無機膠凝技術製備沙漠綠化磚的製作方法
2023-05-02 05:30:36
專利名稱：無機膠凝技術製備沙漠綠化磚的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種固沙材料的製備方法，具體涉及一種沙1莫鄉錄{七 磚的製備方法。
背景技術：
當今世界面臨的最大環境、社會經濟問題之一就是土地沙漠化。 沙漠化土地面積的迅速擴張，造成環境惡化和巨大的經濟損失，甚至 引發某些地區的社會問題，成為全球關注的熱點。
目前採用的固沙方式主要是生物固沙、工程固沙和化學固沙。單 純生物固沙由於所種植物不是被風沙吹走或埋掉就是因缺水乾旱而 無法生存，因此，必須與化學或機械沙障固沙相結合。工程固沙一方 面成本高， 一方面與生物結合周期長且需沙層含水。化學固沙則一方 面成本低， 一方面可與生物固沙同時進行，且可以在固沙的同時，增 加保溼及肥料緩釋功能，更利於植物生長，且在必要時還可附加抗病 蟲害的功能。現代防沙工程要求高效、廉價、快速、方便的固沙手段， 由於化學固沙是在流沙表面噴灑化學膠結物(即固沙劑)來完成，所 以具有施工快速方便的特點。因此，開發高性能、低成本、易於施工、 無毒環保的化學固沙劑，就成了當前的一個研究熱點。
常用化學固沙材料具體品種主要有四大類水泥漿、水玻璃、石 油產品類和聚合物高吸水樹脂類。
水泥漿固沙即是將其噴灑在沙面上後凝結固化形成固結層覆蓋 沙面，但由於固結層很薄且強度很低，同時水泥凝固硬化體屬於脆性 材料，幾乎沒有韌性，在沙漠中受惡劣氣候和沙丘遷移的影響，水泥 凝膠層會發生龜裂，失去固沙保水作用，所以現階段很少單獨使用水 泥漿進行固沙。
水玻璃作為價廉、無毒的固沙材料使用歷史已近百年。但是其自 身無法膠凝，需要摻加一種固化劑之後，水玻璃與固化劑發生沉澱作 用才能與鬆散的沙粒結成固結層，從而達到固沙的目的。過去所採用 的水玻璃漿是由水玻璃和酸性反應劑構成的，在強鹼性條件下發生膠 凝固結，膠凝時間不能延長，浸透性差，固化反應不完全，固結層強 度不高，易為外力所破壞，而且會發生較強的鹼性影響，使生成的 Si02膠體逐漸溶出，抗水性變差，大大降低其耐久性，還會造成環境 的二次鹼汙染，所以目前國內外研究者都致力於各種改性水玻璃漿液 的研究。主要研究出了酸性水玻璃和低模數與高模數的水玻璃漿液。 酸性水玻璃漿液是用水玻璃與過量的酸性反應劑混合從而得到的酸 性矽溶膠，然後使用鹼性反應劑。由於其在中性區域內凝膠，且凝膠 體沒有鹼溶出，因此不存在鹼性水玻璃那種淋濾腐蝕和汙染環境現 象。為解決普通水玻璃槳液的缺陷，曾有許多人在研究中使用了低模 數和高模數的水玻璃。使用低模數水玻璃和石灰類或鹼類合用的漿 液，其固結體收縮較小，浸透性優異。但這種漿液存在強鹼性，本身
又有較強的觸變性，從而給操作留下許多問題。而高模數(Si02/Na20 的克分子比大於5.0)的水玻璃漿液在強度、浸透性和耐久性方面都
十分優異。另有一些研究人員對水玻璃添加有機(如乙二醛、碳酸乙 烯酯等有機酸及酯)、無機材料進行複合，獲得了適於噴灑施工的液 態複合水玻璃漿液固沙劑，但是有的需要雙液灌漿，凝膠時間無法控 制，有的膠凝不均勻，有的具有毒性，有的固結強度不高。
石油產品類用於固沙就是噴灑適宜數量的石油產品在沙地表面， 藉助與沙粒的粘結作用使沙面固結起來。但是石油產品在使用中的抗 老化性能差，致使固結層慢慢變脆、發硬，發生老化，以至最後開裂 被風掏蝕。
