一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法技术

本发明专利技术公开一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，它包括如下步骤：步骤1）、清除边坡表面的碎石块垃圾进行处理，等间隔挖出栽植穴，将植物种子播种到植物栽植穴中，重新覆盖并平整土体；步骤2）、在植物栽植穴处铺洒高钙粉煤灰，再使用喷播机将大豆提取液、碳酰胺溶液、钙源溶液和纤维按比例混合的均质物喷播在坡面上，并每隔一段时间重复喷播此均质物；步骤3）、待种子出芽后，再次在坡面喷播此均质物，并在表面铺设一层无纺布进行养护；本发明专利技术结合纤维将废旧混凝土块和高钙粉煤灰进行有效的废物利用，可增加植被在边坡上的存活率，降低边坡的土壤侵蚀，且原材料来源广泛、处理方式简单，可用于工业化生产推广。可用于工业化生产推广。可用于工业化生产推广。

【技术实现步骤摘要】
一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法


[0001]本专利技术涉及边坡生态防护工程
，具体地指一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法。

技术介绍

[0002][0003]现有的对废弃混凝土块这类固体废物处理包括物理法和化学法。物理法是通过外力去除混凝土块外层的水泥砂浆，其中外力以加热研磨最为普遍，而此法存在的缺点是高温加热使得天然骨料受到损伤，性能降低。化学法包括使用化学物质进行喷洒、干燥等处理改善表面孔隙结构，达到改善基材性能的效果，其存在的缺点是经济成本过大，无实际应用价值。对此寻找一种安全、有效、环保的方法对这类固体废物进行处理是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，将固体废物结合新兴生物固坡技术以达到植被护坡的目的，避免现有护坡技术存在的耗费人力物力资源、周期长、不利于植物生长、不环保等缺点。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，它包括如下步骤：
[0006]步骤1)、清除边坡表面的碎石块垃圾进行处理，等间隔挖出栽植穴，将植物种子播种到植物栽植穴中，重新覆盖并平整土体；
[0007]步骤2)、在植物栽植穴处铺洒高钙粉煤灰，再使用喷播机将大豆提取液、碳酰胺溶液、钙源溶液和纤维按比例混合的均质物喷播在坡面上，并每隔一段时间重复喷播此均质物；
[0008]步骤3)、待种子出芽后，再次在坡面喷播此均质物，并在表面铺设一层无纺布进行养护。
[0009]优选地，所述步骤1)中，植物种子为狗牙根种子，经纯水洗涤干净后，晒干进行播种，播种密度为8
‑
12g/m2，相邻种子等间隔为15
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20cm，相邻的植物栽植穴距离为15
‑
20cm。
[0010]优选地，所述步骤2)中大豆提取液的提取方法为：将大豆使用纯水洗净后置于破壁机中磨成豆粉，并过200目筛，按照重量份比为1:25将大豆粉和蒸馏水混合，充分搅拌30分钟后静置6h后至大豆渣沉淀，取大豆溶液放置于离心机中以3000r/min 条件下离心15分钟，得到大豆提取液，保存在4℃条件下备用。
[0011]优选地，所述步骤2)中高钙粉煤灰获取方法为：于当地工厂中购买褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的高钙粉煤灰，将氢氧化钠和高钙粉煤灰按重量比为0.2％:1放入球磨机进行球磨。
[0012]优选地，步骤2)中钙源溶液的提取方法为：自工地建设工程中购买拆除的废旧混凝土块，使用研磨机进行破碎，经1mm的标准土工筛进行筛分，将筛分后的混凝土与2mol/L
的盐酸按照1:2比例进行混合，在混合后的溶液中加入1mol/L的氢氧化钠溶液将混合溶液的pH调整至6.5
‑
7.0，再将混合后的溶液放置于离心机以3000 r/m的速度离心15分钟，提取上清液为钙源溶液。
[0013]优选地，所述步骤2)中的纤维选择木纤维或棕榈纤维，对纤维先使用pH＝7的去离子水进行洗涤，再进行油剂处理，油涂层重量和纤维重量比率为0.3％，涂覆涂层的厚度约为100nm，最后使用剪刀将纤维裁剪至1.7
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2.2cm左右混于均质物中。
[0014]优选地，所述步骤2)中大豆提取液、碳酰胺溶液和钙源溶液的混合比例为 1:0.5:0.5，喷播纤维用量为8
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10g/m2，高钙粉煤灰铺洒用量为600
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800g/m2。
[0015]优选地，步骤2)和步骤3)中每次喷播到坡面上的大豆提取液、碳酰胺溶液和钙源溶液的量分别为1.8
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2.2L/m2、0.8
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1.2L/m2和0.8
