一种植生泡沫砌块

本发明涉及边坡绿化，具体涉及一种植生泡沫砌块。

背景技术：

1、边坡绿化是一种新兴的能有效防护裸露坡面的生态护坡方式，它与传统的工程护坡相结合，可有效实现坡面的生态植被恢复。在一些道路工程施工，固定建筑工程施工等建设中，对于土方开挖后留下的裸露边坡，尤其是岩石边坡，均需要进行边坡绿化，以恢复和保护生态植被。

2、常见的岩石边坡绿化的工艺工法包括堆砌袋子绿化法、挂网直接喷射绿化营养材料绿化法以及客土植带绿化法等。其中挂网直接喷射绿化营养材料绿化法又称喷播方法，即将种子混合基质材料采用喷洒的方式使其铺贴在边坡的挂网上，这种方式存在施工难度大（如＞70°的崖壁）、植物存活率低（夏季高温缺水）、覆绿需要时间长等缺陷。其中堆砌袋子绿化法，即先在边坡上架设网格，然后将营养土混杂种子后装袋再堆砌在边坡网格中，这种方式仍然存在施工麻烦，坡面稳定性较差，植物存活率较低的缺陷。而客土植带绿化施工方法是人工制作一定宽度和厚度的带状物，按照一定的间距铺设在植物带，然后用铁丝将其固定在边坡上，最后在带状物上喷射含有肥料的泥土，这种方式的边坡绿化方法其坡面经不起雨水的冲刷，植被很容易被冲走，抗旱能力低，因此绿化效果不佳。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构稳定，施工便捷，成本低廉，保水、保肥性强，植物成活率高，边坡绿化效果更佳的岩石边坡绿化植生系统，以及一种植生泡沫砌块。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种岩石边坡绿化植生系统，包括固定在坡面上的网格架，网格架的各网格内部形成用于填充种植材料的填充区域，其特征在于，填充区域内填充的种植材料为柔质发泡材料，并将植物种子覆盖于柔质发泡材料表面下方。

4、这样，采用柔质发泡材料作为种植材料填充到网格架的各网格内，具有质量较轻方便施工的特点，发泡材料的孔隙特性利于储水，材料配方利于调整使其富含营养，故方便覆盖于发泡材料表面下方的种子生长实现绿化，提高了植物成活率，降低了施工成本。

5、进一步地，所述网格架包括若干竖向设置且横向间隔排布的竖向连接杆，还包括若干横向设置且沿竖向间隔排布的横向连接板，横向连接板和坡面相交呈90度或者向上的锐角设置。

6、这样，更加方便提高填充区域内所填聚氨酯发泡材料的稳定性。

7、进一步地，横向连接板底部间隔分布设置有凹槽。

8、这样，方便植物长出后，其植株根系能够通过凹槽上下连通，极大地提高整个坡面绿植系统的稳定性。

9、进一步地，坡面上还铺设有位于填充区域底部的滴灌管道，滴灌管道上间隔地开设有滴灌口。

10、这样，可以更好地为植物生长供水。

11、进一步地，还包括有锚固系统，锚固系统包括分布在坡面的若干锚固槽，锚固槽内采用混凝土现浇固定有锚固装置，锚固装置的外端穿出柔质发泡材料表面并连接有反扣构件，反扣构件压紧固定在柔质发泡材料表面外表面。

12、这样，可以将柔质发泡材料拉紧固定在填充区域内，提高整体系统的稳定性和可靠性。其中，反扣构件可以为依靠螺母固定的压板。

13、进一步地，所述锚固装置为锚杆或者锚索。

14、这样具有结构简单，产品成熟，利于实施的优点。

15、进一步地，柔质发泡材料表面还铺设有一层保护层，保护层为透水材料制得的毯状结构。

16、这样，在绿植未生长出来之前，可以依靠保护层加强对柔质发泡材料的保护，避免被水流冲刷，使得本绿化植生系统能够适用于需要长期承受水流冲刷的区域（例如消落带）中使用。具体实施时，保护层可以采用棉布、麻布或透水土工布等材料制得。

