[发明专利]高寒高海拔地区植被混凝土抗冻融基材及其制备方法

说明书

一种高寒高海拔地区植被混凝土抗冻融基材及其制备方法，应用于高寒高海拔地区的高陡岩石边坡生态恢复工程、废弃矿山生态恢复等领域。本方法是先将高寒草甸土、植被混凝土绿化添加剂AB菌、硫酸钾复合肥、磷酸一铵、混合抗冻物种按配比混合均匀，得到植物混合料；然后将其与耐碱玻璃纤维、双酚A型环氧树脂、微硅粉、聚二甲基硅氧烷、纯熟料硅酸盐水泥、羟甲基纤维素、聚羧酸高效减水剂、聚乳酸、Ecoflex混合均匀，得到植被混凝土喷射料，用喷播机喷射于坡面上，既可以生长植物又减少了冻害，提升植被混凝土在高寒高海拔地区抵抗多次“冻融循环”而不疲劳、破坏的性质。

技术领域

本发明涉及高寒高海拔地区的高陡岩石边坡生态修复领域，具体涉及一种用于高寒高海拔地区植被混凝土抗冻融基材及其制备方法。

背景技术

随着生态文明建设的不断深入,我国现行的生态保护成效显著，国土空间开发得到整体谋划，生态环境治理明显加强。“废弃矿山地质环境治理与恢复”、“公路受损边坡生态修复”、“三江源生态脆弱区环境保护”等项目逐渐展开，生态恢复的范围从南方向西北干旱地区、高寒高海拔地区延伸，难度也从平地向高陡边坡领域拓展，用于这类高陡边坡生态恢复技术需求量也随之增加。高寒高海拔地区是指海拔高、常年低温、土壤下有冻土层常年不化的山区，中国高寒地区较多的地域有黑龙江省北部、青藏高原、甘肃、山西、内蒙古及云南部分地区。

植被混凝土技术是针对高陡边坡生态防护的技术，该技术可有效解决各种高陡裸露岩石边坡植被恢复难题。因其应用范围广泛、效果较好，被引用到了高寒高海拔地带，但喷射的植被混凝土一直不能很好解决冻害问题。因这些地区，冬季持续时间一般为4～6个月，且月平均气温较低，造成先锋物种冻害严重，植被混凝土基材层在高寒高海拔地区边坡使用3-5年后，也容易发生冻融侵蚀剥落现象，维修量大。所以高寒高海拔地区的植被混凝土如何选取适应的抗冻害措施，是本领域技术人员十分关注的一个问题。

国内专家学者已经开展了一些研究，如2014年由刘大翔、许文年发明的专利“一种用于高寒地区的抗冻生境基材及其制备方法”其核心做法是加入纳米Al₂O₃、纳米SiO₂、黄麻纤维、棕树叶鞘纤维、粉末状引气剂。其不足之处在于应用的纳米Al₂O₃、纳米SiO₂均为烧结助剂，水泥混凝土是一种大众建材，用量大，应用纳米技术对水泥进行改性的研究，可望进一步改善水泥的微观结构，但在大型工程应用中造价高，且效果微乎其微，随有所改善但不足以解决大量工程应用中的冻融问题。另外纤维的加入、引气剂的加入，增加了很多空隙，而这部分孔与水泥颗粒的水化关系密切，少量掺加能对水泥石结构起到密实的作用，但周围又会形成有害孔聚集的地方，导致水泥吸水抗冻性下降很快。

另外一类研究，属于现浇混凝土领域，如2013年由李家亮、阎士勤发明的专利“一种用于冬季浇筑高寒高海拔地区混凝土的施工方法”，公开了一种用于冬季浇筑高寒高海拔地区混凝土的施工方法，主要是浇筑作业之前的一些外在的保温抗冻措施，并非外加剂与植物结合的生态环境范畴；另外还有一些建筑材料中应用的普通混凝土抗冻剂，如2014年由陆志强发明的“一种混凝土抗冻剂”不用于生长植物类的发明，其核心做法是加入硫酸钠、亚硝酸钠、氯化钠类的盐类，其目的是降低液相冰点，但不属于植被混凝土生态修复范畴，无法用于生态环境保护，在此不作比对。

发明内容

本发明的目的是针对上述植被混凝土抗冻性能的不足和缺陷，提供一种全新的、低成本的适用于高寒高海拔地区植被混凝土抗冻融基材及其制备方法，提升植被混凝土抵抗多次“冻融循环”而不疲劳、破坏的性质。