[发明专利]侵蚀控制系统以及制造该侵蚀控制系统的方法

说明书

公开了一种用于防止堤坝侵蚀的侵蚀控制系统，该侵蚀控制系统包括三维材料和混合物，所述三维材料包括空隙体积，和所述混合物包括包含在空隙体积中的颗粒材料和粘合剂材料，其中粘合剂材料包括来自生物物质的有机粘合剂材料。

本发明涉及一种用于土木工程、水利工程、建筑和施工领域的侵蚀控制系统，以及用于制造侵蚀控制系统的方法。

例如暴露在高水速和/或小波浪攻击的水压力下的运河和河流的土堤或斜坡，容易受到侵蚀。

侵蚀是表面过程的作用，如水流或风作用在表面，它去除土壤、岩石或溶解物，并将这些物质运送到另一个地方，造成沉积。侵蚀会对环境产生巨大的影响，如肥沃土壤的流失、沟壑侵蚀、斜坡不稳定、防洪设施的倒塌和建筑的破坏。因此，希望通过使用侵蚀控制系统来减少侵蚀的风险，或至少减少侵蚀的影响。

自然来源的成分，如黄麻或椰子纤维的编织品，有时被用作侵蚀控制系统。然而，这种材料只能提供短期的解决方案，因为这些材料在大约六个月内就地分解，作为侵蚀控制系统的最大性能为两到三年。

侵蚀控制系统的另一种成分是使用由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚酰胺(PA)等聚合物制成的塑料垫。自20世纪80年代以来，由这些塑料垫成分制成的侵蚀控制系统已引入市场，并作为侵蚀控制系统被广泛使用。这些包含塑料垫层成分的侵蚀控制系统的应用主要是用于干燥的斜坡。

已经评估了更多的重负荷解决方案，包括预先填充沥青结合石屑的缠结的丝的三维垫，当铺设在暴露于水的土壤斜坡上时，它为水压力引起的侵蚀提供了耐久的解决方案。

尽管所提出的解决方案，特别是填充沥青结合石屑的缠结的丝的三维垫，为防止水压力对堤坝的侵蚀提供了非常耐久的解决方案，但由于沥青粘合剂材料与环境直接接触，特别是与土壤颗粒和/或水流直接接触，人们越来越担心。

此外，人们强烈希望减少建筑材料的碳足迹，并最终在2030年实现土木和房屋建筑的二氧化碳中和，并最终在2050年实现建筑材料的循环使用。

目的是为堤坝和斜坡的侵蚀控制系统提供更可持续的材料解决方案。

用于堤坝侵蚀控制的侵蚀控制系统包含三维材料和混合物，所述三维材料包含空隙体积，和所述混合物包括包含在空隙体积中的颗粒材料和粘合剂材料，该粘合剂材料能够形成氢键，其能够提供更可持续的侵蚀控制系统，用于防止或至少减少堤坝或斜坡的侵蚀，这些堤坝或斜坡容易受到侵蚀，例如由于暴露于来自例如来自高水速和/或小波浪攻击的水压力。

侵蚀控制系统可用于防止或至少减少堤坝的侵蚀，例如湿的或干的土坡，或其他需要防止侵蚀的表面，例如挖的斜坡或自然斜坡，例如河流、湖泊或运河等水道的斜坡。

包括空隙体积的三维材料优选为三维纺织材料。优选地，该三维纺织材料为三维土工布材料。

术语三维材料理解为具有厚度至少10毫米，优选至少15毫米，更优选至少20毫米的材料。

二维材料或二维材料层理解为具有厚度至多5毫米，优选至多3毫米，更优选至多2毫米。

包含在侵蚀控制系统中的三维材料提供颗粒材料的机械联锁，并提供在制造侵蚀控制系统时保留颗粒材料的基体。

包含在三维材料的空隙体积中的颗粒材料可以是任何合适的颗粒材料，其能够在较长时间内，优选至少3年，更优选至少10年，更优选至少20年，最优选至少30年，承受力，例如水压力。包含在三维材料的空隙体积中的颗粒材料可以是其本身密度大于水的密度，或其与粘合剂材料结合的密度大于水的密度的任何有机或无机颗粒材料。