本發明涉及一種生態型堤岸護坡土壤固化劑及其制備方法和應用。

背景技術：

河道和湖泊的堤岸護坡起到對岸坡的防護作用，防止水土流失和護岸坍塌，因此對于護坡的強度有一定的要求，而目前廣泛采用的堤岸護坡為了滿足防沖的需要，多為混凝土等硬質化護岸，阻礙了水生生態系統的側向連通性，影響河流或湖泊與陸域的能量和物質的交換，如采用土質護坡，又需要較平緩的坡比，增加了占地，同時土質護坡還存在水土流失的問題。

土壤固化劑是一種由多種無機、有機材料合成的用以固化各類土壤的新型節能環保工程材料。對于需加固的土壤，根據土壤的物理和化學性質，只需摻入一定量的固化劑，經拌勻、壓實處理，即可達到需要的性能指標。采用土壤固化劑可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石、礫石等傳統材料，節省資源、能源，節約土地，保護植被，大幅度減少二氧化碳等溫室氣體的排放量，有利于生態環境保護，經濟、環境效益特別明顯已經被廣泛應用于公路的基層及底基層、水利護坡等工程建設當中。被美國《工程新聞》稱為20世紀最偉大的發明之一。日本稱之為21世紀的新型材料。

目前采用的土壤固化劑可以達到較高的硬度，但是添加土壤固化劑后缺乏植物生長的條件，導致植物難以生長在護坡上，影響了濱岸帶的生態系統。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種生態型堤岸護坡土壤固化劑及其應用，用于解決現有技術中使用土壤固化劑后植物難以生長的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種生態型堤岸護坡土壤固化劑，所述固化劑至少包括以下重量份的組分：

優選地，所述固化劑至少包括以下重量份的組分：

優選地，所述固化劑至少包括以下重量份的組分：

所述水泥為符合(gb175-2007)規定的普通硅酸鹽水泥，標號為42.5。

所述粉煤灰為符合(gbj146—90)規定的ii級粉煤灰。

硬石膏化學名為無水硫酸鈣(caso4)，硬石膏產品符合(gbt5483-1996)中a類二級規定，附著水含量小于4％。

優選地，所述硬石膏的粒徑小于等于300目。

優選地，所述堿性激發劑選自氫氧化鈣、氫氧化鈉或氫氧化鎂中的任意一種或幾種，更優選為粉狀。

優選地，所述的表面活性劑選自木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、乙酸鈉或酒石酸鉀鈉的一種或幾種。

優選地，所述有機肥料有機質干重≥40％，水分≤20％，總養分≥5％，ph為5.5～8.5。

優選地，所述有機肥料選自動物糞便、植物秸稈、廚房垃圾中的任意一種或幾種。

本發明的另一方面公開了上述的生態型堤岸護坡土壤固化劑的制備方法，包括以下步驟：將硬石膏制成粉狀加入上述組分中；將所有組分加入攪拌裝置攪拌，即可。

本發明的另一方面公開了上述的生態型堤岸護坡土壤固化劑用于護堤的用途。

優選地，使用時，每翻耕一次堤案后將固化劑灑在堤岸上，最后一次翻耕后在堤岸上灑水，夯實。

優選地，所述固化劑至少分3次灑在堤岸上，更優選地，所述固化劑分3次加入，按時間先后三次加入的固化劑的重量比為2～4:2～4:3～5；更優選地三次加入的固化劑的重量比為3:3:4。

優選地，所述灑水所使用的水的重量與固化劑的重量比為1:4～6；更優選為1:5.

