本发明涉及高标准农田建设
技术领域：
，具体涉及一种农田沟渠加固的生态胶及其应用。
背景技术：
：建设高标准农田是提高农业综合生产能力，保障国家粮食安全的必然要求，也是提高农业经济效益，促进农民增收的有效手段。在高标准农田项目建设中，灌排沟渠的合理布置和施工质量直接影响农田的生产能力，科学规划布置、合理组织施工，对项目发挥整体效益至关重要，因此，农田沟渠的建设一直是高标准农田建设的一个重要内容。农田沟渠的护砌，主要包括输水灌溉渠道以及田间毛沟(渠)以上的固定沟渠系统边坡防护。与江河河道边坡护砌不同的是，农田沟渠护砌的目的，是根据沟渠主要功能及农田所处山丘区、圩区的不同要求，侧重解决保证一定过流断面、减少水流冲刷破坏和边坡坍塌、控制灌溉渠道渗漏，以及适当降低地下水水位等方面的问题。传统的农田沟渠护砌形式以刚性护坡为主，主要有灌砌块石、砖衬渠道、素混凝土现浇护坡，以及预制u形渠、预制板护坡等。这些形式的护坡砌体往往片面强调沟渠的防渗、排涝和调蓄灌溉等功能，过于强调边坡的稳定性，忽略了对生态环境和居住环境的影响，因此，其不足之处也显而易见:a.块石砌体材料用量大。块石护砌的厚度一般不少于30cm，占用较多的沟渠断面，易破损沉降影响防渗效果，维修成本高。由于环境保护力度加大，各地山石逐步限制、禁止开采，工程所需的大量块石原材料也越来越难以组织；b.砖衬渠道固结强度差。受侧向土压力破坏，往往在建成后的三五年甚至更短时间内即出现局部倒塌，表面砂浆层与砖体剥离，砖砌体长期经水浸泡表面也会不同程度分化，强度降低，缩短工程使用寿命。c.混凝土护砌施工质量难以控制。受坡下土方平整程度和密实度影响，混凝土坡面护砌施工在坡面成形、振捣等方面均有一定难度，在运行过程中也会出现多处沉降裂缝而渗漏明显。特别是对于一些季节性过水的沟渠，由于混凝土裂缝下方土体的大量淘蚀会形成贯通的漏洞。d.大规模的封闭式护砌，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，抑制了沟渠两岸植物的生长，破坏了沟渠内的生态系统和动植物赖以生存的环境，打破了原有的生物链与生态平衡，降低了沟渠内水体的自净能力。e.农田沟渠内的水体一般情况下流动性较差。由于混凝土本身具有一定的碱性，大量的混凝土长期浸泡在水体内，使得水的碱性增强，尤其是在夏季高温天气，不利于农业灌溉和水生动植物的生存。同时，混凝土施工中使用的各种添加剂，也会影响水质和水环境。生态护砌，是指农田沟渠在保证基本运行条件和运行功能的前提下，尽可能减少沟渠边坡的硬质化，增加绿化面积，改善水质，减少工程占地。近年来，各种生态护砌形式逐步得到推广，并在改善农村生态环境方法发挥者难以替代的作用。cn106702980a公开了一种防止沟壁土壤流失的农田生态排水沟渠构建方法，并披露了一种农田沟渠的加固处理方法，在生态排水沟渠的沟底留孔固化处理及边坡夯实基础上，在多孔性生态排水沟渠侧板的降渍部对应位置放置碎石层，然后在边坡依次序放置可防止沟壁土壤流失的多孔性生态排水沟渠侧板，沟底接缝处采用底梁固定，沟渠侧板后及种植孔中覆土后土壤采用水夯方式让其沉降均匀；最后采用碎石压顶加固，该发明在没有添加外加剂的情况下，仅通过泥土的夯实和碎石压顶加固很难实现边坡土壤的稳定性，且对边坡进行夯实的难度大，施工质量不易控制。技术实现要素：为了解决以上技术问题，本发明提供了一种农田沟渠加固的生态胶及其应用，该生态胶的粘结强度高，可以有效提高土壤的强度和防渗性能，且原料易得，制备方法简单，适合大规模推广应用，将该生态胶应用于农田沟渠加固可以降低生产成本，提高土壤的稳定性。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种农田沟渠加固的生态胶，包括粉煤灰、硅藻土、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠、水性丙烯酸树脂和大黄米粘液。优选地，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖。优选地，所述农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰25-40份、硅藻土10-15份、腐殖酸钠8-15份、羧甲基纤维素钠6-10份、水性丙烯酸树脂2-6份和大黄米粘液60-80份。优选地，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的0.5-2.5％；进一步优选为1-1.5％。优选地，所述粉煤灰的粒径为1-20μm，进一步优选为1-15μm。