17、进一步地，填充区域内铺设有植生泡沫砌块，植生泡沫砌块尺寸大小和填充区域匹配，植生泡沫砌块采用柔质发泡材料制得且内部嵌设有植物种子。

18、这样，施工时直接将植生泡沫砌块铺设至填充区域即可，极大地提高了现场施工便捷性。在其他的实施方式中，也可以将植物种子直接铺设在柔质发泡材料底部。

19、进一步地，植生泡沫砌块内部发泡孔的孔径上方大于下方；植生泡沫砌块外侧表面具有一层保护膜，保护膜上设置有若干植入孔缝，植入孔缝伸入到植生泡沫砌块内中下部位置并形成有种子囊，至少部分植物种子位于种子囊内，种子囊内还充填有营养基。

20、这样发泡孔的孔径上方大于下方，使得植生泡沫砌块下重上轻，有利于和坡面紧密贴合提高固定可靠性，且将泡沫砖中大部分营养成分锁定在靠下的位置避免营养流失。同时上部孔径较大更有利于种子向上发芽。植生泡沫砌块外侧表面的保护膜可以依靠发泡过程中表面形成的表皮得到，该层膜可以起到保护效果，有效的避免内部水分蒸发，避免营养成分流失，更加利于种子生长。保护膜上设置的植入缝，方便种子和营养基质以喷灌的方式喷入到植生泡沫砌块内中下部位置。故上述结构的植生泡沫砌块具有能够提高铺设安装稳定性，锁水性好，可靠性高，种子发芽率高等优点。

21、进一步地，植生泡沫砌块采用以下制备步骤获得：a先采用发泡材料配方制备获得柔质发泡材料，柔质发泡材料厚度和网格架内部填充区域厚度一致，柔质发泡材料上表面具有一层密度变大的保护膜；b将柔质发泡材料经过压制装置压制，并依靠压制装置上的刺针从上表面保护膜上刺入形成植入孔缝；c采用喷播装置，将调制好的种子营养基混合浆料从柔质发泡材料上表面喷入到植入孔缝内；d将柔质发泡材料裁切为和网格架内部填充区域匹配的尺寸。

22、这样，制得的植生泡沫砌块尺寸和填充区域匹配以方便安装，表面的保护膜可以起到保护效果；采用了压制装置压制，除了能够方便植入孔缝的生成，压制装置施加的压力还可以使得柔质发泡材料内大部分的相邻发泡孔之间被压碎相通，以方便部分种子和营养基质喷入到植入孔缝后能够扩散开进入更多的发泡孔内部。故制得的植生泡沫砌块具备种子发芽率高的特点，且该方法自身具有易于实施，成本低廉，方便结构成形等优点。

23、进一步地，d步骤中，将柔质发泡材料裁切为长和宽大于网格架内部填充区域1-10cm的尺寸。

24、这样，可以利用柔质发泡材料自身弹性实现安装，更加方便提高其固定可靠性。

25、进一步地，所述种子营养基混合浆料包括3-6质量份的植物种子、1-3质量份的聚丙烯酰胺、0.5-1.5质量份的聚乙烯醇、2-4质量份的酵素生物有机肥，均匀混合后加水调配而成。其中，最优质量比例为5：2：1：3。

