[发明专利]一种复合储热控温生态基材及其制备方法

说明书

本发明涉及边坡工程领域，具体涉及一种复合储热控温生态基材及其制备方法，本发明利用PEG的高潜热特性制成储热载体（PEG粉末与环氧树脂混合物），再进一步与河道淤泥土、固化剂（水泥）、土壤改良剂（PAM）和水按一定比例混合，经搅拌、压实形成所需的相变材料。本发明中的相变材料在保证复合土体强度满足边坡生态防护要求的同时，兼备储热、控温等特性，可调节土壤及周围环境温度，防止高温环境下植物死亡，是一种绿色环保、经济适用的新型护坡复合基材。

技术领域

本发明涉及边坡工程领域，具体涉及一种复合储热控温生态基材及其制备方法，所述复合储热控温生态基材在边坡生态防护中广泛应用。

背景技术

通过在边坡上设置(喷射或铺设)生态防护基材，能够有效克服边坡土体或岩体的肥力不足，保水性差等不足，为护坡植物生长提供土肥层。现有技术通过将土体与长效肥混合作为基材，基材由于自重和成本限制，坡面铺设厚度一般小于10cm，由于基材层厚较薄，其温度受环境影响较大，在夏季午后的高温和冬季凌晨的低温条件下，植物容易死亡。植物死亡后茎叶枯萎、根系强度降低，导致加大坡面和地表径流速度，削弱水土保持等护坡效果，降低边坡稳定安全系数。

因此有必要开发一种具有新功能的边坡生态基材，利用相变材料的相变储热特性，主动调节边坡土体坡面温度，在高温季节可有效缩短坡面的高温作用时间，降低边坡坡面以及植物表面温度，主动减轻边坡高温病害，从而保护护坡植物；延长边坡保护寿命、减少边坡的维修费用、提高安全性；同时还可减少坡面向路面环境散发的有害物质和大量热量，减缓路面老化速度，提高路面沥青材料耐久性。

发明内容

针对生态边坡受高温气候条件的负面影响，申请人基于相变储热理论，采用复合技术制备出一种有相变储热功能的复合控温生态基材。本发明制备的复合控温生态基材在保证其土体自身强度满足边坡生态防护同时，兼备储热、控温等功能，具有防治高温恶劣环境下护坡植物暴晒致死的功效。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种复合储热控温生态基材，其制备方法的步骤如下：

(1)将聚乙二醇分散于环氧树脂胶中，搅拌均匀，得到混合溶液；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液在50℃-70℃水浴下搅拌，至其胶凝完全，得到复合凝胶体；

(3)将步骤(2)中复合凝胶体在室温下陈化8h～12h，再放入烘箱中干燥，冷却至室温后，研磨成聚乙二醇粉末；

(4)在干燥原料土中加入固化剂，混合均匀，再加入水，第一次搅拌均匀；再依次加入碳纤维、土壤改良剂和步骤(3)制备的聚乙二醇粉末，第二次搅拌均匀，得到复合储热控温生态基材；

所述步骤(4)中加入的干燥原料土、固化剂、水、碳纤维、土壤改良剂与聚乙二醇粉末的质量比为1:(0.05-0.15):(0.6-0.75):(0.01-0.05):(0.005-0.01):(0.01-0.05)，优选为1:0.15:0.7:(0.01-0.03):0.01:(0.03-0.05)，最优选为1:0.15:0.7:0.01:0.01:0.05。

进一步的，所述步骤(1)中聚乙二醇为PEG2000，其加入量为环氧树脂胶质量的30％～80％，优选为50％～60％，所述环氧树脂胶为高导热型环氧树脂胶，优选为Hasuncast 6213FR型高导热环氧树脂胶。

进一步的，所述步骤(4)中的固化剂为42.5级普通硅酸盐水泥。

进一步的，所述步骤(4)中的原料土为富含有机质的黏性土或粉质黏土，优选为河道淤泥质土、护坡沉积物或塘泥等。

进一步的，所述步骤(4)中的碳纤维为6mm级短切碳纤维。

进一步的，所述步骤(4)中的土壤改良剂为800万分子量的阴离子型聚丙烯酰胺。