优选地，所述硅藻土的粒径为5-15μm，进一步优选为5-10μm。以上技术方案均能够实现本发明所述的技术效果，但在一些优选的实施方案中，所达到的技术效果优于其他方案。如在一些优选地实施例中，所述粉煤灰和硅藻土的质量比为5：2。本发明还提供了上述农田沟渠加固的生态胶的制备方法，包括以下步骤：(1)大黄米粘液的制备：向大黄米粉中加水，搅拌加热，得到粘液，再向得到的粘液中加入普鲁兰多糖，搅拌溶解，得到大黄米粘液；(2)向步骤(1)得到的大黄米粘液中依次加入羧甲基纤维素钠和水性丙烯酸树脂，搅拌，得到混合胶液；(3)向步骤(2)得到的混合胶液中加入粉煤灰、硅藻土和腐殖酸钠，搅拌，即得所述农田沟渠加固的生态胶。优选地，步骤(1)中所述大黄米粉和水的质量比为1:15-20。优选地，步骤(1)所述搅拌加热为：在75-90℃下，以100-140r/min的转速，搅拌40-60min。优选地，步骤(2)和(3)中所述的搅拌为在转速800-1000r/min条件下搅拌分散6-10min。本发明还提供了一种生态胶在农田沟渠加固中的应用，包括以下步骤：利用上述生态胶代替全部或部分水泥用于农田沟渠加固。本发明的有益效果为：(1)本发明的农田沟渠加固的生态胶由粉煤灰、硅藻土、腐殖酸钠、羧甲基纤维素钠、水性丙烯酸树脂和大黄米粘液复配而成，粘结强度高，可以有效提高土壤的强度和防渗性能，且原料易得，制备方法简单，适合大规模推广应用。(2)本发明意外的发现，普鲁兰多糖和大黄米粘液中的大黄米多糖复配可以提高生态胶的抗渗性能，通过调节粉煤灰和硅藻土的粒径与用量，可以有效提高生态胶土的早强性能。(3)本发明将生态胶应用于农田沟渠加固，可以降低生产成本，提高土壤的稳定性，避免了混凝土水化碱性过高对植物造成的影响，有利于环境保护。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同意义。本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本
技术领域：
普通市售品。基础实施例：一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰25-40份、硅藻土10-15份、腐殖酸钠8-15份、羧甲基纤维素钠6-10份、水性丙烯酸树脂2-6份和大黄米粘液60-80份；所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的0.5-2.5％，进一步优选地为1-1.5％。所述粉煤灰的粒径为1-20μm，进一步优选为5-15μm；所述硅藻土的粒径为5-15μm，进一步优选为5-10μm。本发明还提供了上述农田沟渠加固的生态胶的制备方法，包括以下步骤：(1)按1：15-20的料液比，向大黄米粉中加水，在75-90℃下，以100-140r/min的转速搅拌加热40-60min，得到粘液，再向得到的粘液中加入普鲁兰多糖，搅拌溶解，得到大黄米粘液；所述普鲁兰多糖的加入量为大黄米粘液质量百分比的1-2％；(2)向步骤(1)得到的大黄米粘液中依次加入羧甲基纤维素钠和水性丙烯酸树脂，在转速800-1000r/min条件下搅拌分散6-10min，得到混合胶液；(3)向步骤(2)得到的混合胶液中加入粉煤灰、硅藻土和腐殖酸钠，在转速800-1000r/min条件下搅拌分散6-10min，即得所述农田沟渠加固的生态胶。实施例1一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰25份、硅藻土10份、腐殖酸钠8份、羧甲基纤维素钠6份、水性丙烯酸树脂2份和大黄米粘液60份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的0.5。所述粉煤灰的粒径为20μm；所述硅藻土的粒径为5μm。上述农田沟渠加固的生态胶的制备方法，包括以下步骤：(1)按1：15的料液比，向大黄米粉中加水，在75℃下，以140r/min的转速搅拌加热60min，得到粘液，再向得到的粘液中加入普鲁兰多糖，以150r/min的转速搅拌溶解，得到大黄米粘液；所述普鲁兰多糖的加入量为大黄米粘液质量百分比的0.5％；(2)向步骤(1)得到的大黄米粘液中依次加入羧甲基纤维素钠和水性丙烯酸树脂，在转速800r/min条件下搅拌分散10min，得到混合胶液；(3)向步骤(2)得到的混合胶液中加入粉煤灰、硅藻土和腐殖酸钠，在转速1000r/min条件下搅拌分散6min，即得所述农田沟渠加固的生态胶。