一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用；珊瑚砂改良基质包括改性吸水纤维棉、硅铝酸盐、絮凝剂、椰壳粉、土壤结构稳定剂、膨润土。改良珊瑚砂包括珊瑚砂改良基质和珊瑚砂。采用本申请中的改性基质对珊瑚砂改性后，珊瑚砂的紧实度显著提升，用改性后的珊瑚砂作为建岛材料建岛后，有利于保证桩基的稳定，而且所得改性珊瑚砂具有优良的脱盐性能和良好的保水性能。脱盐性能可以对入渗海水进行淡化，进而在人工岛地层内形成可以被植被利用的淡水，有利于促进地表自然植被形成；保水性能可以在降雨时将渗透进入的雨水锁住，进而加速人工岛地下淡水透镜体形成、提升地下淡水含量。改良珊瑚砂的应用有利于促进岛礁淡水生态系统的形成。系统的形成。

【技术实现步骤摘要】
一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用


[0001]本专利技术属于珊瑚岛礁土壤质地改良
，具体涉及一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，各国向海域发展趋势明显，吹沙造岛成为人们有效利用海洋以谋求生存空间、开发海洋资源的重要手段。我国南海诸岛主要为珊瑚岛礁，其表层为形成年代晚、松散未胶结或弱胶结的珊瑚和生物碎屑砂层，珊瑚砂成为了人工岛工程建设吹填材料的主要来源。大量研究表明，由于生物成因的珊瑚砂具有易破碎、多孔隙、高压缩等固有特性，给人工岛工程建设带来了诸多不利。例如，一方面，在风浪和潮汐作用下自然堆积表层的珊瑚砂具有高渗透性能，导致其承压性能较差，不利于桩基稳定；并且，造岛后由于常规珊瑚砂质地具有粗质多孔、易碎的结构特征，即使有丰富的降水也很难产生地表径流，加之砂土缺乏天然有机物，从而形成了结构性缺水、土地贫瘠、生态脆弱的海岛水土资源环境系统。另一方面，吹沙造岛时如果将大粒径珊瑚砂进行粉碎，颗粒过细又容易造成地面板结，不利于地表植被健康生长。所以，为促进健康的海岛水土资源生态系统形成，对珊瑚砂进行必要的改造就显得十分必要。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术，本专利技术提供一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用，以解决珊瑚砂承压性能和保水效果差的技术问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：提供一种珊瑚砂改良基质、改良珊瑚砂及其应用。本专利技术中的珊瑚砂改良基质包括以下质量份的组分：
[0005]改性吸水纤维棉10～20份，硅铝酸盐8～15份，絮凝剂1～3份，椰壳粉5～10份，土壤结构稳定剂2～5份，离子交换剂5～10份和膨润土20～40份。
[0006]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0007]进一步，本专利技术中的珊瑚砂改良基质包括以下质量份的组分：
[0008]改性吸水纤维棉15份，硅铝酸盐10份，絮凝剂2份，椰壳粉5份，土壤结构稳定剂3份，离子交换剂8份和膨润土30份。
[0009]本专利技术采取上述技术方案的有益效果是：本专利技术中的改良基质专用于珊瑚砂改良，改良基质包括改性吸水纤维棉、硅铝酸盐、絮凝剂、椰壳粉、土壤结构稳定剂、离子交换剂和膨润土等组分。其中，改性吸水纤维棉通过对多孔纤维进行吸水改性得到，其具有较强的吸湿性能，能够锁住水分，使改良后的珊瑚砂具有良好的持水性；并且，改性吸水纤维以多孔纤维为基底，本身具有较高的孔隙率，可以储藏更多的水分，进一步增加改性后珊瑚砂的保水性能。硅铝酸盐对海水中的盐类具有吸附作用，可以吸附去除海水中的盐类，起到海水淡化的作用；并且，硅铝酸盐中存在开链的Si
‑
O
‑
Si键、Si
‑
O
‑
Al键，游离的Si
‑
OH键等，其通过这些开链和游离的键，可以将珊瑚砂粘结在一起，进而提升珊瑚砂的力学性能，珊瑚砂
的承压能力增强，有利于桩基的稳定。絮凝剂可以将海水中的杂质和金属离子等去除，与硅铝酸盐协同作用可以实现海水淡化的目的。椰壳粉粒径较小，其能够填充进入珊瑚砂的孔隙中，并且吸水后会发生一定程度的膨胀，起到填充支撑珊瑚砂的作用，珊瑚砂的承压性能得以提升。土壤结构稳定剂与硅铝酸盐协同作用，可以使松散的珊瑚砂胶结在一起，进而改变珊瑚砂所形成壤土的物理结构，壤土的力学性能、水稳性等得以提升，承压能力更强。
[0010]进一步，改性纤维棉经过以下步骤制得：
[0011]S1：将丙烯酸、聚乙二醇、聚氨酯乳液、水性环氧树脂乳液和水按8～12:5～8:4～6:3～5:25～35的质量比混合，拌匀后得改性液；
