一種用于荒漠化地區雨水收集的黏土基防滲材料及其制備和使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防滲材料，尤其涉及一種黏土基防滲材料的制備，主要用于荒漠化地區雨水的收集和利用。
【背景技術】
[0002]中國荒漠化形勢十分嚴峻，根據1998年國家林業局防治荒漠化辦公室等政府部門發表的材料指出，中國是世界上荒漠化嚴重的國家之一。根據中國沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化調研結果表明，中國荒漠化土地面積為262.2萬平方公里，占國土面積的27.4%，4億人口生活在荒漠化影響地區，沙塵暴頻發，沙區交通、能源、工礦、國防航天基地、農田、草地遭受著風沙危害。據中、美、加國際合作項目研究，中國因荒漠化造成的直接經濟損失約為541億人民幣。
[0003]荒漠化也是一個全球性的環境問題，其擴展趨勢已經嚴重威脅到人類社會的可持續發展。荒漠化防治正成為一個全球行動的優先領域，其實施必須建立在科學地評價荒漠化的現狀、動態和趨勢的基礎上。最早的荒漠化評價，可追溯到Lamprey對撒哈拉沙漠動態的研究。研究結果表明，撒哈拉沙漠年均南移515km。盡管這一結論受到許多同行的批評，但卻拉開了荒漠化評價的序幕。
[0004]為了阻止荒漠化的蔓延，科研人員和環保工作者已經積極開展了相關的防止及修復措施。截止到目前為止，我國已有防沙固沙的產品二十余種，如:植物纖維阻沙網、樟子松防沙、固沙新樹種、藥物聚丙稀酰胺、純手拼竹排架子等，它們的一個普遍特點是易老化，時效短，而且安裝使用時浪費大量人力物力。也有一些企業利用高分子材料制備阻沙網，如HDPE阻沙網，單就治理沙漠化地域來講，該產品主要有兩種功效，阻沙(防止沙塵漫延)、固沙(防止沙塵上揚)。但高分子材料阻沙網的抗老化性能仍然沒有提高。根據我們實地查看，這類材料在沙漠中一年左右就老化粉碎，流沙沖擊后形成了纖維狀的粉末，對沙漠造成了嚴重的二次污染。
[0005]植物固沙是防治沙害和構建風沙區生態屏障的有效途徑，然而地下水下降、植被退化和固沙效果不可持續等是目前解決荒漠化所面臨的主要問題。植物固沙是通過建植人工植被，控制流動沙丘和半固定沙丘交通干線、鄉鎮、工礦、農田、能源基地、國防設施和其它重要工程建設的危害，防治草地沙化和促進生態恢復的主要措施。植物固沙目前存在的最大問題是植物成活及后續的存活問題，解決該問題的關鍵是要有足夠的水分。荒漠化地區每年有一定的降水，但天然降水沒有很好地利用，如何高效環保的收集雨水是一個非常關鍵的問題。而在收集雨水中，雨水的防滲漏是一個很重要的問題。目前雖然有一些方法和防滲漏材料，但存在材料成本高，有毒等問題。荒漠化環境修復是一個非常巨大的工程，對所用材料的成本要求非常嚴格;另外，作為植物的澆灌用水，要求所使用水不能受到化學物質的污染。因此，研發低成本、無毒、性能好的防滲材料具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對現有技術中存在的一些問題，提供一種低成本、無毒、性能好的黏土基防滲材料及其制備方法
本發明的另一目的是提供一種在荒漠化地區使用防滲材料地方法。
[0007]本發明用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，是將純天然黏土粉碎過，加入天然樹膠及水，攪拌均勻后浸泡20?25小時(浸泡的目的有二，其一，使黏土變得更加柔滑，其二，使黏土起到變性的作用)，然后在真空練泥機中攪拌混煉3?5小時，即得泥膠型防滲材料。
[0008]所述純天然黏土采用坡縷石(凹凸棒)，蒙脫土，高嶺土，黃土，紅土，黑土，白土等，使用時粉碎至500目以上。
[0009]所述天然樹膠采用植物分泌物(植物分泌物如阿拉伯膠、桃膠)、植物的水浸提物(如果膠等)、種子膠(如瓜爾膠、角豆豆膠等)、或海藻膠(如瓊膠、褐藻膠等)。天然樹膠的用量為黏土質量的2%?5%。
[0010]水的用量以黏土的濕度為準，一般為干基黏土質量的80%?150%。
[0011 ]本發明制備的防滲漏材料根據國家標準GB 23440-2009進行了檢測，各項性能指標均優于國家標準。具體檢測結果如下:
涂層抗滲壓力:0.3MPa Ih內無水滲出；吸水率:48h，吸水率小于2%;粘結強度(7d):不低于0.7MPa;凍融循環次數:20次合格。
[0012]本發明制備的防滲漏材料相比現有技術，成本低廉，制備工藝簡單，產品無任何毒性，不會對水資源及生態造成二次污染，特別適合用于荒漠地區雨水的收集及利用。
[0013]使用時，在上述制備的泥膠型防滲材料中加入胡麻籽水(胡麻籽水具有很強的膠黏性，且處理黏土表面后，抗水滲漏能力非常好)，攪拌混合均勻后，涂抹在集水坑內表面，涂層厚度為8-10mm，共涂4?5層。
[0014]其中胡麻籽水的制備:將胡麻籽以1:10?I: 100的質量比加入水，文火慢熬50?SOmin即得。胡麻籽水的用量為泥膠型防滲材料質量的3~6%。