实施例2一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰40份、硅藻土15份、腐殖酸钠15份、羧甲基纤维素钠10份、水性丙烯酸树脂6份和大黄米粘液80份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的2.5％。所述粉煤灰的粒径为1μm；所述硅藻土的粒径为15μm。上述农田沟渠加固的生态胶的制备方法，包括以下步骤：(1)按1：20的料液比，向大黄米粉中加水，在90℃下，以100r/min的转速搅拌加热40min，得到粘液，再向得到的粘液中加入普鲁兰多糖，以150r/min的转速搅拌溶解，得到大黄米粘液；所述普鲁兰多糖的加入量为大黄米粘液质量百分比的2.5％；(2)向步骤(1)得到的大黄米粘液中依次加入羧甲基纤维素钠和水性丙烯酸树脂，在转速1000r/min条件下搅拌分散6min，得到混合胶液；(3)向步骤(2)得到的混合胶液中加入粉煤灰、硅藻土和腐殖酸钠，在转速800r/min条件下搅拌分散10min，即得所述农田沟渠加固的生态胶。实施例3一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰35份、硅藻土14份、腐殖酸钠9份、羧甲基纤维素钠7份、水性丙烯酸树脂4份和大黄米粘液75份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的1.2％。所述粉煤灰的粒径为12μm；所述硅藻土的粒径为8μm。上述农田沟渠加固的生态胶的制备方法，包括以下步骤：(1)按1：18的料液比，向大黄米粉中加水，在87℃下，以130r/min的转速搅拌加热55min，得到粘液，再向得到的粘液中加入普鲁兰多糖，以150r/min的转速搅拌溶解，得到大黄米粘液；所述普鲁兰多糖的加入量为大黄米粘液质量百分比的1.2％；(2)向步骤(1)得到的大黄米粘液中依次加入羧甲基纤维素钠和水性丙烯酸树脂，在转速900r/min条件下搅拌分散8min，得到混合胶液；(3)向步骤(2)得到的混合胶液中加入粉煤灰、硅藻土和腐殖酸钠，在转速1000r/min条件下搅拌分散7min，即得所述农田沟渠加固的生态胶。实施例4一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰38份、硅藻土11份、腐殖酸钠14份、羧甲基纤维素钠8份、水性丙烯酸树脂3份和大黄米粘液65份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的1.5％。所述粉煤灰的粒径为15μm；所述硅藻土的粒径为6μm。制备方法同实施例3。实施例5一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰33份、硅藻土13份、腐殖酸钠12份、羧甲基纤维素钠9份、水性丙烯酸树脂5份和大黄米粘液70份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的1％。所述粉煤灰的粒径为5μm；所述硅藻土的粒径为10μm。制备方法同实施例3。实施例6一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰30份、硅藻土12份、腐殖酸钠10份、羧甲基纤维素钠6.5份、水性丙烯酸树脂3份和大黄米粘液68份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的1.3％。所述粉煤灰的粒径为10μm；所述硅藻土的粒径为7μm。制备方法同实施例3。实施例7一种农田沟渠加固的生态胶，包括以下重量份的原料：粉煤灰28份、硅藻土11份、腐殖酸钠11份、羧甲基纤维素钠8.5份、水性丙烯酸树脂4.5份和大黄米粘液78份；其中，所述的大黄米粘液中含有普鲁兰多糖，所述普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分比的1.2％。所述粉煤灰的粒径为12μm；所述硅藻土的粒径为8μm。制备方法同实施例3。对比例1本对比例与实施例3的不同之处在于，所述大黄米粘液中不含普鲁兰多糖。对比例2本对比例与实施例3的不同之处在于，所述大黄米粘液中普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分数的3％。对比例3本对比例与实施例3的不同之处在于，所述大黄米粘液中普鲁兰多糖为大黄米粘液质量百分数的0.45％。对比例4本对比例与实施例3的不同之处在于，所述粉煤灰和硅藻土的粒径为100μm。