一种用于荒漠化地区雨水收集的黏土基防渗材料及其制备和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防渗材料，尤其涉及一种黏土基防渗材料的制备，主要用于荒漠化地区雨水的收集和利用。
【背景技术】
[0002]中国荒漠化形势十分严峻，根据1998年国家林业局防治荒漠化办公室等政府部门发表的材料指出，中国是世界上荒漠化严重的国家之一。根据中国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，中国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4%，4亿人口生活在荒漠化影响地区，沙尘暴频发，沙区交通、能源、工矿、国防航天基地、农田、草地遭受着风沙危害。据中、美、加国际合作项目研究，中国因荒漠化造成的直接经济损失约为541亿人民币。
[0003]荒漠化也是一个全球性的环境问题，其扩展趋势已经严重威胁到人类社会的可持续发展。荒漠化防治正成为一个全球行动的优先领域，其实施必须建立在科学地评价荒漠化的现状、动态和趋势的基础上。最早的荒漠化评价，可追溯到Lamprey对撒哈拉沙漠动态的研究。研究结果表明，撒哈拉沙漠年均南移515km。尽管这一结论受到许多同行的批评，但却拉开了荒漠化评价的序幕。
[0004]为了阻止荒漠化的蔓延，科研人员和环保工作者已经积极开展了相关的防止及修复措施。截止到目前为止，我国已有防沙固沙的产品二十余种，如:植物纤维阻沙网、樟子松防沙、固沙新树种、药物聚丙稀酰胺、纯手拼竹排架子等，它们的一个普遍特点是易老化，时效短，而且安装使用时浪费大量人力物力。也有一些企业利用高分子材料制备阻沙网，如HDPE阻沙网，单就治理沙漠化地域来讲，该产品主要有两种功效，阻沙(防止沙尘漫延)、固沙(防止沙尘上扬)。但高分子材料阻沙网的抗老化性能仍然没有提高。根据我们实地查看，这类材料在沙漠中一年左右就老化粉碎，流沙冲击后形成了纤维状的粉末，对沙漠造成了严重的二次污染。
[0005]植物固沙是防治沙害和构建风沙区生态屏障的有效途径，然而地下水下降、植被退化和固沙效果不可持续等是目前解决荒漠化所面临的主要问题。植物固沙是通过建植人工植被，控制流动沙丘和半固定沙丘交通干线、乡镇、工矿、农田、能源基地、国防设施和其它重要工程建设的危害，防治草地沙化和促进生态恢复的主要措施。植物固沙目前存在的最大问题是植物成活及后续的存活问题，解决该问题的关键是要有足够的水分。荒漠化地区每年有一定的降水，但天然降水没有很好地利用，如何高效环保的收集雨水是一个非常关键的问题。而在收集雨水中，雨水的防渗漏是一个很重要的问题。目前虽然有一些方法和防渗漏材料，但存在材料成本高，有毒等问题。荒漠化环境修复是一个非常巨大的工程，对所用材料的成本要求非常严格;另外，作为植物的浇灌用水，要求所使用水不能受到化学物质的污染。因此，研发低成本、无毒、性能好的防渗材料具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术中存在的一些问题，提供一种低成本、无毒、性能好的黏土基防渗材料及其制备方法
本发明的另一目的是提供一种在荒漠化地区使用防渗材料地方法。
[0007]本发明用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，是将纯天然黏土粉碎过，加入天然树胶及水，搅拌均匀后浸泡20?25小时(浸泡的目的有二，其一，使黏土变得更加柔滑，其二，使黏土起到变性的作用)，然后在真空练泥机中搅拌混炼3?5小时，即得泥胶型防渗材料。
[0008]所述纯天然黏土采用坡缕石(凹凸棒)，蒙脱土，高岭土，黄土，红土，黑土，白土等，使用时粉碎至500目以上。
[0009]所述天然树胶采用植物分泌物(植物分泌物如阿拉伯胶、桃胶)、植物的水浸提物(如果胶等)、种子胶(如瓜尔胶、角豆豆胶等)、或海藻胶(如琼胶、褐藻胶等)。天然树胶的用量为黏土质量的2%?5%。
[0010]水的用量以黏土的湿度为准，一般为干基黏土质量的80%?150%。
[0011 ]本发明制备的防渗漏材料根据国家标准GB 23440-2009进行了检测，各项性能指标均优于国家标准。具体检测结果如下:
涂层抗渗压力:0.3MPa Ih内无水渗出；吸水率:48h，吸水率小于2%;粘结强度(7d):不低于0.7MPa;冻融循环次数:20次合格。
[0012]本发明制备的防渗漏材料相比现有技术，成本低廉，制备工艺简单，产品无任何毒性，不会对水资源及生态造成二次污染，特别适合用于荒漠地区雨水的收集及利用。
[0013]使用时，在上述制备的泥胶型防渗材料中加入胡麻籽水(胡麻籽水具有很强的胶黏性，且处理黏土表面后，抗水渗漏能力非常好)，搅拌混合均匀后，涂抹在集水坑内表面，涂层厚度为8-10mm，共涂4?5层。
