天，而冻融循环次数过多或者过少都会导致持水时间下降。本发明冻融驱动力增强型固土材料对土壤持水时间的延长说明土壤能持续为植物与微生物的生长提供水分，这有利于提升土壤的生态修复能力。
试验例4饱和导水率测试
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％的土壤样品，经过冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，置于模具中定型后自然风干，然后放入水中浸泡7天以确保土壤吸收水分已达到饱和状态。采用GDS土壤渗透仪对试样的饱和导水率进行测试。将试样安装于仪器内，仪器缸内灌满水并施加50kPa围压及25kPa渗透压，测试规定时间内试样的渗透量，计算出试样的饱和导水率，结果如图4。
图4中，从左到右干料浓度依次为0.2％，1.0％，1.8％，2.6％，3.4％，4.2％，冻融循环次数依次为1、3、5、7、9次。从图4a中可以看出随着固土材料干料浓度的增加，饱和导水率逐渐减小而后增大，由2.99×10-4cm/s降低到了4.44×10-6cm/s，本发明固土材料将土壤饱和导水率降低两个数量级；从图4b中可以看出冻融循环次数也能降低土壤饱和导水率，同等浓度及温度条件下经过一次冻融循环的饱和导水率为6.66×10-5cm/s，经过9次冻融循环后饱和导水率降低为3.33×10-6cm/s。本发明适合高寒地区冻融驱动力增强型固土材料能有效防止土壤中水分的下渗，能达到储水输水的效果。
试验例5团聚体水稳定性测试
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％的土壤样品，经过五次冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，放入模具中制成试样，后自然风干，将土壤放入装有500mL水的容器中浸泡直至完全崩解，待试样崩解后，将崩解产物转移至蒸发皿，在40℃的烘箱中烘干48小时，过套筛(孔径依次为5、2、1、0.5和0.25mm)，称量每一级筛上崩解土样的质量百分数。每个类型进行三次重复试验，计算平均值后进行相关指标分析。
由图5中我们可以看出，对比例1得到的样品在进入水中后便立刻崩解，施加0.2％的土壤试样在1min之内外部崩解为凹凸不平状，后在30min之内完全崩解，两者容器中的水迅速浑浊；而施加1.0％，1.8％，2.6％，3.4％，4.2％的土壤试样在70天后仍然无崩解迹象，但经观察容器中的水在14天略微浑浊，表现为土壤中的细颗粒脱离主体分散到水中，而浓度越大，浑浊度越低。
图6为团聚体分布情况，对照组中粒径为0.25mm以下的团聚体占比为88.45％，粒径为0.5～0.25mm之间的团聚体占比为10.5％，大于该粒径的团聚体占比为1.05％，均为小粒径团聚体或者小颗粒；而施加0.2％的土壤试样中粒径为0.25mm以下的团聚体占比为85.385％，粒径为0.5～0.25mm之间的团聚体占比为5.6％，粒径为1.0～0.5mm之间的团聚体占比为2.2％，粒径为2.0～1.0mm之间的团聚体占比为2.6％，粒径为5.0～2.0mm之间的团聚体占比为3.6％，少量材料使土壤中逐渐出现大粒径团聚体；而施加1.0％，1.8％，2.6％，3.4％，4.2％的土壤试样中粒径大于5mm的团聚体占比分别为99.64％、99.96％、99.91％、99.99％、99.87％，小于5mm粒径的团聚体占比几乎为0，因此可见固土材料对土壤团聚体在水中稳定性的增强效果十分明显。
试验例6对植物生长的影响
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％的土壤样品，经过3次冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，分别将五组50颗苜蓿草草籽均匀撒入五组施加不同浓度材料的土壤中，观察在无管护条件下固土材料对草籽发芽率、株高及枯萎周期的影响。
