專利名稱：一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層及其制作方法，屬于旱區(qū)農(nóng)村生產(chǎn)、生活與生態(tài)環(huán)境建設(shè)所需降水集蓄工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國旱區(qū)降水量有限，水資源數(shù)量少，不得不依賴自然降水資源維持農(nóng)作物生長， 旱區(qū)居民生活與生態(tài)環(huán)境建設(shè)也受到嚴重影響。采取制作集流面與水窖(窯、池)相結(jié)合方式收集、儲存雨季雨水徑流加以利用是緩解干旱缺水地區(qū)水資源緊缺的有效措施，可促進旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)，改善旱區(qū)居民生活條件。素土夯實集雨面是旱區(qū)常見的集雨面類型。其特點是能就地取材、制作成本較低、技術(shù)簡單易行，但因集流效率不高，降水量小的時候在集流面上形成的徑流相對較少，甚至不能形成徑流，無法充分滿足集蓄降水的要求。因此，采用新技術(shù)提高其集流效率十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層及其制作方法。本發(fā)明所提供的一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層，鋪設(shè)于所述坡地夯實素土集流面上；所述增效面層由DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水組成，所述減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水的質(zhì)量份數(shù)比為(O. 024 O. 084) (O. 05 O. 12) (8 12) (70 90) (10 30)。上述的增效面層中，所述DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水的質(zhì)量份數(shù)比具體可為 O. 025 O. 075 10 78 12,0. 084 O. 12 12 90 30 或 O.064 O.05 8 70 10。上述的增效面層中，所述煅燒菱鎂礦石粉可由菱鎂礦石經(jīng)煅燒后磨細得到；所述煅燒菱鎂礦石粉中的MgO含量不小于90%，如90%、90. 2%或90. 3%，活性指標為180s 300s,如 200s、240s 或 278s。上述的增效面層中，所述煅燒菱鎂礦石粉的細度可為在篩孔尺寸為I. 18_方篩上的篩余不大于O. 5%，具體可為O. 45%,O. 47%或O. 49%。上述的增效面層中，所述煅燒的溫度可為1000°C 1100°C，具體可為1000°C、 1050。?；?100°C，時間可為O. 5h I. lh，具體可為O. 6h或O. 8h。上述的增效面層中，所述素土是由土料過15mm方孔篩得到的，以去除草根、僵塊、 石子和其它雜物。上述的增效面層中，所述增效面層的厚度可為2cm 3cm，具體可為2cm、2. 5cm或 3cm。上述的增效面層中，所述素土的顆粒組成具體可為顆粒粒徑為O. 5mm I. Omm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量為0% 7%，顆粒粒徑為O. 25mm O. 5mm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量為O % 15 %，顆粒粒徑O. 05mm O. 25mm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量是I % 50 %，顆粒粒徑為O. 01 O. 05mm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量為2% 70%，顆粒粒徑為O. 01 O. OOlmm
的土壤顆粒質(zhì)量百分含量為2% 75%，顆粒粒徑小于O. OOlmm的土壤顆粒質(zhì)量百分含量為1% 35%。本發(fā)明提供的增效面層，集雨效率可達80% 88%。本發(fā)明還提供了上述增效面層的制作方法，包括如下步驟按照所述質(zhì)量份數(shù)比，先將所述減水劑、煅燒菱鎂礦石粉與礦渣硅酸鹽水泥攪拌均勻，再與所述素土和水攪拌成均勻的漿體；將所述漿體抹到所述坡地夯實素土集流面上即得所述增效面層。本發(fā)明提供的用于坡地夯實素土集流面的增效面層的材料中，煅燒菱鎂礦石粉的主要成分為MgO，遇水后水化形成氫氧化鎂，在反應(yīng)過程中固相體積增大，此時的水泥石仍具有一定塑性，所形成氫氧化鎂填塞到水泥石的孔隙中，使水泥石結(jié)構(gòu)密實，促進了其強度和固相膨脹的同步發(fā)展，從而獲得良好的后期強度、抗?jié)B性能，并抑制了以后干縮裂縫的產(chǎn)生，其反應(yīng)通式及反應(yīng)前后的體積變化情況如表I所示；礦渣硅酸鹽水泥漿體的早期強度主要由3Ca0 .SiO2 (簡寫式為C3S)和3Ca0 · Al2O3 (簡寫式為C3A)的水化決定；礦渣硅酸鹽水泥中摻入的礦渣混合材的主要化學(xué)成分是CaO、SiO2、Al2O3,在堿性激發(fā)下，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使礦渣具有水硬性，即產(chǎn)生二次水化，是水泥石結(jié)構(gòu)后期強度增長的重要來源。