对比例5本对比例与实施例3的不同之处在于，制备过程中，步骤(1)中所述搅拌加热为：在100℃下，以200r/min的转速，搅拌60min。对比例6按照cn108102656a中实施例1的制备方法，制备得到的生态土胶。为了进一步验证本发明的有益效果，按照1:1.2的胶土比，分别将实施例1-7和对比例1-6制备的生态胶与农田泥土混合搅拌，按水灰比0.30加入拌合水搅拌，得到生态胶土。实验例1生态胶土粘结强度参照gb/t29756-2013中硬化砂浆拉伸粘结强度的试验方法，对制备的生态胶土进行粘结强度测试，结果如表1所示。表1生态胶土的粘结强度样品粘结强度(mpa)实施例14.42实施例24.89实施例35.89实施例45.17实施例55.05实施例75.80对比例11.49对比例25.86对比例32.56对比例54.38对比例61.67对照组(325号水泥)5.78由表1可知，本发明的生态胶制备的生态胶土的粘结强度高，可以达到4.42-5.89mpa，通过对比例1-3可以发现，大黄米粘液中不含普鲁兰多糖或者普鲁兰多糖的含量不在特定的范围内，其制备的生态胶土的粘结强度较差，由此可知，本发明利用普鲁兰多糖和大黄米粘液中大黄米多糖的复配可以有效提高生态胶土的粘结强度；同时通过实施例3和实施例7可以发现，当粉煤灰和硅藻土的粒径分别为12μm和8μm，且普鲁兰多糖为大黄米粘液的质量百分比的1.2％时，制备的生态胶土的粘结强度较高。实验例2生态胶土的抗压强度测试将制备的生态胶土制成尺寸为150mm×150mm×150mm的标准立方体试块。装膜成型24h后，脱模，在温度为20℃，湿度为95-100％的条件下，标养至3天、7天和28天。按照《水工混凝土试验规程》(sl352-2006)中的抗压强度试验方法进行检测。使用液压式万能试验机进行生态胶土立方体试块的抗压试验，当试块将要被毁坏而发生快速变形时，停止试验机加载直至试件毁坏并记录破坏荷载。结果如表2所示。表2生态胶土抗压强度由表2可知，本发明生态胶制备的生态胶土立方体试块的抗压强度高，通过实施例3和6可知，当生态胶中粉煤灰和硅藻土的质量比为5：2时，制备得到的生态胶具有较好的早强性能，其生态胶土立方体试块在7d时可达到设计强度的81-84.9％，同时通过实施例3和7可知，当粉煤灰和硅藻土的粒径分别为12μm和8μm，且普鲁兰多糖为大黄米粘液的质量百分比的1.2％时，制备的生态胶土立方体试块在7d时可达到设计强度的81.8-84.9％。综上可知，通过调节粉煤灰和硅藻土的粒径与用量，可以有效提高生态胶土的早强性能。实验例3生态胶土的渗透性预制块模具为φ80mmx60mm的环刀，25℃下养护24h后拆模，将得到的预制块放入水泥标养箱中，养护条件为20℃，湿度为95-100％，标养至28天后取出，参照水工塑性混凝土试验规程(dl/t5303-2013)中对渗透系统试验的相关规定，采用塑性混凝土抗渗仪进行生态胶土浆预制块的抗渗试验，结果如表3所示。表3生态胶土预制块的渗透系数样品透水系数(10-7cm/s)实施例17.58实施例27.17实施例34.01实施例45.52实施例55.71实施例64.86实施例74.64对比例112.11对比例24.03对比例312.87对比例46.95对比例55.89对比例612.34对照组(325号水泥)11.56由表3可知，本发明生态胶制备的生态胶土预制块的渗透系数为4.01-7.58(10-7cm/s)，表明本发明制备的生态胶土具有较好的抗渗透性能。通过实施例3和7发现，当粉煤灰和硅藻土的粒径分别为12μm和8μm，且普鲁兰多糖为大黄米粘液的质量百分比的1.2％时，制备的生态胶土预制块的抗渗透性能较好。农田沟渠加固的工程应用2014年7月，在德清县高标准农田建设中，利用本发明实施例3制备的生态胶进行沟渠防渗加固施工，胶土比为1:1.2，水灰比0.35，覆盖养生7d后拆模，得到胶土材料的粘结强度为5.93mpa，抗压强度为15.6mpa，渗透系数为3.98(10-7cm/s)。同时，施工过程中，向32.5号水泥中添加5-10％本发明实施例3制备的生态胶，覆盖养生7d后拆模，得到的胶土材料的粘结强度为6.55mpa，抗压强度为21.7mpa，渗透系数为4.02(10-7cm/s)。表明，将本发明制备的生态胶部分或全部替代水泥用于农田沟渠加固，可以降低生产成本，提高土壤的稳定性，同时，避免了混凝土水化碱性过高对植物造成的影响，有利于环境保护。以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述，但这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3