CN1408815A - 一种固沙剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固沙剂，它可由下述方法制备：以包括一定质量比的植物果皮胶、纤维素、水玻璃在内的混合物为原料在反应釜中90℃条件下搅拌反应30～45分钟，然后加入纯碱，并调整pH值为9～10，在加入防腐剂后再继续恒温搅拌10～15分钟即可。本发明还提供了所述固沙剂的使用方法。本发明在粉尘、沙漠治理中具有成本低、使用方便、无污染、固沙效果好的优点，特别适合在粉尘、沙漠治理中使用。

Description

一种固沙剂及其制备方法和应用
一.技术领域
本发明涉及一种固沙剂，更具体地说，本发明涉及一种以植物果皮胶等为主要原料制成的固沙剂，同时，本发明还涉及一种所述固沙剂的制备方法及其在沙漠治理等固沙方面的应用。
二.背景技术
近年来，由于地球温室效应及人类不合理的生产活动等因素，使得世界气候逐渐变暖，降雨量逐步减少且分布不均，导致世界沙漠蔓延速度加快。根据有关资料显示，世界沙漠面积正以每年3～4万平方公里的速度递增，作为沙漠面积较大的国家之一，我国西北地区占国土面积六分之一的沙漠、戈壁以每年3000平方公里的速度增加，成片的草原在退化，大量植被被吞没，同时严重破坏了沙漠地区的交通运输及石油生产。一次次沙尘暴的袭击，对我国北方工农业生产及人们的日常生活造成了严重的损失。加强沙漠治理，改善生态环境已成为人类社会发展的当务之急。目前，人类对沙漠治理虽然提出和采用过不少措施和方法，归根结底不外两种：一种是采用传统方法结合各种工程栽种各种耐旱植物并形成固定和覆盖沙层的植被、防护林带等；一种是进行各种有机、无机固沙剂的研究，以化学方法为主进行固沙。利用传统方法固沙投资大、工程周期长、效果差，难以解决固沙问题。对固沙剂的研究及其喷施方法近年来屡见报道，但都存在着投资大、效果差等缺点，不能真正起到改善生态环境的作用。比如申请号为97108194.8的《液体粘结剂喷洒固沙方法》、申请号为98122103.3的《防止粉尘污染并沙漠改良的方法》中均只提到了粉尘、沙漠表面喷施固沙剂的方法，对固沙剂的组成、制备言之不详，实际操作性差。申请号为91104881.2的《奇超组合物固沙剂及其制法》一文中提到的组合物固沙剂喷施形成固沙层后透水、透气性差，不符合环保要求，易形成二次污染，不能从根本上解决问题。
三.发明内容
针对固沙剂研究中存在的种种不足，本发明的目的在于提供一种成本低、贮存期长、易于施工、不产生污染的固沙剂。本发明的另一个目的还在于提供固沙剂在沙漠治理中固沙的使用方法。
本发明提供一种固沙剂，它可由下述方法制备：以包括植物果皮胶、纤维素、水玻璃在内的混合物为原料，放入反应釜中在90℃条件下搅拌30～45分钟，然后加入纯碱并调整PH值为9～10，再加入防腐剂，并继续保持原温度搅拌10～15分钟即可。原料中植物果皮胶、纤维素、水玻璃的质量比为6.5～8∶2～3.4∶0.7～1.6。
为了增强上述固沙剂的粘结强度，还可在原料中加入质量为10～14％的纸浆。
本发明还提供了所述固沙剂在沙漠及粉尘治理中的使用方法，具体为在固沙剂用水稀释至0.5～2％后在沙尘地表面喷施。
本发明还提供了所述固沙剂在沙漠治理中固沙时的最佳使用方法，也就是说按0.5％～2％浓度用水稀释后在沙漠固沙中迎风方向所建挡风墙后远离挡风墙5倍墙高处地面3表面上喷施。其中挡风墙1可由其坡后2处取土或用其它建筑材料建成，挡风墙1建成后可在2处栽植耐旱乔、灌木。两挡风墙间距离为30～60米。
在本发明中，对原料配方进行多次对比实验，其中果皮胶、纤维素加热发生物理和化学反应，产生粘性；加入纯碱后，粘性增强，胶液对沙土有强的吸附作用；加入纸浆后增强胶液的粘结强度，加入水玻璃后增加粘膜硬度，从而增加了沙土凝固层表面的强度。实验结果标明，本发明所提供的固沙剂对沙土粘性好，干燥后有一定强度，经得起人蓄轻微破坏，经得起雨水冲洗不变化；且制造成本低、用量少；易溶于水，对土壤有渗透性，便于机械喷洒施工，同时该固沙剂易于分解，对土壤不产生污染；由于加入了防腐剂，可有相当长得保存期，不易变质。依上述方法制得的浓度为10％的原液，在施工时可用水稀释至0.25％、0.5％、1％、2％浓度的生产液，根据需要采用不同浓度的生产液，需用永久固沙的沙漠采用1％～2％浓度的生产液；有植被的半沙漠区采用0.25％～0.5％浓度的生产液。每亩固沙剂用量为10～60kg(根据需要调整用量)，每吨成本按2000元人民币，每亩成本合20～120元。