[0014]其中胡麻籽水的制备:将胡麻籽以1:10?I: 100的质量比加入水，文火慢熬50?SOmin即得。胡麻籽水的用量为泥胶型防渗材料质量的3~6%。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体实施例对本发明防渗材料的制备和使用情况作进一步说明。
[00? 6] 取一定量的纯天然黏土，在超细粉碎机中粉碎，过500m目筛；加入黏土质量2%?5%的天然树胶和80%?150%的水，搅拌混合均匀后浸泡20?25小时，之后在真空练泥机中搅拌混炼3~5小时，即得泥胶型防渗材料。
[0017]原料纯天然黏土可根据使用地区就近取材，如坡缕石(凹凸棒)，蒙脱土，高岭土，黄土，红土，黑土，白土等。天然树胶选自阿拉伯胶、桃胶;果胶，瓜尔胶、角豆豆胶，琼胶、褐藻胶等。可由市场购买。
[0018]使用时，根据蓄水量的大小，挖出一定的深坑，坑壁与坑底成45°斜角(口大底小)；在坑壁表面挖直径在50mm，深150mm的孔穴，孔穴与坑壁成45°斜角。
[0019]孔穴之间的前后左右距离为200mm，且孔穴之间成品字形分布。将真空练泥机处理好的泥胶在胡麻籽水中浸蘸10?30s，填入孔穴中，并用锤捶实，泥胶的高度以高于坑壁表面40?50mm为宜。每一个孔穴如法炮制。
[0020]在泥胶型防渗材料中加入其质量4~6%的胡麻籽水(取500g胡麻籽，加入50L水，文火慢熬50?80min即可)，混合搅拌均勾后涂抹在坑壁及坑底表面，涂层的厚度约10mm，共涂4?5层。最后一层表面涂抹光滑即得到了所制备的集水坑。
[0021]本材料在甘肃民勤等沙漠地区使用后，在年降水量较多的时候储存水(每年7~9月份)，经比较发现，该材料所制备的集水坑保水率在比较时间段是其他常用材料制备集水坑的1.5倍以上。能够长时间提供浇灌用水，且水质比存储前更加时候牲畜饮用。
【主权项】
1.一种用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，是将纯天然黏土粉碎过500目，加入天然树胶及水，搅拌均匀后浸泡20?25小时，然后在真空练泥机中搅拌混炼3~5小时即得。2.如权利要求1所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:所述纯天然黏土采用坡缕石，蒙脱土，高岭土，黄土，红土，黑土或白土中的至少一种。3.如权利要求1或2所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:所述天然树胶采用植物分泌物、植物的水浸提物、种子胶或海藻胶;所述天然树胶的用量为黏土质量的2%?5%。4.如权利要求1、2所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:水的用量为黏土质量的80%?150%。5.如权利要求3所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:所述植物分泌物为阿拉伯胶、桃胶。6.如权利要求3所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:所述植物的水浸提物为果胶。7.如权利要求3所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:所述种子胶为瓜尔胶、角豆豆胶。8.如权利要求3所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的制备，其特征在于:海藻胶为琼胶或褐藻胶。9.如权利要求1所述方法制备的用于雨水收集的黏土基防渗材料的使用方法，是在上述制备的泥胶型防渗材料中加入胡麻籽水，搅拌混合均匀后，涂抹在集水坑内表面，涂层厚度为8?10mm，共涂4?5层。10.如权利要求9所述用于雨水收集的黏土基防渗材料的使用方法，其特征在于:其中胡麻籽水的制备:将胡麻籽以1:10-1:100的质量比加入水，文火慢熬50?80min即得;胡麻籽水的用量为泥胶型防渗材料质量的3?6%。
【专利摘要】本发明公开了一种低成本、无毒、性能好的黏土基防渗材料，是将纯天然黏土粉碎过，加入天然树胶及水，搅拌均匀后浸泡20~25小时，然后在真空练泥机中搅拌混炼3~5小时即得。根据国家标准GB？23440-2009进行检测，本发明制备的防渗材料的涂层抗渗压力：0.3MPa？1h内无水渗出；吸水率：48h，吸水率小于2%；粘结强度（7d）：不低于0.7MPa；冻融循环次数：20次合格，各项性能指标均优于国家标准。而且其成本低廉，制备工艺简单，产品无任何毒性，不会对水资源及生态造成二次污染，特别适合用于荒漠地区雨水的收集及利用。通过在荒漠化地区的使用，取得了良好的效果。
【IPC分类】C04B111/27, C04B26/28, C04B14/10
【公开号】CN105503042
【申请号】CN201510948645
【发明人】雷自强, 薛守媛, 张哲 , 陶镜合
【申请人】西北师范大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月17日