一种土壤结构稳定剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种土壤结构稳定剂及其制备方法，属于土壤调理技术领域。本发明专利技术的土壤结构稳定剂，包括以下重量百分比的组分：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％。本发明专利技术的土壤结构稳定剂可以改变土石边坡的土壤结构，提高土壤力学强度、水稳定性、抗冲刷性、抗风蚀等性能，同时对植被的生长的影响较小。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤结构稳定剂及其制备方法
本专利技术涉及一种土壤结构稳定剂及其制备方法，属于土壤调理

技术介绍
客土喷播技术是近年来兴起的一种边坡复绿技术，通过喷播机将各种基质和植物种子喷射到坡面上形成植被层，可以对边坡的稳定起到有效的保护，从而达到快速重建植被生态系统和生物护坡的目的。但客土喷播技术对边坡坡度要求较高，对于坡度大于45°的边坡，施工后客土层脱落现象严重，难以在边坡表面长期稳定存在。为了使喷播基质能较好的黏贴在坡面上，土壤稳定剂(固化剂)作为土壤稳定材料，开始在喷播基质中大量使用。传统的土壤稳定剂(固化剂)能够直接胶结土壤颗粒表面或与粘土矿物质反应生成胶凝物质，从而增加喷播基质的粘性，增加基质的强度和稳定性，并形成有效的抗水能力，有利于解决喷播后客土层不稳定或脱落的问题，但用量过多使土壤容易板结，进而影响植物生长。随着喷播技术水平和要求的不断提高，对土壤稳定剂的要求也不断提高，因此，开发可以改变土壤的物理结构，提高土壤力学强度、水稳定性、抗冲刷性、抗风蚀性等性能，同时不影响植被生长的土壤结构稳定剂具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土壤结构稳定剂，该土壤结构稳定剂性能较好并且对植被生长影响较小。本专利技术的目的还在于提供一种上述土壤结构稳定剂的制备方法，该制备方法利于工业化的生产。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种土壤结构稳定剂，包括以下重量百分比的组分：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％。本专利技术的土壤结构稳定剂可以改变土壤的物理结构，提高土壤力学强度、水稳定性、抗冲刷性、抗风蚀性等性能，同时对植被的生长的影响较小，可以满足市场对于土壤结构稳定剂的要求。上述粘合剂为改性淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一种。粘合剂作为稳定剂的主要成分之一，具有增强土壤凝聚力、完善土壤结构的作用。上述固化剂为高聚物类固化剂。固化剂作为稳定剂的另外一种主要成分，具有提高土壤颗粒的水稳定性、强度和抗冲刷性能的作用。所述高聚物类固化剂为聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯中的至少一种。上述高聚物具有较好的效果。上述离子交换剂为沸石、膨润土、蛭石中的至少一种。离子交换剂在稳定剂中具有提高土壤离子交换率、增加土壤中阳离子的作用。上述土壤结构稳定剂的制备方法所采用的技术方案包括以下步骤：1)将粘合剂和固化剂混合均匀；2)将混合后的粘合剂和固化剂加热至50～80℃并保温2～4h，得半成品；3)将所得半成品、离子交换剂混合，得混合物；4)将所得混合物进行干燥，然后粉碎过筛，得土壤结构稳定剂。本专利技术的土壤结构稳定剂的制备过程简单，所用原材料价廉易得；原材料中的固化剂可以与土壤形成稳定的团粒结构，粘合剂可以快速分离出土壤中多余的水分，保持土壤团粒结构的稳定性，提供抗冲刷和侵蚀能力；本专利技术的土壤结构稳定剂易于工业化生产，可用于各种形式的边坡复绿、矿山生态修复、高盐碱地植被恢复等领域，可以广泛推广。具体实施方式一种土壤结构稳定剂，包括以下重量百分比的组分：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％。上述粘合剂为改性淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的至少一种。其中羧甲基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺的结构式分别如式(1)～(3)所示。上述固化剂为高聚物类固化剂，所述高聚物类固化剂为聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯中的至少一种。