專利名稱：：一種芯型綠化磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于沙漠治理
技術(shù)領(lǐng)域：
。涉及一種芯型綠化磚，更具體的說(shuō)是利用無(wú)機(jī)膠凝技術(shù)制備的沙漠綠化磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
：中國(guó)是受土地沙漠化嚴(yán)重危害的國(guó)家之一，目前我國(guó)土地沙漠化仍然呈增加趨勢(shì)。土地沙漠化不僅是一個(gè)重大的生態(tài)環(huán)境問題，也是我國(guó)所面臨的一個(gè)非常嚴(yán)峻的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展問題。我國(guó)的沙漠及沙漠化土地面積約為160.7萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的16.7%。當(dāng)前我國(guó)沙漠化土地面積正以每年2460平方公里的速度擴(kuò)展，而且還有加速擴(kuò)大的趨勢(shì)。我國(guó)在沙漠化防治方面采取的措施很多，可以歸納為以下兩個(gè)方面一、種樹種草當(dāng)植被蓋度達(dá)到30%以上時(shí)，土壤風(fēng)蝕就會(huì)基本消失。種樹種草治理沙漠化的措施，就是基于控制土壤風(fēng)蝕的原理提出的。在沙漠化發(fā)展嚴(yán)重的農(nóng)耕地區(qū)，主要采取把部分己經(jīng)沙漠化的耕地退還為林地和草地的方法，以達(dá)到沙漠化土地恢復(fù)的目的。但由于區(qū)域內(nèi)一部分土地種樹種草與本區(qū)域內(nèi)另一部分土地承載力的大幅度躍升，沒有協(xié)調(diào)同步或者僅考慮到種樹種草，而未在建設(shè)基本農(nóng)田、大幅度提高單位土地的產(chǎn)出水平上下功夫，導(dǎo)致種樹種草與本已過重的人口壓力之間矛盾日趨激烈。二、圍欄封育在草原地區(qū)牲畜壓力過大，過度放牧造成了土地沙漠化。治理的方式通常采用"圍欄封育"，即把草場(chǎng)劃分成若干小區(qū)，使圍起來(lái)的草地因牲畜壓力的消失，而自然恢復(fù)。但圍欄封育，建設(shè)"草庫(kù)侖"，實(shí)行劃區(qū)輪牧的做法，本身沒有把區(qū)域內(nèi)的人畜壓力釋放出去。圍起來(lái)的地方，沙漠化有所逆轉(zhuǎn)；沒圍起來(lái)的地方，由于人畜壓力的加大，植被破壞更加嚴(yán)重，勢(shì)必造成沙漠化的繼續(xù)加劇。三、化學(xué)固沙化學(xué)固沙的原理是利用稀釋了的具有一定膠結(jié)性的化學(xué)物質(zhì)噴灑于松散的流沙沙地表面，水分迅速滲入到沙層以下，而那些化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)則滯留于一定厚度(15mm)的沙層間隙中，將單粒的沙子膠結(jié)成一層保護(hù)殼，以此來(lái)隔開氣流與松散沙面的直接接觸，從而起到防止風(fēng)蝕的作用?；瘜W(xué)固沙可機(jī)械化施工，簡(jiǎn)單快速，尤為適宜于缺乏工程固沙材料和環(huán)境惡劣、降雨稀少、不易使用生物固沙技術(shù)的地區(qū)?；瘜W(xué)固沙包含了沙地固結(jié)和保水保肥兩方面，它和植物固沙相結(jié)合可大大提高植物的成活率，是防治沙害的最佳措施，但各種固沙措施都有其特點(diǎn)和局限性，大面積綜合治理的最終目標(biāo)是生物固沙，而單純的化學(xué)固沙達(dá)不到最終的效果，必須生物固沙相結(jié)合。眾所周知，植物的生存需要水分、陽(yáng)光、空氣和營(yíng)養(yǎng)，而土壤就是提供植物的養(yǎng)分和固定根須的東西。但是在青藏高原上降雨較少，空氣較干燥、稀薄，太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，氣溫較低。植物生長(zhǎng)速度非常緩慢，沙漠沙子沒有保水保肥的性能，所以按現(xiàn)有的地理?xiàng)l件化學(xué)固沙幾乎不可行；以近距離沙障為主的機(jī)械固沙方法，成本高，只能在道路的50米左右的近距離內(nèi)發(fā)揮作用，并且鐵路沿線有許多流動(dòng)沙丘，風(fēng)沙大、流沙多，數(shù)十厘米高的沙障，不到25年就會(huì)被淹沒填平，有效時(shí)間非常短。
發(fā)明內(nèi)容-本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡(jiǎn)單、成本低、固化時(shí)間短的芯型綠化磚。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下一種芯型綠化磚，其特征在于它是由下列重量份數(shù)的原料組成沙漠沙粒3-45份，膨潤(rùn)土1-15份，膠凝劑0.5-5份，固化劑2-10份。本發(fā)明所述芯型綠化磚，其特征在于由以下的原料組成沙漠沙粒9份，膨潤(rùn)土3份，膠凝劑1.6份，固化劑8份。本發(fā)明所述的所述芯型綠化磚，其中所述的膠凝劑為水玻璃；固化劑為AlCb溶液。本發(fā)明根據(jù)需要膠結(jié)固化層還可以含有膨潤(rùn)土。沙子與膨潤(rùn)土的重量份數(shù)為1:1-5:1。優(yōu)選沙漠沙粒與膨潤(rùn)土的重量份數(shù)為3:1。本發(fā)明所述的膠凝劑為水玻璃，其成分為Na2O9.01%，Si0228.54%，Si02/Na023.17%，波美度20°C41.07%，固含量37.55%。