優選地，所述將固化劑置于堤岸上之前移除地表2～5cm厚的土壤；更優選地，移除的土壤用于與植物種子混勻后將植物種植在堤岸上。

優選地，所述翻耕的深度為15～20cm；

優選地，所述夯實度為0.85-0.9。

優選地，每平方米所述堤岸上使用固化劑的量為5～15kg，更優選為8～12kg。

優選地，所述堤岸上種植的植物狗牙根、牛筋草、苜蓿、高羊茅、黑麥草的一種或多種。

狗牙根(學名：cynodondactylon(l.)pers.)是禾本科、狗牙根屬低矮草本植物。

牛筋草(學名：eleusineindica(l.)gaertn.)，一年生草本，禾本科植物。

苜蓿，medicagosativalinn，豆科，是一種多年生開花植物。

高羊茅，festucaelata，又名：羊茅，屬禾本目，禾本科多年生地被植物。

黑麥草，loliumperennel.多年生植物，禾本科，黑麥草屬植物。

如上所述，本發明的生態型堤岸護坡土壤固化劑，具有以下有益效果：

可以對土質護坡進行加固固化，同時滿足生長植物條件；例如狗牙根、牛筋草、苜蓿、高羊茅、黑麥草，利用普通硅酸鹽水泥和粉煤灰，可以通過水化作用形成硅酸鹽水化產物，提升土壤的抗剪切力，利用表面活性劑和有機肥料可中和土壤堿度并提供水分，促進植物萌發和根系生長，達到硬化堤岸護坡并綠化保護護坡，恢復生態側向連通性的目的。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。須知，下列實施例中未具體注明的工藝設備或裝置均采用本領域內的常規設備或裝置。此外應理解，本發明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應理解，本發明中提到的一個或多個設備/裝置之間的組合連接關系并不排斥在所述組合設備/裝置前后還可以存在其他設備/裝置或在這些明確提到的兩個設備/裝置之間還可以插入其他設備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當亦視為本發明可實施的范疇。在進一步描述本發明具體實施方式之前，應理解，本發明的保護范圍不局限于下述特定的具體實施方案；還應當理解，本發明實施例中使用的術語是為了描述特定的具體實施方案，而不是為了限制本發明的保護范圍；在本發明說明書和權利要求書中，除非文中另外明確指出，單數形式“一個”、“一”和“這個”包括復數形式。

當實施例給出數值范圍時，應理解，除非本發明另有說明，每個數值范圍的兩個端點以及兩個端點之間任何一個數值均可選用。除非另外定義，本發明中使用的所有技術和科學術語與本技術領域技術人員通常理解的意義相同。除實施例中使用的具體方法、設備、材料外，根據本技術領域的技術人員對現有技術的掌握及本發明的記載，還可以使用與本發明實施例中所述的方法、設備、材料相似或等同的現有技術的任何方法、設備和材料來實現本發明。

實施例1按質量比，將普通硅酸鹽水泥20千克，粉煤灰65千克，過300目后的硬石膏6千克，氫氧化鈣5千克，酒石酸鉀鈉2千克和雞糞2千克進行混合，拌勻后形成一種生態型堤岸護坡土壤固化劑。

選定一處河道堤岸護坡，對長3米，寬2米的區域利用上述生態型堤岸護坡土壤固化劑對其進行改造，形成試驗區域，對選定區域周邊設立一處同樣面積區域為對比區域，進行不添加土壤固化劑的對比。

對試驗區域和對比區域均移除表層3cm左右的表土，堆放在護岸邊待用。利用小型松土機對試驗區域和對比區域移除表土后的土壤進行深度為15～20cm的翻耕。

試驗區域在翻耕后分三次共拌入60kg的固化劑，每次拌撒固化劑后均利用小型松土機進行翻耕拌勻，三次的固化劑拌入量分別為18kg，18kg和24kg，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑12l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.9。

將浸泡12h的狗牙根種子拌入試驗區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在試驗區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止試驗區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

對比區域同樣翻耕3次，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑12l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.9。將浸泡12h的狗牙根種子拌入對比區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在對比區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止對比區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

表1為試驗區域和對比區域在處理后不同時間后狗牙根生長情況記錄，分別記錄了植物株高和根長。

表1狗牙根生長情況記錄表(cm)

由表1可以看出，在萌發時間上，試驗區域的狗牙根萌發的較遲，但是隨時間延長，試驗區域狗牙根在植物株高和根長上面都在后期與對比區域沒有明顯區別。說明在試驗區域施加一種生態型堤岸護坡土壤固化劑后，可以正常生長狗牙根。

實施例2將普通硅酸鹽水泥35千克，粉煤灰45千克，過300目后的硬石膏9千克，氫氧化鈣3千克，木質素磺酸鈉4千克和有機肥料(雞糞和粉碎后1cm長左右的植物秸稈)4千克進行混合，拌勻后形成一種生態型堤岸護坡土壤固化劑。

選定一處河道堤岸護坡，對長2米，寬2米的區域利用一種生態型堤岸護坡土壤固化劑對其進行改造，形成試驗區域，對選定區域周邊設立一處同樣面積區域為對比區域，進行不添加土壤固化劑的對比。