26、这样，植物种子之外，加入了较大比例的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺生成的絮凝物质可以有效地降低浆料摩擦阻力，能够方便喷播时浆料顺畅地进入到植入缝内，并尽量使其能够顺植入缝扩散进入到相邻的发泡孔隙内；同时聚丙烯酰胺具有极强的亲水性和增稠以及絮凝效果，能够更好地将水分以及有机肥中的营养成分纳入到形成的絮凝体内并锁住，避免水分以及有机肥的早期流失；而后期可自动降解，无毒害无污染。加入了少量比例的聚乙烯醇作为粘结剂，其配合聚丙烯酰胺作用，方便调配浆料的流动性能提高喷播效果，同时能够使得喷播后的植入孔缝外表面能够更好地达到封口效果，避免水分蒸发散失且不阻碍种子发芽长出；也能够配合提高聚丙烯酰胺絮凝效果，更好地锁住水分和营养物质避免流失。实施时，优选采用聚乙烯醇pva-224，利于获得且上述效果更佳。加入较大份量的酵素生物有机肥能够提供种子发芽初期肥力，保证种子发芽和生长。同时酵素生物有机肥，是指采用酵素发酵获得的生物有机肥，故自身还含有大量发酵微生物菌种。喷入到发泡材料内部后，能够使得发泡材料内部形成有益的微生物发酵繁殖场所，能够更好地辅助发泡材料内部营养源物质（例如秸秆纤维材料、脲醛树脂发泡材料）降解转化，持续地释放出营养肥力，更好地供植株吸收生长。其中喷播装置和喷播过程具体为成熟现有产品和现有技术，不在此详述。

27、进一步地，所述压制装置，包括上下间隔相对且水平设置的下压辊和上压辊，下压辊两端可转动地安装在下压辊支架上，上压辊两端可转动地安装在上压辊支架上，上压辊一端和动力电机传动连接并形成动力辊，上压辊外表面还设置有若干刺针。

28、这样，使用时，将需要压制的柔质发泡材料置于下压辊和上压辊之间，上压辊转动带动柔质发泡材料向前，使其经过下压辊和上压辊之间压制，使得柔质发泡材料内大部分的相邻发泡孔之间被压碎相通，以方便后续喷播时，部分种子和营养基质喷入到植入孔缝后能够扩散开进入更多的发泡孔内部，也更加利于后续种子生长和发芽。同时，压制过程中，上压辊外表面的刺针刺入到柔质发泡材料上表面，能够方便快捷地形成植入孔缝。当然，实施时也可以采用其他结构形式例如压板式的压制装置。

29、进一步地，所述下压辊支架上设置有高度调节机构，所述高度调节机构包括一对相互旋接的下套筒和上套管，下压辊的两端可转动地支承在上套管上，下套筒下端可转动地安装在底座上。

30、这样，方便通过调节下压辊的高度，以调节下压辊和上压辊之间的间隔距离，进而调节二者之间的压力大小，使其能够更好地起到上述恰到好处的压制效果。同时该高度调节机构还具有结构简单，调节方便快捷的优点。

31、进一步地，所述刺针外端靠近针尖位置还设置有一个向外鼓起的圆球。

32、这样，方便植入孔缝内部能够形成空间比其余孔隙位置更大的种子囊，使得喷播时的种子和部分营养基能够存储在此处，进而能够给种子囊内的种子生长提供更充裕的空间和营养，以方便此处种子先行发芽长出，靠其发芽长出产生的破坏力更好地顶起和冲开植生泡沫砌块外表面的保护膜，使得空气能够更好地进入到植生泡沫砌块内部，以利于其余种子发芽生长。

33、进一步地，刺针内部设置有用于给圆球部位加热的电热丝。

34、这样，能够给刺针的圆球部位加热，更加利于植入孔缝内部种子囊的生成。

35、进一步地，上压辊直径大于下压辊直径。

36、这样，能够延长正常压制工作过程中，刺针刺入柔质发泡材料后在其内停留的时间。由于柔性发泡材料具有一定柔性和弹性，故压制过程中，发泡材料经过上下压辊之间后会随上压辊被向后上方带起一段角度距离后再脱离上压辊。故在这个时间段内，刺针的圆球部位能够停留在同一位置一段时间，以更好地通过加热在该位置成形出种子囊。

37、进一步地，a步骤中，柔质发泡材料包括叠合制备为一体的下层发泡材料和上层发泡材料，制备柔质发泡材料时先制得下层发泡材料，再在下层发泡材料基础上发泡制得上层发泡材料。

