[发明专利]磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料及其制备方法和应用。该复合材料包括磷石膏、硅溶胶、水泥和水。以工业副产品磷石膏作为基础材料，还包括硅溶胶和水泥。该护坡材料中既可以有效保持水土，又具有一定的强度。磷石膏与硅溶胶反应还生成硫酸盐，硫酸盐经过雨水溶蚀迁移后可形成孔隙结构，这有利于进一步提高坡面岩土体保持水分性，促进坡面植被生长，使坡面形成与环境相协调的外观，实现坡体植被的生态修复效果。同时本申请提供的护坡复合材料以工业副产品磷石膏作为基础材料，这有利于降低护坡复合材料的制造成本，且其以废渣形式存在的磷石膏为原料，不产生有害物质。因而本申请提供的护坡复合材料还具有较高的环保性。

技术领域

本发明涉及坡体修护领域，具体而言，涉及一种磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

磷石膏是磷肥生产过程中产生的工业废渣，属于化学工业中排量最大的固体废物之一。露天堆放是目前处理磷石膏的主要方式。据初步估算，我国堆存的磷石膏渣已经超过1.2亿吨。上述磷石膏渣往往占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。磷石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，其含量可达90wt％以上。如果利用得当，磷石膏是一种极其廉价的石膏资源。随着现代化的进程加快，各行业对磷酸的需求加大，磷石膏的产量增速惊人。尽管各行业对于磷石膏的再利用正进行广泛研究，但其利用率仍然很低，目前磷石膏的利用率还不足10wt％。如此庞大产量的磷石膏未能有效合理利用，一方面需要大面积的土地进行堆放，另一方面磷石膏内含有的磷及氟等有害物质往往会引起地表及地下水污染。因此，磷石膏的综合利用成为各行业关注的焦点。

近些年来，随着城市化进程的不断加快，大规模的工程建设(特别是公路、铁路和房屋建设)形成了大量难以恢复植被的岩土质边坡。对于这些边坡，一方面我们需要对边坡岩土体进行加固，保证其安全而不滑落；另一方面我们还得注意对边坡的美化以达到与周围的环境相和谐的目的。而传统的边坡工程处理手段大多采用砌石挡墙及喷混凝土等护坡结构，往往只是起到防止水土流失的作用，而这些护坡结构在外观上很难和周围青山绿水的优美环境相匹配。随着人们环境意识及审美要求的提高，“绿色发展”的理念更是深入人心。这要求我们更加注重边坡处理的生态效应和环境兼容性，进而用于生态修复的环保型护坡材料是一项非常值得研究的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料及其制备方法和应用，以解决现有的护坡材料对岩土质边坡进行修复时存在不环保，且与周围的环境兼容性差问题。

为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料，复合材料包括磷石膏、硅溶胶、水泥和水。

进一步地，按重量份计，复合材料包括：100份的磷石膏、40～80份的硅溶胶、5～15份的水泥和50～100份的水，硅溶胶为25wt％纳米二氧化硅水分散液。

进一步地，按重量份计，复合材料包括：100份的磷石膏、50～70份的硅溶胶、10～15份的水泥和60～80份的水。

进一步地，磷石膏与硅溶胶的重量比为10:5.5～6.5。

进一步地，磷石膏、水泥与水的重量比为10:0.8～1.2:6.5～7.5。

进一步地，水泥选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥和磷酸盐水泥组成的组中的一种或多种。

进一步地，硅溶胶为将硅粉采用一步水解法制得的纳米二氧化硅水分散液。

本申请的另一方面还提供了一种上述磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料的制备方法，制备方法包括：按磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料的组成进行配料，得到前驱物，前驱物包括磷石膏、硅溶胶、水泥和水；将前驱物进行混合、固化，制得所述磷石膏/硅溶胶生态护坡复合材料。