本發(fā)明屬于磷石膏資源化利用,具體涉及一種磷石膏基植被混凝土及其使用方法。
背景技術:
1、磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,其主要成分是二水硫酸鈣,是一種重要的再生石膏資源。近幾年我國每年新增堆存的磷石膏近5000萬噸,堆放總量超3億噸,但目前我國磷石膏處理的主要方法為堆存,而大量磷石膏的堆存不僅占用了大量的土地,并且長時間堆放會污染地下水源、土壤和大氣,破壞周圍生態(tài)環(huán)境,這阻礙了磷化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此如何推進磷石膏的減量化和資源化利用成為亟待解決的問題。
2、目前磷石膏的資源化綜合利用途徑主要包括制備高強半水石膏、水泥緩凝劑等建筑材料,磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、硫酸鉀、硫酸銨等硫鈣資源的循環(huán)利用,以及用作土壤改良劑、硫鈣硅肥等農(nóng)業(yè)領域中。隨著城市化進程的加快和基礎設施建設的不斷擴展,護坡工程在防洪、排水、景觀美化等方面發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的制備混凝土護坡材料,如水泥混凝土,雖然具有較高的強度和耐久性,但是其生態(tài)性較差,不利于植被的生長和生態(tài)環(huán)境的保護。因此考慮引入磷石膏對植被混凝土護坡材料進行改性,改善植被混凝土的力學性能、耐久性和植生性能。
3、中國專利cn116120030a公開了一種固廢再利用植被混凝土膠凝材料,其包括硅酸鹽水泥,改性磷石膏、火山灰、珍珠巖、尾礦、聚丙烯酰胺、硫酸鉀和硫酸銨,所述改性磷石膏是由40-60份磷石膏水洗烘干至含水量小于0.5%,在加入1-3份吸水樹脂基2-5份腐殖酸磨至比表面積大于650m2/kg制備而得。該發(fā)明提供的膠凝材料碳排放量低、原生ph值低、緩沖劑用量少,養(yǎng)護條件簡單,種子發(fā)芽率高、護坡效果好。
4、中國專利cn115977119a公開了一種磷石膏公路路基防護工程設計方法,包括:對已完成磷石膏路基的邊坡坡面整平夯實;對邊坡坡面噴灑水玻璃和氯化鈣混合液,封閉雨水滲入路基通道,提高磷石膏路基強度和抗凍性能;在邊坡上制作混凝土框架梁、排水溝,然后再框架內(nèi)填筑種植粘性土,撒播種植根系發(fā)達的草種和/或低矮灌木樹種以穩(wěn)定磷石膏路基邊坡,滿足綠化及封水要求。
5、但是目前利用磷石膏材料進行護坡時,一般只考慮了護坡材料的強度以及植物種子的發(fā)芽率,但是植物往往需要形成豐富的植物群落,并具有較高的覆蓋率才能具有穩(wěn)定、長效的護坡能力,并在在較高的強度下進一步抵抗暴雨沖刷。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述技術問題,本發(fā)明提供一種磷石膏基植被混凝土及其使用方法,消納了大量的磷石膏,提高了植物群落的覆蓋率,實現(xiàn)了邊坡的快速修復。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種磷石膏基植被混凝土,按照質(zhì)量百分比,包括以下原料:砂粘土40-50%,有機營養(yǎng)土15-20%,磷石膏15-20%,水泥1.5-2.5%,保水劑0.2-0.5%,微生物菌劑0.15-0.20‰,余量為水。
3、優(yōu)選的,所述砂粘土的ph值為6-8,17>lp≥10,0.25<il≤0.75。
4、優(yōu)選的,所述有機營養(yǎng)土由泥炭、腐殖土、腐葉土按照質(zhì)量比為1-3:1:4:1-2組成。
5、進一步優(yōu)選的,所述有機營養(yǎng)土的ph值為6-8,總有機質(zhì)含量為30-50%,氮磷鉀的總含量為3-8%。
6、優(yōu)選的,所述磷石膏為二水磷石膏,ph值為4-6,二水硫酸鈣的含量為80-95%,粒徑為5-50μm。
7、優(yōu)選的,所述水泥為硅酸鹽水泥,比表面積為430-500m2/kg。
