一种芯型绿化砖的制备方法.pdf

本发明公开一种方法简单、成本低、固化时间短的芯型绿化砖的制备方法。它是由胶凝剂0.5-5份，固化剂2-10份，沙漠沙粒3-45份，膨润土1-15份组成。其中所述的胶凝剂为水玻璃；固化剂为AlCl3溶液。本发明根据沙粒粒径大小设定芯型绿化砖的渗透深度和胶结强度，同时在配方中加入少量的膨润土，得到了保水保肥性能优良的化学固沙砖，本发明的芯型绿化砖固化层特别适合于风沙大、流沙多的青藏高原使用。

1、  一种芯型绿化砖，其特征在于它是由下列重量份数的原料组成：
沙漠沙粒3-45份，
膨润土1-15份，
胶凝剂0.5-5份，
固化剂2-10份。

2、  如权利要求1所述芯型绿化砖，其特征在于由以下的原料组成：
沙漠沙粒9份，
膨润土3份，
胶凝剂1.6份，
固化剂8份。

3、  如权利要求1或2所述的所述芯型绿化砖，其中所述的胶凝剂为水玻璃；固化剂为AlCl₃溶液。

4、  如权利要求1或2所述芯型绿化砖，其中沙子与膨润土的重量份数为1：1-5：1。

5、  如权利要求4所述芯型绿化砖，其中沙子与膨润土的重量份数为3：1。

6、  一种制备权利要求1-5任一项所述芯型绿化砖的方法，其特征在于：
(1)称量沙漠沙粒与膨润土的混合物、胶凝剂，充分混合；
(2)将混合物放入模具中，边放边振动，直到混合物装满拉下压头，上下振动，上升压头脱模；
(3)取出成型砖，用少量0.1-1mol/L固化剂喷洒其表面，待可用手提起时将其放入固化剂中浸泡3-10分钟，固化结束取出沙砖进行养护7-10天即得到芯型绿化砖。

