一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法

技术领域

本发明涉及边坡防护与生态修复技术领域，具体涉及一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法。

背景技术

随着经济建设迅猛发展，我国基础设施建设正如火如荼的进行，道路修建、水电工程建设、矿山开采等不可避免的形成众多受损边坡，生态防护技术应运而生。在我国，经过近几十年的发展，生态环境的可持续发展已成为人们的共识，破损边坡的生态功能恢复正成为区域生态质量评价的重要考察指标。目前，在我国应用最广、效果最好的生态防护技术有植被混凝土生态防护技术、客土喷播技术、厚层基材喷射技术等，其中，植被混凝土生态修复技术因其施工简单、修复成本低、修复效果好等逐渐得到大面积推广。

生态护坡属于土木工程与生态学的交叉融合，其中，种植土在生态护坡基材中用量最大，是影响工程特性的关键因素。作为生态护坡基材，种植土的性质是决定植物是否能够生长和发育的重要条件。理论上，纯土壤是最适合植物生长的机质，然而在生态护坡领域单纯的土壤难以确保其强度，喷播完成后容易造成垮塌。而在其中加入水泥可以提高土壤的强度和酸碱度，对植物生长不利。取样测定发现生态护坡基材速效养分淋失率明显偏高，保肥能力偏弱，为确保基材强度足够与植物生长所需养分来源充足，需对其强度与保肥性能进行改良。

目前的研究主要集中于生态护坡基材物理力学性能的改良与优化，而对于生态护坡基材保肥性能的相关研究较少，生态护坡基材面临的保肥性能问题未出现良好的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法。

本发明技术方案：

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，所述生态护坡基材包括按重量份计的以下材料制成：种植土100~120份，水泥6~8份，有机物料4~6份，生境基材改良剂3~4份，生物质炭2~4份，沸石2~4份。

优选地，所述生态护坡基材包括按重量份计的以下材料制成：所述种植土100份、水泥8份，有机物料6份，生境基材改良剂4份，生物质炭2份，沸石4份。

优选地，所述种植土为砂类种植土，含砂量大，颗粒平均粒径大，粒间接触点少。

优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥，其28天强度不小于42.5MPa。

优选地，所述有机物料为茶树木屑、稻壳、玉米秸秆、小麦秸秆中一种或几种以上的混合物经破碎之后风干晾晒，过筛备用。

优选地，所述生境基材改良剂为酸性改良剂。

优选地，所述生物质炭为以苹果树枝、玉米秸秆、花生壳、椰子壳、核桃壳、栗子壳一种或一种以上的混合物经高温裂解制备而成；所述生物质炭粒度为200-400目。

进一步优选地，所述沸石为天然斜发沸石、方沸石、菱沸石、片沸石、钙沸石、辉沸石、丝光沸石或钠沸石中的一种或一种以上混合物；所述沸石粒度为200~400目；所述沸石为多孔结构，可对养分及游离态碳进行重吸附。

实施所述的一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，具体步骤为：

1）先将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂以干料按比例称取，后对其进行充分搅拌，使其拌合均匀，得到物料1；

2）将生物质炭与沸石倒入拌合好的物料1中，进行充分搅拌，使其拌合均匀；

3）按所需含水量称取定量水，边搅拌边喷洒，充分搅拌以保证各处含水率相同；

4）利用喷播机进行喷播施工。

本发明有益效果：

1、所用生物质炭为已形成工业化的产品且易于获得，粒径在200-400目之间，具有较强的填充效应，可增强生态护坡基材的团聚效应，减小孔隙面积，增大基材干密度；生物质炭与沸石均具有比表面积大、表面含有大量吸附位点的特点，可将游离的养分元素吸附，增强生态护坡基材的保肥性能。

2、所述生物质炭为生物质材料，部分生物质炭随时间的推移在微生物与自然条件的降解之下会发生老化，转化为可溶性有机碳，进而被沸石重吸附，使其继续为植物与微生物的生物合成提供碳源，维持其长效修复功能。

3、所述沸石中含有大量SiO

3、经实验测定，未使用本方法制备的生态护坡基材pH值为7.8~8.9，强度提升26%~43%，养分固持能力提升41%~63%，可溶性有机碳含量提升23%~33%。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，由以下材料制成：种植土100kg，水泥8kg，有机物料6kg，生境基材改良剂4kg。

制备时，将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂按比例以干料搅拌均匀得到混合材料；之后用于喷射施工并进行养护。

经实验测定，采用此制备方法制备的生态护坡基材pH值为7.9，养分固持系数为46.8%，可溶性有机碳含量为12.32mg/kg。

实施例2

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，由以下材料制成：种植土100kg，水泥8kg，有机物料6kg，生境基材改良剂4kg，生物质炭2kg，沸石1kg。

制备时，先将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂按比例以干料搅拌均匀得到物料1；然后将物料1与生物质炭和沸石混合搅拌均匀，得到混合材料；之后用于喷射施工并进行养护。

经实验测定，采用此制备方法制备的生态护坡基材pH值为8.9，强度提升26%，养分固持能力提升41%，可溶性有机碳含量提升23%。

实施例3

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，由以下材料制成：种植土100kg，水泥8kg，有机物料6kg，生境基材改良剂4kg，生物质炭2kg，沸石2kg。

制备时，先将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂按比例以干料搅拌均匀得到物料1；然后将物料1与生物质炭和沸石混合搅拌均匀，得到混合材料；之后用于喷射施工并进行养护。

经实验测定，采用此制备方法制备的生态护坡基材pH值为8.5，强度提升35%，养分固持能力提升47%，可溶性有机碳含量提升24%。

实施例4

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，由以下材料制成：种植土100kg，水泥8kg，有机物料6kg，生境基材改良剂4kg，生物质炭2kg，沸石4kg。

制备时，先将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂按比例以干料搅拌均匀得到物料1；然后将物料1与生物质炭和沸石混合搅拌均匀，得到混合材料；之后用于喷射施工并进行养护。

经实验测定，采用此制备方法制备的生态护坡基材基材pH值为7.8，强度提升43%，养分固持能力提升43%，可溶性有机碳含量提升26%。

实施例5

一种利用沸石与生物质炭协同改良生态护坡基材强度及长效修复功能的方法，由以下材料制成：种植土100kg，水泥6kg，有机物料4kg，生境基材改良剂3kg，生物质炭4kg，沸石4kg。

制备时，先将种植土、水泥、有机物料、生境基材改良剂按比例以干料搅拌均匀得到物料1；然后将物料1与生物质炭和沸石混合搅拌均匀，得到混合材料；之后用于喷射施工并进行养护。

经实验测定，采用此制备方法制备的生态护坡基材基材pH值为8.1，强度提升37%，养分固持能力提升63%，可溶性有机碳含量提升33%。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。