‑
1.2L/m2。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017](1)本专利技术将脲酶诱导碳酸钙沉淀技术与废旧混凝土块和高钙粉煤灰结合，摆脱了建筑业中废旧混凝土块无法处理和工业生产中因煤燃烧所产生的高钙粉煤灰无法被大规模利用从而被丢弃危害环境的缺点，各原材料制作成本低廉，且经磨碎处理后各分子可渗透不同基质的土体，作用效果可达至更深土层，不易发生堵塞，多余脲酶可在土体中随时间而降解，在不破坏原有坡体条件下提高坡体在自然条件下的各项力学性能，从而避免发生小规模滑坡等危害。
[0018](2)本专利技术将脲酶诱导碳酸钙沉淀技术和纤维相结合，纤维提供游离脲酶的成核位点，使得碳酸钙晶体易生成，纤维表面可附着生成的碳酸钙和土颗粒形成“纤维
ꢀ‑
土颗粒
‑
碳酸钙”三维网状结构，土颗粒间孔隙被填充，碳酸钙晶体桥联在纤维两端和表面部分粘结纤维和土颗粒，达到整体传递应力、限制土体受外力作用下的变形，还可减小坡体表面的应力集中，增强土体的抗滑移能力。
[0019](3)本专利技术利用废旧混凝土块经处理后作为钙源，生成的碳酸钙晶体组成成分为：内部是方解石，外部是不规则多面体块的循环聚集物晶体，表面凹凸交错，可在土颗粒孔隙中相互吸引形成致密的网状结构。脲酶诱导碳酸钙沉淀反应过程中生成的 NH4+进入循环聚集物晶体结构内部中和其表面因为置换反应产生的永久负电荷，使得土壤中的低电价、大半径的离子和结构单元附着在土颗粒上，使其具有一定的吸附性，从而加强原分子的骨架基团结构，与高钙粉煤灰结合促进水化胶凝性物质的形成。废旧混凝土钙源相对于化学钙源在制作成本上便宜1/3，碳酸钙生成量与最常用化学钙源
‑
氯化钙相比无明显差异，且加固后的抗剪强度等力学性能均无显著差异。
[0020](4)在脲酶催化尿素水解与钙源溶液生成碳酸钙的条件下，高钙粉煤灰含有的二氧化硅和氧化铝分子结构会受到破坏，共价键发生断裂，产生大量活性不饱和键与钙离子结合生成水化胶凝性产物，同时溶解孔道中的非晶态物质，减小孔道阻力，而半径小的H+会置换半径大的阳离子，从而使得孔径扩大，并提高了水化胶凝性产物吸附能力，水化胶凝性产物与纤维
‑
碳酸钙晶体形成以离子键和共价键为主要链接力，范德华力为辅助链接力的链状结构，该链状结构化合物中各键极性的矢量和较大，导致分子间作用力越大，可有效增强土体表面的抗风能力和应变松弛量。
[0021](5)高钙粉煤灰自身为多孔蜂窝状结构，和脲酶诱导碳酸钙沉淀技术结合，可增大坡体在遇水后的其中土颗粒孔中水的接触角，减小孔中水的负压，提高加固后土体的孔隙
率，降低土体因高强度加固导致的植物存活率低的问题。
[0022](6)施加初期，边坡抗剪强度较低，纤维添加作为增强物质可有效降低高钙粉煤灰中f
‑
CaO过多造成的不安定问题和脲酶诱导碳酸钙沉淀技术在作用早期对边坡表面产生的裂缝宽度和间距，纤维的无序排列可结合碳酸钙晶体一方面可填充到高钙粉煤灰的孔隙中，结合更为紧密，提高作用的耐久性，另一方面促进高钙粉煤灰中 CSH凝胶的形成，并吸附土中的自由水集中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤1）、清除边坡表面的碎石块垃圾进行处理，等间隔挖出栽植穴，将植物种子播种到植物栽植穴中，重新覆盖并平整土体；步骤2）、在植物栽植穴处铺洒高钙粉煤灰，再使用喷播机将大豆提取液、碳酰胺溶液、钙源溶液和纤维按比例混合的均质物喷播在坡面上，并每隔一段时间重复喷播此均质物；步骤3）、待种子出芽后，再次在坡面喷播此均质物，并在表面铺设一层无纺布进行养护。2.根据权利要求1所述的一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，其特征在于：所述步骤1）中，植物种子为狗牙根种子，经纯水洗涤干净后，晒干进行播种，播种密度为8
‑
12 g/m2，相邻种子等间隔为15
‑
20 cm，相邻的植物栽植穴距离为15
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20 cm。3.根据权利要求1所述的一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，其特征在于：所述步骤2）中大豆提取液的提取方法为：将大豆使用纯水洗净后置于破壁机中磨成豆粉，并过200目筛，按照重量份比为1:25将大豆粉和蒸馏水混合，充分搅拌30分钟后静置6h后至大豆渣沉淀，取大豆溶液放置于离心机中以3000 r/min条件下离心15分钟，得到大豆提取液，保存在4℃条件下备用。4.根据权利要求1所述的一种脲酶协同纤维结合固体废物的生态护坡实施方法，其特征在于：所述步骤2）中高钙粉煤灰获取方法为：于当地工厂中购买褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的高钙粉煤灰，将氢氧化钠和高钙粉煤灰按重量比为0.2%:1放入球磨机进行球磨。5.根据权利要求1所述的一种脲酶协同...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海，张文琪，张伦，王光辉，陈珠宝，代运，徐萌苒，朱鸿宇，郭俊奎，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：