38、这样，可以更好地针对上下层发泡材料采用不同的配方，获得不同孔隙大小以及不同功能需求的两层发泡材料，更加有利于植株生长。当然，作为其他选择，下层发泡材料和上层发泡材料也可以各自发泡制备后，再以热贴合或者化学胶粘剂粘结贴合等方式叠合制备为一体。

39、进一步地，下层发泡材料为脲醛树脂发泡材料，上层发泡材料为亲水性聚氨酯发泡材料。

40、这样，下层发泡材料采用脲醛树脂发泡材料，以脲醛树脂为主料的发泡材料，更容易降解并释放肥力，更利于植株向下扎根生长。脲醛树脂发泡材料表面不会生成致密的表面层，更有利于上层发泡材料在其表面发泡生成后使得二者结合为一体。而聚氨酯发泡材料相对更不容易降解，能够更好地在植株长成毯状之前维持住砌块表层结构和强度，以避免水土流失；同时亲水性聚氨酯发泡材料能够更好地锁住水分，利于植株生长。而且聚氨酯发泡材料在发泡过程中，可以直接在表面生成一层致密的表皮，起到保护膜的作用效果。另外，下层的脲醛树脂发泡材料能够具备一定的脆性，在后期压制工艺时，能够更好地使得发泡孔和发泡孔之间在某些薄弱位置方向上被压碎相通，更有利于喷播时种子在下层发泡材料中扩散，更有利于水分和营养在下层发泡材料孔隙中游走，也更加利于种子根系生长。而上层的聚氨酯发泡材料通常柔性和弹性更大，不易破碎，后续压制过程中能够更好地保持联接以保证砌块整体性。故实施时，种子囊形成于下层发泡材料中，更好地利用下层发泡材料的上述特点生根发芽。

41、进一步地，下层发泡材料制备时，其配方包括以下质量份比例的配料：90-110份的脲醛树脂作为主料，1-6份的甲苯二异氰酸酯（tdi）作为发泡剂，1-6份的吐温-80作为表面活性剂，1-4份的酒石酸作为固化剂，5-10份的保水剂，10-15份的硫包衣尿素作为缓释肥料，5-8份的吸附剂，10-15份的秸秆纤维。

42、这样，下层发泡材料中，脲醛树脂作为脲醛树脂泡沫制备的主要原料，其用量约占整个发泡组分的65％-90％，选用100份左右的脲醛树脂为主料基体，制得发泡材料孔隙小且密，其他含养分的配料成分可以更好地被脲醛泡沫塑料所吸收并保持在其中，然后缓慢释放。并且脲醛泡沫后期降解性好，可被细菌微生物降解，然后释放出氮，这样可以起到提供长期肥效的作用。这种泡沫塑料在干旱时能避免水分过度蒸发，在大雨时可避免养分流失。选用了1-6份的甲苯二异氰酸酯（tdi）作为发泡剂，其表观密度0.065g/cm3，有利于在下层形成较小的孔隙率。同时甲苯二异氰酸酯为有机发泡剂，后期有利于降解并释放营养成分，更加安全无害。选用了1-6份的吐温-80（即聚山梨酯-80，又称聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯）作为表面活性剂，其具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。它能将发泡体系配方中的不相容组分乳化，在混合中促进成核，通过降低泡孔壁的应力而达到稳定泡孔的目的。选用了1-4份的酒石酸作为固化剂，在脲醛树脂的固化过程必须加入一定的固化剂才能使其在短时间内迅速交联固化，形成不溶、不熔网状大分子固体。选用了5-10份的保水剂，能够极大地提高下层发泡材料的保水效果，以更加有利于种子发芽生根。选用了10-15份的硫包衣尿素作为缓释肥料，在尿素颗粒表面涂有硫黄熔融液以形成一层硫黄薄膜，使其具有缓慢释放养分的特性。硫包衣尿素能让肥效缓缓释放，减少了尿素的挥发量，以达到更大的吸收比例，且硫包衣尿素中，硫也能作为营养元素被植物吸收，从源头缓解了环境的压力，此外，还能通过调整树脂的厚薄，来改变肥力的释放速度，从而来更好地适应不同植物的生长节奏。5-8份的吸附剂，可以用于捕捉及吸附海绵发泡材料中可能残留的少量如异氰酸酯低分子质量物质，防止原材料中可能存在的游离小分子物质的逸散，实现基质无毒害的要求。10-15份比例的秸秆纤维，添加后秸秆纤维散落弥布到各处，在初期可以起到加强作用，增加下层脲醛树脂发泡体的表观密度，减小孔隙度，提高材料在压制过程中的整体性强度，防止压制时发泡孔隙之间压得过碎而散掉，在后期腐烂后可以作为植物生长营养源，同时腐烂后形成的腔道可以更好地供植物根系生长扎根。下层发泡材料具体制备过程可以采用常规工业化制备脲醛树脂泡沫材料的方式制备，具体过程步骤不在此详述。另外上层发泡材料也可以为常规聚氨酯发泡材料制备方式制备，只是直接在相同模具内已制备好的下层发泡材料上表面发泡生成，具体制备过程工艺也为现有技术，不在此详述。