其中聚丙烯酸和聚醋酸乙烯酯的分子式如(4)～(5)所示。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。土壤结构稳定剂的实施例1本实施例的土壤结构稳定剂，由以下重量百分比的组分组成：粘合剂44％、固化剂44％、离子交换剂12％。其中粘合剂为聚丙烯酰胺，固化剂为聚醋酸乙烯酯，离子交换剂为沸石。土壤结构稳定剂的实施例2本实施例的土壤结构稳定剂，由以下重量百分比的组分组成：粘合剂36％、固化剂36％、离子交换剂28％。其中粘合剂为羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺的混合物，二者质量比为1:1，固化剂为聚氨酯，离子交换剂为蛭石。土壤结构稳定剂的实施例3本实施例的土壤结构稳定剂，由以下重量百分比的组分组成：粘合剂47％、固化剂47％、离子交换剂6％。其中粘合剂为聚乙烯醇，固化剂为聚醋酸乙烯酯，离子交换剂为膨润土。在本专利技术的其他实施例中，土壤结构稳定剂的各组分的质量百分比在以下范围内进行调整：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％，同样具有较好的效果。土壤结构稳定剂的制备方法的实施例1本实施例为土壤结构稳定剂的实施例1的制备方法，包括以下步骤：1)预混：将粘合剂和固化剂混合均匀；2)反应成型：将混合后的粘合剂和固化剂加热至50℃并保温4h，得半成品；3)破碎混合：将所得半成品、离子交换剂混合，得混合物；4)干燥过筛：将步骤3)所得混合物进行干燥，然后粉碎过100目筛，得土壤结构稳定剂。土壤结构稳定剂的制备方法的实施例2本实施例为土壤结构稳定剂的实施例2的制备方法，包括以下步骤：1)预混：将粘合剂和固化剂混合均匀；2)反应成型：将混合后的粘合剂和固化剂加热至70℃并保温3h，得半成品；3)破碎混合：将所得半成品、离子交换剂混合，得混合物；4)干燥过筛：将步骤3)所得混合物进行干燥，然后粉碎过150目筛，得土壤结构稳定剂。土壤结构稳定剂的制备方法的实施例3本实施例为土壤结构稳定剂的实施例3的制备方法，包括以下步骤：1)预混：将粘合剂和固化剂混合均匀；2)反应成型：将混合后的粘合剂和固化剂加热至80℃并保温2h，得半成品；3)破碎混合：将所得半成品、离子交换剂混合，得混合物；4)干燥过筛：将步骤3)所得混合物进行干燥，然后粉碎过200目筛，得土壤结构稳定剂。上述土壤结构稳定剂的制备方法的实施例1～3中步骤3)中所述混合在混合破碎系统中进行，所述混合破碎系统设置有破碎装置和机械搅拌装置。试验例1将本专利技术的土壤结构稳定剂的实施例的1～3的土壤结构稳定剂与土壤混合均匀，所用土壤为普通农田中的表层土壤，土壤结构稳定剂的添加量为土壤质量的0.1％，放置1h，然后对土壤的粘结力和紧实度进行测试，并测定土壤的容重和pH值。并以未添加土壤结构稳定剂的土壤作为空白对照组。土壤粘结力采用微型粘结力测试仪测定，具体测试方法为：先将地表喷湿，使地表充分湿润，然后将粘结力仪的叶轮垂直插入土壤，顺时针扭动粘结力仪，当扭矩足够大且达到土壤最大抗剪强度时，土壤开始转动，此时粘结力仪刻度盘上的数值即为土壤粘结力。土壤紧实度采用土壤紧实度测定仪测定，具体测试方法为：先将欲测量的土壤表面整平，然后将土壤紧实度测定仪测量杆均匀地慢速插入土壤至要求的深度，此时仪器上显示的数值即为土壤紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤结构稳定剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤结构稳定剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：粘合剂30％～50％、固化剂30％～50％、离子交换剂5％～30％。


2.根据权利要求1所述的土壤结构稳定剂，其特征在于，所述粘合剂为改性淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。


3.根据权利要求1所述的土壤结构稳定剂，其特征在于，所述固化剂为高聚物类固化剂。


4.根据权利要求3所述的土壤结构稳定剂，其特征在于，所述高聚物类固化剂为聚丙烯酸、聚醋...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛首业，牛晓繁，郭红超，张二朋，贺韶华，尚玉臣，肖红，冯培举，赵露，周沸江，
申请(专利权)人：河南华美生态环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41