本發(fā)明所述的固化劑為AlCl3溶液。本發(fā)明所述芯型綠化磚的制備方法，其特征在于(1)稱量沙漠沙粒與膨潤(rùn)土的混合物、膠凝劑，充分混合；(2)將混合物放入模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上下振動(dòng)，上升壓頭脫模；(3)取出成型磚，用少量0.1-lmol/L固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化劑中浸泡3-10分鐘，固化結(jié)束取出沙磚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7-10天即得到芯型綠化磚固化層。膨潤(rùn)土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦，蒙脫石的化學(xué)成分為(AI2，Mg3)[Si4O10][OH2TiH20由于它具有特殊的性質(zhì)。如:膨潤(rùn)性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽(yáng)離子交換性等等,所以廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。本發(fā)明選用的膠凝劑為水玻璃溶液，選用的主要固化劑為氯化鋁溶液，當(dāng)將成型好的試樣進(jìn)行固化時(shí)，氯化鋁固化劑會(huì)與水玻璃發(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)定形硅酸凝膠。實(shí)驗(yàn)中膨潤(rùn)土與沙子的比例為選取1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7，沙子與膨潤(rùn)土混合物總質(zhì)量為2kg，水玻璃用量選取200ml，固化劑ALCL3溶液、固化時(shí)間選取5-10min,優(yōu)選5min，養(yǎng)護(hù)溫度為室溫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為7-10天，優(yōu)選7天。成型后為便于測(cè)試抗壓強(qiáng)度采用切片的方法。通過測(cè)試其抗壓強(qiáng)度確定最佳工藝，M沙M膨潤(rùn)土-3:1時(shí)，抗壓強(qiáng)度最高，與普通不參入膨潤(rùn)土的方法相比可達(dá)到節(jié)約成本的效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)200ml水玻璃，l-5mo1/1氯化鋁溶液表1第一次測(cè)量數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2第二次測(cè)量數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上結(jié)果證明試樣的抗壓強(qiáng)度與膨潤(rùn)土和沙子比例有關(guān)，通過測(cè)試其抗壓強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)M沙M膨潤(rùn)土-3:l時(shí)，抗壓強(qiáng)度最高與普通不參入膨潤(rùn)土的方法相比可達(dá)到節(jié)約成本的效果。膨潤(rùn)土具有的良好的吸水、保水、保肥和離子交換等能力。因此，在沙漠沙中稍摻一些膨潤(rùn)土就可防止水流失，同時(shí)，還有良好的保肥性能。水肥不流失，植物就可生長(zhǎng)。圖1為本實(shí)驗(yàn)所制備的芯型綠化磚材料工藝流程圖；圖2為第一次測(cè)量數(shù)據(jù)圖；圖3為第二次測(cè)量數(shù)據(jù)圖。具體實(shí)施例方式為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，下文恰當(dāng)?shù)氖÷粤斯夹g(shù)的描述，以免那些不必要的細(xì)節(jié)影響對(duì)本技術(shù)方案的描述。其中水玻璃購(gòu)買于(PQ(Tianjin)SilicatesTechnologyCo.，Ltd)為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，詳細(xì)說(shuō)明如下使用設(shè)備QJ4-35多孔成型機(jī)制備膠凝法模壓成型沙磚釆用QJ4-35多孔成型機(jī)，其使用方法如下(1)査機(jī)器各部位有無(wú)松動(dòng)，注油部位應(yīng)加潤(rùn)滑油，以減少機(jī)器摩擦，從而延長(zhǎng)使用壽命。(2)腳踩剎車將模箱落至木托板上，將壓頭后推，開始加料，加至高出模箱少許，啟動(dòng)下振約5-8秒后，把多余的物料刮至模箱水平。(3)拉回壓料頭碰到擋片，拍下掛鉤將壓料頭落下，先開啟下振開關(guān)后，再啟動(dòng)上振開關(guān)。待橫梁上的限位塊接觸機(jī)架表面，腳踩剎車，利用下振的余振，將上振開關(guān)撥至上升位后，關(guān)閉下振，壓頭掛住后即關(guān)上升開關(guān)，腳移開剎車，完成一個(gè)周期，后依此類推。實(shí)施例1常溫條件下制備沙漠綠化磚(1)稱量12kg沙子與膨潤(rùn)土的混合物(比例為M沙M膨潤(rùn)土-3:1),1200ml水玻璃，充分混合。(2)將混合物放入QJ4-35多孔成型模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上振下振各兩次，上升壓頭脫模。