43、进一步地，保水剂为改性大豆秸秆与丙烯酸接枝共聚制备的新型农用保水剂。

44、这样，利用改性大豆秸秆与丙烯酸接枝共聚制备出新型农用保水剂，具有电离性基团羧基结构的高吸水性有机分子，分子间为交联聚合而成的网络状结构，含有强亲水性基团，通过其分子内外侧电解质离子浓度所产生的渗透压，对水有强烈的缔合作用。环境水多时吸收、水少时释放，如此吸水、释水反复循环，仅需很少的灌溉或降雨即可，并不易被环境中的微生物破坏，能够长时间保持三维立体结构，从而长期向植物供水，具有高吸水性及保水性。

45、进一步地，吸附剂可以为铝硅酸盐吸附剂和/或活性炭。具有吸附性好且安全无害的优点。

46、进一步地，上层发泡材料制备时，其配方中添加有质量比例1-5%比例的秸秆纤维。

47、这样，秸秆纤维可以更好地提高上层发泡材料的强度和整体性，同时在后期腐烂后可以作为植物生长营养源，腐烂后形成的腔道可以更好地供植物发芽生根。上层发泡材料其余配方可采用常规亲水性聚氨酯发泡材料配方，发泡过程也可采用常规技术，只需控制其直接在下层发泡材料基础上发泡，且控制发泡孔隙率大于下层发泡材料即可。同时实施时，上层发泡材料厚度优选为占据三分之一到二分之一的厚度，使得下层发泡材料更厚，更好地发挥下层发泡材料的作用和功效。

48、故上述方式制得的双层发泡材料结构的柔质发泡材料，使得形成的柔质发泡材料具有下重上轻的特征，且下层发泡材料的功能更加有利于种子发芽生根。在上下层发泡材料中均添加有秸秆纤维，且下层发泡材料中添加比例更大，脲醛树脂能很好的包裹秸秆纤维，秸秆纤维也能很好的贯穿于脲醛树脂之间，形成一定程度的网络，这种网络能很好的承载压缩载荷。同时秸秆纤维也能充分发挥其增强体的作用，秸秆纤维的添加量可阻止裂纹产生和扩展的能力越强，泡沫的弯曲强度相应的得到提高，对发泡体具有增强、增韧的作用。且整体具有制作方便，快捷，无毒，安全、良好力学性能、可降解、肥料缓释、保水性强等特点。

49、综上所述，本发明具有结构稳定，施工便捷，成本低廉，保水、保肥性强，植物成活率高，边坡绿化效果好等优点。