[发明专利]利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料，所述的利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料包括重量百分比如下组分组成：淤泥40％‑60％，植物纤维0％‑30％，植物纤维生物炭0％‑5％，骨料10％‑30％，钙质添加剂10％‑20％，粘结剂2‑5％。本发明在低温水热条件下，在不额外添加水泥等强碱性胶凝材料情况下，模拟水泥的硬化过程和地下水热系统成岩机理，将原料中的硅、铝、钙等元素转化为硅酸钙铝水合物，如托勃莫来石晶体等，保证了材料具有较低的碱性和生物亲和性，为微生物和植物的附着与生长提供条件。

技术领域

本发明涉及环境友好材料技术领域，尤其涉及利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料及其制备方法。

背景技术

河湖小流域是城乡生态环境和基础设施建设的重要组成部分，构建河湖小流域的良好生态与人们生产生活和建设社会主义生态文明息息相关。河湖小流域的生态治理主要包括治导、疏浚和护岸，一方面，疏浚过程往往产生大量淤泥，简单倾倒或填埋易对土地及地下水造成二次污染，造成难以修复的环境污染，因此如何有效处理日益增多的河道淤泥、实现淤泥就地处置十分重要；另一方面，护岸工程涉及河道后期的生态安全性、耐久性和美观性，为保护河岸带、控制河流走势防止水土流失，护岸工程的建造和设计对河岸带生态保护和维稳也至关重要。

早期护岸均以自然泥土或辅以简单的天然材料(木材等)固岸的天然软质护岸为主，河道边坡经过简单治理后直接种植护岸植被，可形成具有自然河岸特性的生态型护岸。这一类护岸不但具有好的生态性、亲水性，而且本身的多孔性不仅能为微生物提供栖息繁衍的场所，而且能够起到净化水质涵养水源的作用，此外，天然土壤能够为植被提供生长的空间和养分，而植被也具有吸附污染物的作用。国内有多条河道均采用了这一治理技术，例如在黑龙江省堤防工程中，采用当地的松花江柳和引进的日本草芦苇等植物作为护岸植被。然而软质护岸材料的机械强度普遍比较低，一旦受到自然力或人为的干扰，极易造成水土流失，甚至发生河床坍塌。

传统混凝土硬质护岸解决了原始软质护岸强度低的弊端，具有很高强度的抗冲刷性能，实现了良好的抗洪效果。然而硬质护岸以混凝土为原料将整个河岸表面封闭起来，隔绝了土壤水体间的物质交换，使得岸坡土壤和水体中的原有生物失去了赖以生存的环境，生态系统食物链被断开，打破了自然界的生态平衡。且传统硬质护岸材料多为水泥基材料，实际碱性较高，虽然满足了部分植被的生长要求，但容易对水体造成污染，不利于鱼虾存活。另一方面，当前水泥和混凝土等建材原料的工业化生产过程往往会产生大量的碳排放，而在当前碳中和愿景下，实现碳中和必须做好收支平衡，输出端必须减少温室气体排放，就要减少碳排放量大的工业原料的生产，汇集端要大力发展碳汇、碳捕集和碳封存技术等，从而保证碳排放量和碳吸收量的平衡。

近年来，随着社会发展及人们环境保护意识的不断提高，传统的河硬质护岸材料已无法满足生态的需要，因此护岸材料的研究逐渐转向于生态护岸。

生态混凝土中须用到大量的粗骨料以实现材料的多孔性，砂石骨料的来源也是个大问题，近年来由于政策限制砂石资源的过度开采，导致砂石资源紧缺，价格连续上浮，因此生态混凝土的价格比其他护坡结构高，原料端的高价格使其应用也受到了限制。另一方面，当前水泥、砂石等建材原料的生产开采过程导致了大量的碳排放，违背了当前我国双碳目标的初衷，与低碳发展的理念背道而驰。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于一种高掺量且低成本利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料及其制备方法。

为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：本发明的一种利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料，所述的利用植物纤维协同强化的河湖小流域护岸材料包括重量百分比如下组分组成：

进一步地，淤泥含水率在塑限以下，包括江河湖库淤积泥沙、市政污泥、工程渣土、建筑泥浆、通沟污泥等。