一种芯型绿化砖的制备方法
技术领域
本发明属于沙漠治理技术领域。涉及一种芯型绿化砖，更具体的说是利用无机胶凝技术制备的沙漠绿化砖及其制备方法。
背景技术
中国是受土地沙漠化严重危害的国家之一，目前我国土地沙漠化仍然呈增加趋势。土地沙漠化不仅是一个重大的生态环境问题，也是我国所面临的一个非常严峻的社会经济可持续发展问题。我国的沙漠及沙漠化土地面积约为160.7万平方公里，占国土面积的16.7％。当前我国沙漠化土地面积正以每年2460平方公里的速度扩展，而且还有加速扩大的趋势。我国在沙漠化防治方面采取的措施很多，可以归纳为以下两个方面：一、种树种草：当植被盖度达到30％以上时，土壤风蚀就会基本消失。种树种草治理沙漠化的措施，就是基于控制土壤风蚀的原理提出的。在沙漠化发展严重的农耕地区，主要采取把部分已经沙漠化的耕地退还为林地和草地的方法，以达到沙漠化土地恢复的目的。但由于区域内一部分土地种树种草与本区域内另一部分土地承载力的大幅度跃升，没有协调同步或者仅考虑到种树种草，而未在建设基本农田、大幅度提高单位土地的产出水平上下功夫，导致种树种草与本已过重的人口压力之间矛盾日趋激烈。
二、围栏封育：在草原地区牲畜压力过大，过度放牧造成了土地沙漠化。治理的方式通常采用“围栏封育”，即把草场划分成若干小区，使围起来的草地因牲畜压力的消失，而自然恢复。但围栏封育，建设“草库仑”，实行划区轮牧的做法，本身没有把区域内的人畜压力释放出去。围起来的地方，沙漠化有所逆转；没围起来的地方，由于人畜压力的加大，植被破坏更加严重，势必造成沙漠化的继续加剧。
三、化学固沙：化学固沙的原理是利用稀释了的具有一定胶结性的化学物质喷洒于松散的流沙沙地表面，水分迅速渗入到沙层以下，而那些化学胶结物质则滞留于一定厚度(1～5mm)的沙层间隙中，将单粒的沙子胶结成一层保护壳，以此来隔开气流与松散沙面的直接接触，从而起到防止风蚀的作用。化学固沙可机械化施工，简单快速，尤为适宜于缺乏工程固沙材料和环境恶劣、降雨稀少、不易使用生物固沙技术的地区。化学固沙包含了沙地固结和保水保肥两方面，它和植物固沙相结合可大大提高植物的成活率，是防治沙害的最佳措施，但各种固沙措施都有其特点和局限性，大面积综合治理的最终目标是生物固沙，而单纯的化学固沙达不到最终的效果，必须生物固沙相结合。
众所周知，植物的生存需要水分、阳光、空气和营养，而土壤就是提供植物的养分和固定根须的东西。但是在青藏高原上降雨较少，空气较干燥、稀薄，太阳辐射较强，气温较低。植物生长速度非常缓慢，沙漠沙子没有保水保肥的性能，所以按现有的地理条件化学固沙几乎不可行；以近距离沙障为主的机械固沙方法，成本高，只能在道路的50米左右的近距离内发挥作用，并且铁路沿线有许多流动沙丘，风沙大、流沙多，数十厘米高的沙障，不到2～5年就会被淹没填平，有效时间非常短。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种方法简单、成本低、固化时间短的芯型绿化砖。为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种芯型绿化砖，其特征在于它是由下列重量份数的原料组成：
沙漠沙粒3-45份，
膨润土1-15份，
胶凝剂0.5-5份，
固化剂2-10份。
本发明所述芯型绿化砖，其特征在于由以下的原料组成：
沙漠沙粒9份，
膨润土3份，
胶凝剂1.6份，
固化剂8份。
本发明所述的所述芯型绿化砖，其中所述的胶凝剂为水玻璃；固化剂为AlCl3溶液。
本发明根据需要胶结固化层还可以含有膨润土。沙子与膨润土的重量份数为1：1-5：1。优选沙漠沙粒与膨润土的重量份数为3：1。
本发明所述的胶凝剂为水玻璃，其成分为Na₂O9.01％，SiO₂28.54％，SiO₂/NaO₂3.17％，波美度20℃41.07％，固含量37.55％。
本发明所述的固化剂为AlCl₃溶液。
本发明所述芯型绿化砖的制备方法，其特征在于：
(1)称量沙漠沙粒与膨润土的混合物、胶凝剂，充分混合；
(2)将混合物放入模具中，边放边振动，直到混合物装满拉下压头，上下振动，上升压头脱模；
(3)取出成型砖，用少量0.1-1mol/L固化剂喷洒其表面，待可用手提起时将其放入固化剂中浸泡3-10分钟，固化结束取出沙砖进行养护7-10天即得到芯型绿化砖固化层。
膨润土(Bentonite)是以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的化学成分为：(Al2，Mg3)[Si4O10][OH]2·nH2O由于它具有特殊的性质。如：膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等，所以广泛用于各个工业领域。
本发明选用的胶凝剂为水玻璃溶液，选用的主要固化剂为氯化铝溶液，当将成型好的试样进行固化时，氯化铝固化剂会与水玻璃发生反应，生成无定形硅酸凝胶。实验中膨润土与沙子的比例为选取1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7，沙子与膨润土混合物总质量为2kg，水玻璃用量选取200ml，固化剂ALCL₃溶液、固化时间选取5-10min，优选5min，养护温度为室温，养护时间一般为7-10天，优选7天。
成型后为便于测试抗压强度采用切片的方法。通过测试其抗压强度确定最佳工艺，M沙：M膨润土＝3：1时，抗压强度最高，与普通不参入膨润土的方法相比可达到节约成本的效果。
实验数据：200ml水玻璃，1-5mol/l氯化铝溶液
表1 第一次测量数据