专利名称：一种分流风沙的黏土固沙障的制作方法
技术领域：
本发明属于防沙治沙技术领域，涉及一种分流风沙的黏土固沙障。
背景技术：
我国是沙漠化现象十分严重的国家之一，沙漠化对我国经济发展和社会进步造成了十分严重的影响，造成沙漠化的重要因素之一就是沙丘的流动，侵占了大量的良田，因此沙体固定，防止现有沙模面积扩大是一项紧迫的任务。自20世纪50年代，我国科研工作者摸索出了100多种沙漠化治理技术和防治模式。采用的方法主要有工程固沙、植物固沙和化学固沙，综合固沙等几类。工程固沙是指机 械沙障固沙，主要采用柴、草、树枝、粘土、卵石、板条等材料，在沙面上设置各种形式的障碍物，以此控制风沙流动的方向、速度、结构、改变蚀积状况，达到防风阻沙，改变风的作用力及地貌状况等目的。其劳动强度大、施工进度慢是其主要缺点。植物治沙是根据植物对流沙的不同适应功能，研究在流沙上恢复和建立植被，以达到防沙治沙的目的。用植物治理流沙，根本的问题是如何使植物在流沙上成活和保存。干旱、贫瘠、严寒、酷热、病虫兽害以及流沙本身的活动性引起的风蚀、沙埋、沙割等使植物治沙面临严峻的考验。化学固沙技术因其高效、廉价、快速、方便而日益受到关注。化学固沙是利用稀释了的具有一定胶结性的化学物质喷洒于松散的流沙沙地表面，水分迅速渗入到沙层以下，而那些化学胶结物质则滞留于一定厚度(I 5_)的沙层间隙中，将单粒的沙子胶结成一层保护壳，以此来隔开气流与松散沙面的直接接触，从而起到防止风蚀的作用。传统的化学固沙材料有水泥浆类、石油产品类和高分子聚合物高吸水树脂类。新型化学固沙材料及其技术在考虑固沙效果的同时，更为重视材料制备和使用过程中的生态环境协调性，使其具有使用性能优良、资源与能源消耗少、与环境相容性好等优点，是今后防沙固沙材料的主要发展方向。综合固沙是将很多有效手段结合起来，发挥已有技术和材料的长处。中国专利ZLOO109093. 3公开了一种聚丙烯酰胺保水剂和膨润土组成的粉末固沙剂，但是由于制备材料结皮强度较低，难以达到稳定固沙的要求。中国专利CN201120254780. 4公开了一种利用内部填充可降解防水纸管制成的固沙管的工程沙障，但是该沙障耐候性不强，极易降解，在沙漠中保持的时间不长，难以实现长期稳定固沙。中国专利CN101665698A公开了一种凹凸棒黏土基复合液态固沙材料,其抗压强度低,耐候性较差，不适合实际应用推广。中国专利CN1766237A公开了使用硅酸钠水溶液作为固沙剂的固沙方法，水玻璃由于自身胶凝速度缓慢、粘结性不理想、耐酸性差，对土壤PH的破坏等缺陷，会出现沙块成型效果差、力学性能低，耐水效果差等问题。因此需要加入固化剂与水玻璃发生反应促进交联、缩合，提高固沙材料的各种性能。中国专利CN201010186154. 6公开了一种以聚乙烯醇为主要原料的固沙剂在沙质沙障中的应用，该固沙剂所用聚乙烯醇含量过大，成本太高，工艺复杂，不适合大面积推广
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种抗风蚀率强度高，耐候性好的分流风沙的黏土固沙障。本发明一种分流风沙的黏土固沙障，是将黏土基复合固沙材料用水调和成泥料，用膜具压制成环状黏土格障，自然干燥既得；
所述黏土基复合固沙材料是由以下重量份的原料混合而成；
黏土 8. (T9. 8份，抗老化剂0. 05 O. 5份，路易斯酸0. 05 O. 5份，可溶性有机高分子材料0. I I. O份。所述圆环形状黏土格障的外径I. O I. 5m,厚O. 1^0. 2m,高15 20cm。所述黏土为黄土、红土、高岭土、蒙脱土、坡缕石，锂皂石中的至少一种。