四.附图说明
图1为迎风建立挡风墙后喷施的剖面图。
五.具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例，可以帮助进一步清楚了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
实施例1
以质量比为6.5∶2∶0.7的果皮胶、纤维素、水玻璃共8000克为原料放入反应釜中在90℃条件下搅拌30分钟，然后加入纯碱86克，并调整PH值为9.3，再加入防腐剂羟基苯甲酸酯，并继续保持原温度并搅拌10分钟，制成浓度为10％的固沙剂原液1。
实施例2
以质量比为7.1∶3.0∶1.0∶1.3的果皮胶、纤维素、水玻璃、纸浆共计8500克放入反应釜中在90℃条件下搅拌40分钟，然后加入纯碱93克，并调整PH值为9.5，再加入防腐剂羟基苯甲酸酯，并继续保持温度并搅拌13分钟，制得浓度为10％的固沙剂原液2。
实施例3
以质量比为8∶3.4∶1.6∶1.8的果皮胶、纤维素、水玻璃、纸浆共计8500克放入反应釜中在90℃条件下搅拌45分钟，然后加入纯碱94克，并调整PH值为9.5，再加入防腐剂羟基苯甲酸，并继续保持温度并搅拌15分钟，制得浓度为10％的固沙剂原液3。
下面给出利用上述原液1、2、3所做得固沙试验。
试验一：将固沙剂原液1浓度调制为2％。
普通细沙50％，沙土50％混合后组成沙漠土壤，把沙土凿平，用2％浓度的胶液1喷洒，液体为每平方厘米0.5克，粘结液渗入到沙土内，经干燥硬化，形成1cm厚的硬化层，人在上面行走没有破坏现象。测量受压强度是1.9Mpa。做耐雨水试验，经过5次向硬化面加水晒干试验，水能很快地向土壤内渗透，晒干后，粘结硬化层硬度没有变化。胶液此浓度适合沙漠公路、铁路、油田和干旱大沙漠固沙的治理。
试验二：将固沙剂原液2浓度调制为1％。
沙漠土壤成分如试验一，喷洒胶液为每平方厘米0.5克，粘结液渗入到沙土内，经干燥硬化，形成1cm厚的硬化层，人在上面行走时没有破坏现象。做耐雨水试验，经过5次洒水干燥硬化试验，硬化层没有变化。2001年8月6日，将块状硬化层送至国家建筑材料测试中心作性能检测，检测方法参照GB/T16259-1996 JC239-2001进行，检测结果为平均抗压强度达到2.6MPa，抗冻性(-20℃连续5天强度损失)为23％，100小时耐老化试验结果为样品表面无明显可见变化。因而固化剂2在1％浓度时适合特干旱沙漠固沙、半沙漠区固沙和防沙。
试验三：将固沙剂原液3浓度调制为0.5％。
试验三方法如同试验一、二，其结果是干燥后硬化层强度减少，但仍能形成坚实的凝固面。2001年8月20日送块状硬化层至国家建筑材料测试中心作性能检测，检测方法参照JC239-2001 JC/T446-2000执行，检测结果如下：平均冻融循环(15次)抗压强度为0.6MPa；平均抗压强度2.6Mpa；冻融循环(15次)强度损失77％。因而0.5％浓度的固沙剂3适用耕种的良田固沙，凝结层薄，且不很坚硬，因此不影响田间耕作，能减少水分蒸发。

Claims (4)

1.一种固沙剂，它可由下述方法制备：以包括植物果皮胶、纤维素、水玻璃在内的混合物为原料，放入反应釜中在90℃条件下搅拌30～45分钟，然后加入纯碱并调整PH值为9～10，再加入防腐剂，并继续保持原温度搅拌10～15分钟即可。原料中果皮胶、纤维素、水玻璃的质量比为6.5～8∶2～3.4∶0.7～1.6。
2.根据权利要求1所述的固沙剂，特征在于其制备原料中还包含有占原料质量10～14％的纸浆。
3.权利要求1所述的固沙剂的使用方法，其特征在于将其用水稀释为0.5～2％后在沙尘地面表面喷施。
4.根据权利要求3所述的固沙剂的使用方法，其特征在于在沙漠固沙中迎风方向所建挡风墙后远离挡风墙5倍墙高处地面(3)表面上喷施。
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