[0012]S2：将多孔纤维棉浸没于改性液中，以20～30kHz的频率超声处理0.5～1h，然后取出风干，即得。
[0013]本专利技术采取上述进一步技术方案的有益效果是：改性纤维棉以多孔纤维为基底，在其表面和空隙内附着丙烯酸、聚乙二醇、聚氨酯乳液、水性环氧树脂乳液组分，这些组分含有大量的吸水性基团，具有良好的亲水性能，结合多孔纤维的孔洞，可以较好的锁住水分，提升多孔纤维的吸水能力，保水性能较好。
[0014]进一步，多孔纤维棉的直径为3～5μm。
[0015]进一步，硅铝酸盐按以下步骤制得：
[0016]S1：将硅酸钠和硫酸铝按2～4:1的摩尔比混合，然后将混合物与水按1g:3～5mL的料液比混合，并于35～40℃下以300～500rpm的速率搅拌1～2h，再过滤；
[0017]S2：将过滤后的固体物料加入碱液中，于45～60℃下晶化12～36h，即得。
[0018]本专利技术采取上述进一步技术方案的有益效果是：以硅酸钠和硫酸铝为原料制得硅铝酸盐，原料容易获得；铝硅酸盐在形成过程中，由于铝是三价，硅为四价，两者均与氧形成正四面体结构，形成骨架，从而使骨架带负电荷，表面需要金属离子来平衡骨架负电荷，因此可以对海水中的金属离子进行有效吸附，降低海水中盐的含量。
[0019]进一步，絮凝剂经过以下步骤制得：
[0020]S1：将碳酸钠与丙烯酸按2～3:1的质量比共溶于水中，得反应原液；
[0021]S2：将丙烯酰胺加入到反应原液中，惰性气体保护下升温至40～45℃，然后加入引发剂，拌匀后升温至65～70℃，并保温反应5～8h；所加入的丙烯酰胺与丙烯酸的质量之比为2～4:1，所述引发剂由亚硫酸氢钠和过硫酸钾按1:1的质量比混合而成。
[0022]S3：依次对反应后的产物进行造粒、干燥、粉碎处理，即得。
[0023]本专利技术采取上述进一步技术方案的有益效果是：絮凝剂为聚合物絮凝剂，其含有大量的抗盐基团，可以对海水中的盐类形成有效絮凝吸附，同时可有效去除海水中的金属离子，其与硅铝酸盐协同作用，可以产生；良好的海水淡化效果。
[0024]进一步，土壤结构稳定剂由羧甲基纤维素和聚丙烯酸铵1:1～3的质量比混合而成。
[0025]本专利技术还公开一种改良珊瑚砂，改良珊瑚砂包括以下质量份的组分：
[0026]权利要求1～8任一项所述的珊瑚砂改良基质10～20份和珊瑚砂80～90份。
[0027]本专利技术中的改良珊瑚砂具有良好的保水、海水淡化和稳定性能，能够满足人工岛建造需求。
[0028]本专利技术的有益效果是：采用本申请中的改性基质对珊瑚砂改性后，珊瑚砂的紧实
度显著提升，用改性后的珊瑚砂作为建岛材料建岛后，有利于保证桩基的稳定。并且，所得改性珊瑚砂具有优良的脱盐性能和良好的保水性能，脱盐性能可以对海水进行淡化，长此以往，可以在人工岛内形成可以被植被利用的淡水，有利于形成植被的形成；保水性能可以在降雨时将渗透进入的雨水锁住，进而提升人工岛地下水的含量。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0030]实施例1
[0031]一种珊瑚砂改良基质，包括以下质量份的组分：
[0032]改性吸水纤维棉15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种珊瑚砂改良基质，其特征在于，包括以下质量份的组分：改性吸水纤维棉10～20份，硅铝酸盐8～15份，絮凝剂1～3份，椰壳粉5～10份，土壤结构稳定剂2～5份和膨润土20～40份。2.根据权利要求1所述的珊瑚砂改良基质，其特征在于：包括以下质量份的组分：改性吸水纤维棉15份，硅铝酸盐10份，絮凝剂2份，椰壳粉5份，土壤结构稳定剂3份和膨润土30份。3.根据权利要求1所述的珊瑚砂改良基质，其特征在于，所述改性纤维棉经过以下步骤制得：S1：将丙烯酸、聚乙二醇、聚氨酯乳液、水性环氧树脂乳液和水按8～12:5～8:4～6:3～5:25～35的质量比混合，拌匀后得改性液；S2：将多孔纤维棉浸没于改性液中，以20～30kHz的频率超声处理0.5～1h，然后取出风干，即得。4.根据权利要求3所述的珊瑚砂改良基质，其特征在于：所述多孔纤维棉的直径为3～5μm。5.根据权利要求1所述的珊瑚砂改良基质，其特征在于，所述硅铝酸盐按以下步骤制得：S1：将硅酸钠和硫酸铝按2～4:1的摩尔比混合，然后将混合物与水按1g:3～5mL的料液比混合，并于35～40℃下以300～500rp...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海英，黄真理，王鲁海，卢佳，任家盈，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：