所述抗老化剂为二氧化钛、氧化锌、硫酸钠、海藻糖中的至少一种。抗老化剂在可以吸收紫外线，降低高分子材料过早老化失效。所述路易斯酸为氯化铝、聚合氯化铝、氯化硼、氯化硅、氯化铁中的至少一种。路易斯酸在沙子和高分子材料之间可以形成更好的物理和化学交联。所述可溶性有机高分子材料为黄原胶、聚丙烯酸及其衍生物、聚丙烯酰胺、改性纤维素、改性淀粉、植物秸杆或改性秸杆。可溶性有机高分子材料可以使沙子和黏土之间相互作用，形成互传网络结构，增强黏土沙障的强度。上述改性纤维素主要是指天然纤维素经过化学改性得到的纤维素醚类、纤维素接枝共聚物等，如甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素，羧甲基纤维素接枝丙烯酸、丙烯酰胺等。改性淀粉主要指淀粉与丙烯酸、丙烯酰胺等的接枝共聚物。由于秸杆的主要成分为纤维素，所以秸杆的改性方法和纤维素的改性方法相似。下面通过风洞试验风蚀量、风蚀率及集沙量对本发明分流风沙的防沙固沙效果进行说明。I、风洞试验风蚀量和风蚀率的测试
将黏土格按1:5比例缩小后制成黏土格模型,在风洞中，在7m/s、10m/s、20m/s的风速下测定黏土格的风蚀量，通过计算得到风蚀率。其中A是空白样(是由纯黏土制成的模型)，B、C和D是用发明中所述的黏土复合固沙材料制成。由于沙子的重力作用、沙子颗粒之间的摩擦作用以及风力作用，沙漠中干燥沙子堆积的坡度不会大于35°，坡度在0°和15°是干燥沙子堆积的常态，因此，实验以0°、15°、30°为测量点，得出风沙在这些坡度时该固沙沙障的风蚀量和风蚀率的规律。具体实验数据见表f 3。表I不同风速下黏土格在0°夹角下的风蚀量和风蚀率
权利要求
1.一种分流风沙的黏土固沙障，是将黏土基复合固沙材料用水调和成泥料，用膜具压制成环状黏土格障，自然干燥既得； 所述黏土基复合固沙材料是由以下重量份的原料混合而成； 黏土 8. (T9. 8份，抗老化剂0. 05 O. 5份，路易斯酸0. 05 O. 5份，可溶性有机高分子材料0. I I. O份。
2.如权利要求I所述分流风沙的黏土固沙障，其特征在于所述黏土为黄土、红土、高岭土、蒙脱土、坡缕石，锂皂石中的至少一种。
3.如权利要求I所述分流风沙的黏土固沙障，其特征在于所述抗老化剂为二氧化钛、氧化锌、硫酸钠、海藻糖中的至少一种。
4.如权利要求I所述分流风沙的黏土固沙障，其特征在于所述路易斯酸为氯化铝、聚合氯化铝、氯化硼、氯化硅、氯化铁中的至少一种。
5.如权利要求I所述分流风沙的黏土固沙障，其特征在于所述有机高分子材料为黄原胶、聚丙烯酸及其衍生物、聚丙烯酰胺、改性纤维素、改性淀粉、植物秸杆或改性秸杆。
6.如权利要求I所述分流风沙的黏土固沙障，其特征在于所述环状黏土格沙障的外径 I. (Tl. 5m,厚 O. Γ0. 2m,高 15 20cm。
全文摘要
本发明提供了一种分流风沙的黏土固沙障，是将黏土基复合固沙材料用水调和成泥料，用膜具压制成环状黏土格障，自然干燥既得；其中黏土基复合固沙材料是由以下重量份的原料混合而成黏土8.0~9.8份，抗老化剂0.05~0.5份，路易斯酸0.05~0.5份，可溶性有机高分子材料0.1~1.0份。本发明制备的黏土固沙障通过风洞试验风蚀量、风蚀率及集沙量，表明其抗风蚀率强度高，耐候性强，分流、固沙效果好；同时黏土能够对沙丘中的灌木、苔藓、地衣等提供必须的营养成分，而且能够减少沙层水分的蒸发，为沙丘中的灌木、苔藓、地衣等提供水分。本发明原料易得，固沙过程简单，成本低，环保，适合于在沙模地区大面积推广。
文档编号C09K17/40GK102911672SQ20121042672
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者雷自强, 马国富, 王辉, 王爱娣, 冯恩科, 张哲 申请人:西北师范大学