對試驗區域和對比區域均移除表層3cm左右的表土，堆放在護岸邊待用。利用小型松土機對試驗區域和對比區域移除表土后的土壤進行深度為15～20cm的翻耕。

試驗區域在翻耕后分三次共拌入40kg的固化劑，每次拌撒固化劑后均利用小型松土機進行翻耕拌勻，三次的固化劑拌入量分別為12kg，12kg和16kg，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑10l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.85。

將浸泡12h的狗牙根種子拌入試驗區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在試驗區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止試驗區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

對比區域同樣翻耕3次，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑10l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.85。將浸泡12h的狗牙根種子拌入對比區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在對比區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止對比區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

表2為試驗區域和對比區域在處理后不同時間后狗牙根生長情況記錄，分別記錄了植物株高和根長。

表2狗牙根生長情況記錄表(cm)

由表1可以看出，在萌發時間上，試驗區域的狗牙根萌發的較遲，但是隨時間延長，試驗區域狗牙根在植物株高和根長上面都在后期與對比區域沒有明顯區別。說明在試驗區域施加一種生態型堤岸護坡土壤固化劑后，可以正常生長狗牙根。

實施例3按質量比，將普通硅酸鹽水泥24千克，粉煤灰47千克，過300目后的硬石膏15千克，氫氧化鈣3千克，酒石酸鉀鈉6千克和有機肥料(粉碎后的廚房垃圾和粉碎后1cm長左右的植物秸稈)5千克進行混合，拌勻后形成一種生態型堤岸護坡土壤固化劑。

選定一處河道堤岸護坡，對長3米，寬2米的區域利用一種生態型堤岸護坡土壤固化劑對其進行改造，形成試驗區域，對選定區域周邊設立一處同樣面積區域為對比區域，進行不添加土壤固化劑的對比。

對試驗區域和對比區域均移除表層3cm左右的表土，堆放在護岸邊待用。利用小型松土機對試驗區域和對比區域移除表土后的土壤進行深度為15～20cm的翻耕。

試驗區域在翻耕后分三次共拌入60kg的固化劑，每次拌撒固化劑后均利用小型松土機進行翻耕拌勻，三次的固化劑拌入量分別為18kg，18kg和24kg，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑10l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.9。

將浸泡12h的高羊茅種子拌入試驗區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在試驗區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止試驗區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

對比區域同樣翻耕3次，最后一次翻耕后用噴壺均勻噴灑10l水進入試驗區域，在水分充分滲入試驗區域土壤后，用小型蛙式打夯機對試驗區域進行夯實，壓實度為0.9。將浸泡12h的高羊茅種子拌入對比區域移除的表土，混勻后均勻鋪撒在對比區域夯實的土層上，進行適度壓實，覆蓋的含種子的表土恢復成于周邊護岸類似的壓實度。上面覆蓋一層噴水的無紡布，防止對比區域土壤水分蒸發過快，影響種子萌發。

表3為試驗區域和對比區域在處理后不同時間后高羊茅生長情況記錄，分別記錄了植物株高和根長。

表3高羊茅生長情況記錄表(cm)

由表3可以看出，在萌發時間上，試驗區域的高羊茅萌發的較遲，但是隨時間延長，試驗區域高羊茅在植物株高和根長上面都在后期與對比區域沒有明顯區別。說明在試驗區域施加一種生態型堤岸護坡土壤固化劑后，可以正常生長高羊茅。

綜上所述，本發明的一種生態型堤岸護坡土壤固化劑，可以很好解決固化后的土壤生長植物的需求。本發明通過普通硅酸鹽水泥和粉煤灰的水化作用形成強度較高的水化產物，提高護坡的硬度和抗剪切力，同時通過有機肥料對土壤ph的緩沖作用和提供營養成分，滿足生長植物的需求，形成優美的濱岸帶生態環境，具有較高的產業利用價值。

以上的實施例是為了說明本發明公開的實施方案，并不能理解為對本發明的限制。此外，本文所列出的各種修改以及發明中方法、組合物的變化，在不脫離本發明的范圍和精神的前提下對本領域內的技術人員來說是顯而易見的。雖然已結合本發明的多種具體優選實施例對本發明進行了具體的描述，但應當理解，本發明不應僅限于這些具體實施例。事實上，各種如上所述的對本領域內的技術人員來說顯而易見的修改來獲取發明都應包括在本發明的范圍內。