如图7显示分别施加了干基浓度依次为0％、0.5％、1％的固土材料土壤经过了3次冻融循环，且苜蓿草的生长实验在无管护的条件下进行，通过观察苜蓿草的生长情况发现：苜蓿草籽的发芽率依次为77％、87％、83％，这说明材料能提升苜蓿草草籽的发芽率，但材料浓度不宜过大；生长10天后测得草籽的平均株高分别为2.5cm、3.33cm、3.25cm，这说明固土材料的加入能提升苜蓿草草籽的平均株高；生长于没有施加材料的土壤中的苜蓿草生长周期为27天，而施加0.5％和1％材料的土壤中的苜蓿草，均生长了69天才枯萎，这说明固土材料能有效延长苜蓿草的生长周期。
配置固土材料(聚乙烯醇和海藻酸钠质量比为28:2)溶液含量为20％的土壤样品，经过3次冻融(-20℃冻结4h，20℃融解4h)循环后，分别将五组100颗黑麦草草籽均匀撒入五组施加不同浓度材料的土壤中，观察在无管护条件下固土材料对草籽实际生长情况及枯萎周期的影响。
如图8显示分别施加了固土材料干基浓度依次为0％、0.5％、1％、1.5％、2％的固土材料，土壤经过了3次冻融循环，且黑麦草的生长实验在无管护的条件下进行，通过观察黑麦草的生长情况发现：对照组中的黑麦草萎蔫时间为22～24天，而在浓度为0.5％的固土材料土壤中生长的黑麦草，萎蔫时间为30天；在浓度分别为1％、1.5％、2％的固土材料土壤中生长的黑麦草，生长至30天仍未萎蔫，并在持续生长。这说明固土材料能有效延长黑麦草的生长周期。本发明适合高寒地区冻融驱动力增强型固土材料对植物生长的有利影响说明本材料能有效提升土壤的生态修复能力。
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)
1.一种冻融驱动力增强型固土材料，其特征在于，包括聚乙烯醇8～18重量份和辅助组分0～4重量份，其中辅助组分包括海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的冻融驱动力增强型固土材料，其特征在于，包括聚乙烯醇6.5～14重量份和辅助组分1～2重量份。
3.一种固土方法，其特征在于，包括：
准备混合料，所述混合料为土壤、水和权利要求1～2任意一项所述的冻融驱动力增强型固土材料混合得到；
力学增强，对所述混合料进行冻融循环，得到改良后的土壤。
4.根据权利要求3所述的固土方法，其特征在于，所述混合料是将土壤、聚乙烯醇溶液和辅助组分溶液混合得到的；
优选地，所述聚乙烯醇溶液是将聚乙烯醇放置于80～100℃的水中溶解得到；
优选地，所述辅助组分溶液是将海藻酸钠、卡拉胶、明胶、黄原胶、壳聚糖、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种放置于25～70℃的水中溶解得到。
5.根据权利要求3所述的固土方法，其特征在于，所述混合料中包括土壤100重量份，固土材料0.2-4.2重量份和水15-25重量份。
6.根据权利要求3所述的固土方法，其特征在于，所述冻融循环是对混合料交替进行冻结和融解。
7.根据权利要求6所述的固土方法，其特征在于，所述冻融循环进行1～9个周期，每个周期包括1次冻结和1次融解。
8.根据权利要求7所述的固土方法，其特征在于，所述冻结过程环境的温度为-10～-25℃，冻结的时间为2～10h。
9.根据权利要求7所述的固土方法，其特征在于，所述融解过程环境的温度为5～25℃，所述融解的时间为2～10h。
10.一种权利要求2～9任意一项所述固土材料在冻融荒漠化固土中的应用。
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| CN202310462829.2A CN116606655A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种冻融驱动力增强型固土材料及其在冻融荒漠化治理中的应用 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117143279A (zh) * | 2023-10-23 | 2023-12-01 | 成都理工大学 | 一种聚丙烯酸酯固化剂的制备方法 |
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2023
- 2023-04-26 CN CN202310462829.2A patent/CN116606655A/zh active Pending
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