8、優(yōu)選的,所述保水劑由聚丙烯酰胺、纖維素與蛋白質(zhì)按照質(zhì)量比為1-6:1-3:1-3組成。
9、進一步優(yōu)選的,所述纖維素為羥甲基化纖維素、羥丙基化纖維素和黃原酸化纖維素中的一種或多種;所述蛋白質(zhì)為大豆蛋白、谷蛋白、絲蛋白中的一種或多種。
10、進一步優(yōu)選的,保水劑的粒徑為20-40目
11、優(yōu)選的,所述微生物菌劑由根瘤菌菌劑、固氮菌菌劑、硅酸鹽微生物菌劑以及促生菌劑等質(zhì)量比混合。
12、進一步優(yōu)選的,所述根瘤菌菌劑的有效活菌濃度為(20-80)×108cfu/kg,固氮菌菌劑的有效活菌濃度為(10-50)×108cfu/kg,硅酸鹽微生物菌劑的有效活菌濃度為(15-30)×108cfu/kg,促生菌劑的有效活菌濃度為(5-20)×108cfu/kg。
13、更進一步優(yōu)選的,所述根瘤菌菌劑為大豆根瘤菌菌劑或/和苜蓿根瘤菌菌劑;所述固氮菌菌劑為固氮芽孢桿菌菌劑或/和褐球固氮菌菌劑;所述硅酸鹽微生物菌劑為膠凍樣芽孢桿菌菌劑或/和環(huán)狀芽孢桿菌菌劑;所述促生菌劑為熒光假單胞菌菌劑。
14、更進一步優(yōu)選的,所述菌劑的劑型為液體或固體。
15、本發(fā)明還提供一種磷石膏基植被混凝土的使用方法,包括如下步驟:
16、(1)在3-9月平整邊坡,鉆孔、安裝錨桿后掛網(wǎng);
17、(2)將砂粘土、有機營養(yǎng)土、磷石膏、水泥、保水劑和微生物菌劑混合,得到噴播基材;
18、(3)邊坡坡面充分濕水,將噴播基材置于客土噴播機中,調(diào)整噴頭與坡面的距離為6-8m,噴射角度為40-50°,三階段噴播:
19、第一階段:正面噴播基材,厚度為4-5cm,噴播結(jié)束后靜置15-30min;
20、第二階段:正面噴播基材,厚度為4-5cm,噴播結(jié)束后靜置15-25min;
21、第三階段:將噴播基材與植物種子混合,正面噴播,厚度為1.5-3.0cm,噴播結(jié)束靜置20-25min;
22、(4)覆蓋物保護至植物生長至5-6cm,霧化噴水養(yǎng)護至植物完全覆蓋坡面。
23、優(yōu)選的,步驟(1)所述平整邊坡后凹凸度平均為±15cm,最大不超過30cm。
24、優(yōu)選的,步驟(1)所述的其中錨桿的間距為1m×1m;所述網(wǎng)為鍍鋅鐵絲網(wǎng),相鄰網(wǎng)用鐵絲或尼龍連接,網(wǎng)面與坡面距離為5-10cm。
25、優(yōu)選的,步驟(3)所述的第三階段中,噴播基材與植物種子混合后,使每平方米植物種子的播種量為20-30g。
26、進一步優(yōu)選的,所述植物種子為高羊茅、黑麥草、白喜草、狗牙根、紫穗槐和多花木蘭中的多種,混合噴播前植物種子置于25-30℃溫水中浸泡6-10h催芽處理。
27、更進一步優(yōu)選的,所述植物種子中草本占5-6%,灌木占94-95%。
28、優(yōu)選的,步驟(4)所述的覆蓋物為25-30g/m2的無紡布或塑料薄;所述霧化噴水養(yǎng)護時保證坡面的含水量為60-70%。
29、本發(fā)明的有益效果在于:
30、1、利用磷石膏制備得到了植被混凝土,可以用于邊坡防護,磷石膏中的富含的磷、硫、鈣、硅等營養(yǎng)成分,可以促進植物的生長,同時使邊坡具有良好的透水性、透氣性,增強土壤抗堿性,在減少50%水泥用量的前體下強度仍然可以達到0.38mpa以上,具有良好的抗沖刷能力,提高了邊坡對暴雨沖刷的抵抗能力。
31、2、利用聚丙烯酰胺與纖維素、蛋白質(zhì)復配得到的了保水劑,在較少的摻量下提高土壤的飽和含水率,使植被易利用的水分占比增加36.47%,進一步提高植物的生長性。
32、3、將多種微生物菌劑混合,摻入到磷石膏基植被混凝土中,改善了職務混凝土的李華環(huán)境,提高生物化學活性、肥料利用率和使用效果,最終促進植物吸收磷石膏中的營養(yǎng)成分,促進生長,實現(xiàn)制備混凝土肥力可持續(xù)性目的。
33、4、選取合適的植物種子,利用灌草混播的方式,快速進行高覆蓋率的植物群落,前期高羊茅生長迅速,具有高度適應性,使邊坡快速復綠,后期紫穗槐根系發(fā)達,提高固坡性能,快速實現(xiàn)邊坡修復,并增強了邊坡的抗性。