xCa (OH) 2+SiO2+Hi1H2O = xCaO · SiO2 · Ii1H2OyCaO (OH) 2+Al203+m2H20 = yCaO · Al2O3 · n2H20水在混合料中的作用，一是參加水化反應(yīng)；二是未參加水化反應(yīng)的水可使混合料產(chǎn)生塑性和流動性便于施工，但這部分水分在所述面層混合料硬化過程中會逐漸蒸發(fā)，并留下水隙，其中部分水隙是貫通性的，因此水分越多孔隙越多，越不密實，越易造成降水滲漏，還可造成較大的干縮變形并引起干裂；DH-3減水劑屬萘系減水劑，是表面活性劑，摻入水泥漿、土料漿后，使水泥顆粒、土顆粒周圍的水產(chǎn)生極性，同性離子相斥，引起分散和分離效果，從而抑制了水泥顆粒、土顆粒形成絮凝結(jié)構(gòu)，使水分游離并得到充分利用，DH-3減水劑的減水率可達14%以上，增效面層混合料在加水攪拌成均勻的漿體時，可減少漿體中的含水量，這有助于促進所述集流增效面層強度、密實度的增加，以及面層干縮變形的減小。表I氧化鎂水化反應(yīng)前后的體積變化情況
反應(yīng)式質(zhì)量密度體積水化系統(tǒng)的體積固相的體積體積變化率
(§) (g/cm ) (cm )_(cm )_(cm )_(%)_
_反應(yīng)前反應(yīng)后反應(yīng)前反應(yīng)后水化系統(tǒng)固相
~MgO40.30 3^8 11.26
+
H9O 18 1.00 18 29.26 24.71 11.26 24.71 -15.55 +119.45
|
Mg(OH)2 58.32 2.36 24.7

圖I為本發(fā)明的用于坡地夯實素土集流面的增效面層材料中各種組分加水后的水化反應(yīng)及作用圖。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。下述實施例中MgO的活性指標是按照下述方法進行測定的稱取煅燒菱鎂礦石粉試樣I. 7g，放在燒杯中，加入IOOml中性(pH = 7)水；再加入IOOml檸檬酸溶液(溶液中溶有2. 6g檸檬酸)放在磁力攪拌器上攪拌并加熱，使溶液維持在30 35°，加入1-2滴酚酞指示劑，同時記下開始攪拌到溶液出現(xiàn)微紅色的時間。實施例I、用于坡地夯實素土集流面的增效面層的制作(I)將土料過15_方孔篩去草根、僵塊、石子和其它雜物后，得到素土 ；對上述素土的顆粒采用密度計法測定其機械組成，結(jié)果見表2。表2素土的顆粒組成
權(quán)利要求
1.一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層，其鋪設(shè)于所述坡地夯實素土集流面上；其特征在于所述增效面層由DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水組成，所述DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水的質(zhì)量份數(shù)比為 (O. 024 O. 084) (O. 05 O. 12) (8 12) (70 90) (10 30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增效面層，其特征在于所述煅燒菱鎂礦石粉是由菱鎂礦石經(jīng)煅燒后磨細得到的；所述煅燒菱鎂礦石粉中的MgO含量不小于90 %，活性指標為200s 280s。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的增效面層，其特征在于所述煅燒菱鎂礦石粉的細度為 在篩孔尺寸為I. 18mm方篩上的篩余不大于0.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的增效面層，其特征在于所述煅燒的溫度為1000°C 1100°C，時間為 O. 5h I. Iho
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的增效面層，其特征在于所述素土是由土料過15mm 方孔篩得到的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的增效面層，其特征在于所述增效面層的厚度為 2cm 3cm。
7.權(quán)利要求1-6中任一所述增效面層的制作方法，包括如下步驟按照所述質(zhì)量份數(shù)比，先將所述DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉與礦渣硅酸鹽水泥攪拌均勻，再與所述素土和水攪拌成均勻的漿體；將所述漿體抹到所述坡地夯實素土集流面上即得所述增效面層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于坡地夯實素土集流面的增效面層及其制作方法。該增效面層鋪設(shè)于所述坡地夯實素土集流面上，由DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水組成，所述DH-3減水劑、煅燒菱鎂礦石粉、礦渣硅酸鹽水泥、素土和水的質(zhì)量份數(shù)比為(0.024～0.084)∶(0.05～0.12)∶(8～12)∶(70～90)∶(10～30)；本發(fā)明還提供了上述增效面層的制作方法，包括如下步驟按照所述質(zhì)量份數(shù)比，先將所述減水劑、煅燒菱鎂礦石粉與礦渣硅酸鹽水泥攪拌均勻，再與所述素土和水攪拌成均勻的漿體；將所述漿體抹到所述坡地夯實素土集流面上即得。本發(fā)明提供的增效面層，集雨效率可達80％～88％。
文檔編號C04B28/10GK102584152SQ20121002604
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者張鑫, 彭紅濤, 趙宏程, 霍金東 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)