(3)取出成型磚，用0.2mol/L固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化濃度為3mol/L的A1C!3溶液中浸泡5分鐘，固化結(jié)束取出沙磚室溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間7天。7實(shí)施例2常溫條件下制備沙漠綠化磚(1)稱量沙漠沙粒15kg，膨潤(rùn)土4kg混合、再加入膠凝劑(1500ml水玻璃)，充分混合；(2)將混合物放入模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上振下振各兩次，上升壓頭脫模；(3)取出成型磚，用200ml固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化濃度為3mol/L的AlCb溶液中浸泡10分鐘，固化結(jié)束取出沙磚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7天。實(shí)施例3(1)稱量沙漠沙粒9kg,膨潤(rùn)土3kg混合、再加入膠凝劑(1.6kg水玻璃)，充分混合；(2)將混合物放入模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上振下振各兩次，上升壓頭脫模；(3)取出成型磚，用200ml固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化濃度為氯化鋁溶液8kgAICl3溶液中浸泡10分鐘，固化結(jié)束取出沙磚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7天。實(shí)施例4(1)稱量沙漠沙粒45kg，膨潤(rùn)土15kg混合、再加入膠凝劑(5kg水玻璃)，充分混合；(2)將混合物放入模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上振下振各兩次，上升壓頭脫模；(3)取出成型磚，用400ml固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化濃度為氯化鋁溶液10kgAlCb溶液中浸泡10分鐘，固化結(jié)束取出沙磚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7天。實(shí)施例5沙漠綠化磚的應(yīng)用實(shí)例在沙漠地區(qū)的公路、鐵路兩邊初期綠化地帶，將草籽混合播撒在沙漠綠化磚上，播撒厚度為l-5毫米，可形成較大面積的覆蓋層，既能快速吸收水分，也能延緩水分的蒸發(fā)。在詳細(xì)說(shuō)明的較佳實(shí)施例之后，熟悉該項(xiàng)技術(shù)人士可清楚地了解，在不脫離上述申請(qǐng)專利范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與修改，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。且本發(fā)明亦不受說(shuō)明書中所舉實(shí)例實(shí)施方式的限制。權(quán)利要求1、一種芯型綠化磚，其特征在于它是由下列重量份數(shù)的原料組成沙漠沙粒3-45份，膨潤(rùn)土1-15份，膠凝劑0.5-5份，固化劑2-10份。2、如權(quán)利要求1所述芯型綠化磚，其特征在于由以下的原料組成沙漠沙粒9份，膨潤(rùn)土3份，膠凝劑1.6份，固化劑8份。3、如權(quán)利要求1或2所述的所述芯型綠化磚，其中所述的膠凝劑為水玻璃；固化劑為AlCh溶液。4、如權(quán)利要求1或2所述芯型綠化磚，其中沙子與膨潤(rùn)土的重量份數(shù)為1:1-5:1。5、如權(quán)利要求4所述芯型綠化磚，其中沙子與膨潤(rùn)土的重量份數(shù)為3:1。6、一種制備權(quán)利要求l-5任一項(xiàng)所述芯型綠化磚的方法，其特征在于(1)稱量沙漠沙粒與膨潤(rùn)土的混合物、膠凝劑，充分混合；(2)將混合物放入模具中，邊放邊振動(dòng)，直到混合物裝滿拉下壓頭，上下振動(dòng)，上升壓頭脫模；(3)取出成型磚，用少量0.1-lmol/L固化劑噴灑其表面，待可用手提起時(shí)將其放入固化劑中浸泡3-10分鐘，固化結(jié)束取出沙磚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7-10天即得到芯型綠化磚。全文摘要本發(fā)明公開一種方法簡(jiǎn)單、成本低、固化時(shí)間短的芯型綠化磚的制備方法。它是由膠凝劑0.5-5份，固化劑2-10份，沙漠沙粒3-45份，膨潤(rùn)土1-15份組成。其中所述的膠凝劑為水玻璃；固化劑為AlCl₃溶液。本發(fā)明根據(jù)沙粒粒徑大小設(shè)定芯型綠化磚的滲透深度和膠結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)在配方中加入少量的膨潤(rùn)土，得到了保水保肥性能優(yōu)良的化學(xué)固沙磚，本發(fā)明的芯型綠化磚固化層特別適合于風(fēng)沙大、流沙多的青藏高原使用。文檔編號(hào)B28B3/00GK101497520SQ200910068040公開日2009年8月5日申請(qǐng)日期2009年3月6日優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日發(fā)明者李建保,李德軍,焦永恒,磊董,鄧湘云,平陳申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)