【具體實施方式】
[0015]下面通過具體實施例對本發明防滲材料的制備和使用情況作進一步說明。
[00? 6] 取一定量的純天然黏土，在超細粉碎機中粉碎，過500m目篩；加入黏土質量2%?5%的天然樹膠和80%?150%的水，攪拌混合均勻后浸泡20?25小時，之后在真空練泥機中攪拌混煉3~5小時，即得泥膠型防滲材料。
[0017]原料純天然黏土可根據使用地區就近取材，如坡縷石(凹凸棒)，蒙脫土，高嶺土，黃土，紅土，黑土，白土等。天然樹膠選自阿拉伯膠、桃膠;果膠，瓜爾膠、角豆豆膠，瓊膠、褐藻膠等。可由市場購買。
[0018]使用時，根據蓄水量的大小，挖出一定的深坑，坑壁與坑底成45°斜角(口大底小)；在坑壁表面挖直徑在50mm，深150mm的孔穴，孔穴與坑壁成45°斜角。
[0019]孔穴之間的前后左右距離為200mm，且孔穴之間成品字形分布。將真空練泥機處理好的泥膠在胡麻籽水中浸蘸10?30s，填入孔穴中，并用錘捶實，泥膠的高度以高于坑壁表面40?50mm為宜。每一個孔穴如法炮制。
[0020]在泥膠型防滲材料中加入其質量4~6%的胡麻籽水(取500g胡麻籽，加入50L水，文火慢熬50?80min即可)，混合攪拌均勾后涂抹在坑壁及坑底表面，涂層的厚度約10mm，共涂4?5層。最后一層表面涂抹光滑即得到了所制備的集水坑。
[0021]本材料在甘肅民勤等沙漠地區使用后，在年降水量較多的時候儲存水(每年7~9月份)，經比較發現，該材料所制備的集水坑保水率在比較時間段是其他常用材料制備集水坑的1.5倍以上。能夠長時間提供澆灌用水，且水質比存儲前更加時候牲畜飲用。
【主權項】
1.一種用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，是將純天然黏土粉碎過500目，加入天然樹膠及水，攪拌均勻后浸泡20?25小時，然后在真空練泥機中攪拌混煉3~5小時即得。2.如權利要求1所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:所述純天然黏土采用坡縷石，蒙脫土，高嶺土，黃土，紅土，黑土或白土中的至少一種。3.如權利要求1或2所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:所述天然樹膠采用植物分泌物、植物的水浸提物、種子膠或海藻膠;所述天然樹膠的用量為黏土質量的2%?5%。4.如權利要求1、2所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:水的用量為黏土質量的80%?150%。5.如權利要求3所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:所述植物分泌物為阿拉伯膠、桃膠。6.如權利要求3所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:所述植物的水浸提物為果膠。7.如權利要求3所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:所述種子膠為瓜爾膠、角豆豆膠。8.如權利要求3所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的制備，其特征在于:海藻膠為瓊膠或褐藻膠。9.如權利要求1所述方法制備的用于雨水收集的黏土基防滲材料的使用方法，是在上述制備的泥膠型防滲材料中加入胡麻籽水，攪拌混合均勻后，涂抹在集水坑內表面，涂層厚度為8?10mm，共涂4?5層。10.如權利要求9所述用于雨水收集的黏土基防滲材料的使用方法，其特征在于:其中胡麻籽水的制備:將胡麻籽以1:10-1:100的質量比加入水，文火慢熬50?80min即得;胡麻籽水的用量為泥膠型防滲材料質量的3?6%。
【專利摘要】本發明公開了一種低成本、無毒、性能好的黏土基防滲材料，是將純天然黏土粉碎過，加入天然樹膠及水，攪拌均勻后浸泡20~25小時，然后在真空練泥機中攪拌混煉3~5小時即得。根據國家標準GB？23440-2009進行檢測，本發明制備的防滲材料的涂層抗滲壓力：0.3MPa？1h內無水滲出；吸水率：48h，吸水率小于2%；粘結強度（7d）：不低于0.7MPa；凍融循環次數：20次合格，各項性能指標均優于國家標準。而且其成本低廉，制備工藝簡單，產品無任何毒性，不會對水資源及生態造成二次污染，特別適合用于荒漠地區雨水的收集及利用。通過在荒漠化地區的使用，取得了良好的效果。
【IPC分類】C04B111/27, C04B26/28, C04B14/10
【公開號】CN105503042
【申請號】CN201510948645
【發明人】雷自強, 薛守媛, 張哲 , 陶鏡合
【申請人】西北師范大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月17日