聚合物高吸水樹脂類固沙材料是當今化學固沙材料的研究熱點 之一。使用聚合物高吸水樹脂進行固沙具有固結強度較高、吸水保水 性好、耐水性好、固化迅速、粘結性好的特點，有的還具有良好的彈 性和高溫穩定性等特點，但此類高分子化學材料會受熱氧老化和光氧 老化，發生鏈裂解和交聯反應，使得固結層遭到破壞以至降低固沙效 果。高分子聚合物因其成本很高、生產工藝及原料來源等方面也受到 限制，未能廣泛應用，另外一些有機聚合物有毒也限制了其使用。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種利用水玻璃制 備沙漠綠化磚的製備方法，固化時間短、抗壓強度高、耐水性強、抗 凍性強，達到節省原料、降低成本的目的。
本發明所採用的技術方案將水玻璃與沙子充分混合，模壓成型 後將其全部浸泡到AlCl3溶液中進行固化，成型後再養護，製備得到 沙磚。
本發明所提供的無機膠凝技術製備沙漠綠化磚工藝簡單，操作簡 便，成本低，製備得到的沙漠綠化磚具有固化時間短、抗壓強度高、 耐水性強、抗凍性強等優點，於沙漠綠化磚空心處可以種植草木，達 到固沙、綠化的目的，是一種環保型沙漠綠化產品。
具體實施例方式
下面對本發明作進一步說明。
本發明所提供的無機膠凝技術製備沙漠綠化磚的製備工藝將模 數在2~5之間的水玻璃與沙子充分混合，其中每12kg沙子所用水玻 璃的用量在1000~2000ml間；將混合物模壓成型後將其全部浸泡到濃 度為l~3mol/L的AlCl3溶液中進行固化，固化成型後進行養護，制 備得到沙漠綠化磚。
所述AlCl3溶液的濃度為l~3mol/L 。
所述養護方式是於60~100°C養護2~7天。 實施例一、
取模數為2. 5的水玻璃3000ml與24kg沙子充分混合，將混合物 模壓成型後將其全部浸泡到濃度為2mol/L的AlCl3溶液中進行固化， 固化成型後於75°C養護5天，製備得到沙漠綠化磚。 實施例二、
取模數為3. 5的水玻璃3500ml與24kg沙子充分混合，將混合物 模壓成型後將其全部浸泡到濃度為1.5mol/L的AlCl3溶液中進行固 化，固化成型後於80。C養護3天，製備得到沙漠綠化磚。 實施例三、
取模數為4. 0的水玻璃2500ml與24kg沙子充分混合，將混合物 模壓成型後將其全部浸泡到濃度為1.5mol/L的AlCb溶液中進行固 化，固化成型後於90eC養護4天，製備得到沙漠綠化磚。 實施例四、
取模數為3. 0的水玻璃3800ml與24kg沙子充分混合，將混合物 模壓成型後將其全部浸泡到濃度為2.0mol/L的AlCl3溶液中進行固 化，固化成型後於75。C養護5天，製備得到沙漠綠化磚。
權利要求
1、一種無機膠凝技術製備沙漠綠化磚，其特徵在於將模數在2～5之間的水玻璃與沙子充分混合，其中每12kg沙子所用水玻璃的用量在1000～2000ml間；將混合物模壓成型後將其全部浸泡到AlCl3溶液中進行固化，固化成型後進行養護，製備得到沙漠綠化磚。
2、 根據權利要求1所述的無機膠凝技術製備沙漠綠化磚，其特 徵在於所述A1C13溶液的濃度為l~3mol/L 。
3、 根據權利要求1所述的無機膠凝技術製備沙漠綠化磚，其特 徵在於所述養護方式是於60 100。C養護2 7天。
全文摘要
本發明公開了一種無機膠凝技術製備沙漠綠化磚，是將水玻璃與沙子充分混合，其中每12kg沙子所用水玻璃的用量在1000～2000ml間；將混合物模壓成型後將其全部浸泡到AlCl3溶液中進行固化，固化成型後進行養護，製備得到沙漠綠化磚。本發明工藝簡單，操作簡便，成本低，製備得到的沙漠綠化磚具有固化時間短、抗壓強度高、耐水性強、抗凍性強等優點，於沙漠綠化磚空心處可以種植草木，達到固沙、綠化的目的，是一種環保型沙漠綠化產品。
文檔編號C04B28/00GK101386503SQ20081017316
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月28日 優先權日2008年10月28日
發明者吳新正, 張海濤, 婷 李, 李建保, 鄧湘雲, 平 陳, 永 陳 申請人:海南大學