[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1766237A [43]公开日2006年5月3日
[21]申请号200410086276.2[22]申请日2004.10.29
[21]申请号200410086276.2
[71]申请人北京仁创制造技术研究院
地址101500北京市密云县工业开发区水源路南
28号
[72]发明人秦升益 张伟民 胡艳芳 [74]专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司代理人张杰
[51]Int.CI.E02D 3/12 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 8 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及硅酸钠水溶液作为固沙剂的用途以
及使用硅酸钠水溶液作为固沙剂的固沙方法，该方
后将其喷洒于沙表面，然后固化。与已有技术相比，
本发明的固沙剂硅酸钠水溶液价格低，原料来源广
泛，污染小，固沙操作方便，而且可以通过调整硬
化剂的种类、硅酸钠水溶液的浓度来控制固化的时
间和固化的程度。
200410086276.2权 利 要 求 书第1/1页
1、硅酸钠水溶液作为固沙剂的用途。
2、一种固沙方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)在硅酸钠水溶液中加入硬化剂并搅拌均匀；
(2)将上述混有硬化剂的硅酸钠水溶液喷洒于沙表面，然后固化。
3、根据权利要求2的固沙方法，其特征在于，所述的硅酸钠水溶液中加有发泡剂。
200410086276.2说 明 书第1/8页硅酸钠水溶液作为固沙剂的用途及其固沙方法
技术领域
本发明涉及防沙治沙领域，特别是涉及硅酸钠水溶液(俗称水玻璃)作为固沙剂的用途及固沙方法。
背景技术
我国是世界上沙漠、沙地、沙化土地分布最多、风沙危害最严重的国家之一。目前，我国有沙漠50万平方公里，戈壁54.3万平方公里，。这些沙漠沙地当中，有流沙面积44.9万平方公里，另有沙化土地(截止1990年底)32.8万平方公里。虽经几十年防沙治沙，取得了巨大成就，但至今未能遏制住沙化的发展。从50年代到70年代每年扩展1560平方公里，80年代扩展2100平方公里，90年代扩展2460平方公里，土地沙化还在迅速蔓延，形势十分严峻。
目前国内外防沙治沙方法可概括为：“工程治理”和“植物治理”二大类。工程治理，主要包括沙障固沙、水力治沙、风力治沙、化学固沙四种措施。沙障固沙，顾名思义就是用障碍物固定流沙，它也称为机械沙障固沙，它的作用原理就是采用柴、草、树枝、粘土、卵石、板条等材料，在沙面上设置各种形式的障碍物，达到防风阻沙，固沙等目的。其优点是立即奏效，但成本高、工程量大，不能长期保存。水力治沙主要是引水拉沙，是以水为动力，按照需要使沙子转移，消除沙害。风力治沙技术，是以风为动力，人为地干扰控制风沙的蚀积搬运，变害为利的一种治沙方法。因沙漠地区严重缺水，风力难以控制，故水力和风力治沙在现实中难以实现。化学固沙是一项新技术，近几年发展很快，它
通常是利用稀释了的具有一定胶结性的化学物质喷洒于流沙表面，水分迅速渗到沙层以下，而化学胶结物质则滞留于一定厚度，就是1-5毫米的沙层间隙中，将单粒沙子胶结成一层保护壳，以此隔开气流与沙
面的直接接触。我国主要试验沥青乳液和沥青化合物固沙。但沥青资源有限且有后期环境污染问题。南京林业大学研制了一种名为“工业木质素制备植被用可降解固沙材料”，该材料是利用造纸纸浆废液制备的，将其喷洒到流沙表面很快形成0.5-1厘米厚的沙结皮，从而起到固沙效果，该种固沙材料虽然是用纸浆废料制成，具有处理造纸污染与固沙治沙效果，但其原料来源有限，也难以满足大范围治沙所需。由于化学固沙成本通常比较昂贵，限制了在固沙治沙上的推广应用。植物治沙主要是封沙育林草、恢复沙地植被、飞播造林种草治沙，还有人工造林种草治沙等。植物治沙是根本的办法，但因缺水和流沙侵蚀掩埋以及植物生长缓慢等因素，植物治沙耗时耗资，赶不上沙化速度。
发明的内容
本发明的目的就是克服上述现有治沙方法所存在的技术缺陷或不足，提出一种原料价格便宜、来源广泛、污染小、使用方便的固沙剂。 本发明是采用硅酸钠水溶液作为固沙剂，将其喷洒在沙子的表面，硅酸钠水溶液从沙子表面渗入一定深度，待硅酸钠固化后就可以形成一个固化的沙层，该固化沙层隔离其下面的流动沙与风力的接触，起到固沙的作用。
硅酸钠水溶液是硅酸钠在水中以离子、分子和硅酸胶粒并存的分散体系，其在一定的条件下(如加热烘干、接触CO2气体、加入硅铁粉、β硅酸二钙、有机酯)硬化。硅酸钠水溶液的制备采用公知的方法。
利用硅酸钠水溶液作为固沙剂来实施固沙的方法包括：(1)在硅酸钠水溶液中加入硬化剂并搅拌均匀；(2)
将混有硬化剂的硅酸钠水溶液喷洒在沙表面，然后固化。
与已有技术相比，本发明的固沙剂硅酸钠水溶液价格低，原料来源广泛，污染小，固沙操作方便。此外，本发明的固沙机理是用硬化剂使硅酸钠水溶液固化，从而可以通过调整硬化剂的种类、硅酸钠水溶液的浓度来控制固化的时间和固化的程度。
具体实施方式
本发明尤其是改变现有的化学固砂方式——它是利用稀释了的具有一定胶结性的化学物质喷洒于流沙表面，水分迅速渗到沙层以下，而化学胶结物质则滞留于一定厚度，就是1-5毫米的沙层间隙中，将单粒沙子胶结成一层保护壳，以此隔开气流与沙面的直接接触——而是在稀释了的具有一定粘结性的化学物质里加入一定量的相适应的硬化剂并使两者互溶形成一种能自行硬化的混合溶液，将该混合溶液喷洒到流沙表面，它能渗透多深便能固结多厚。这样做的优点是：对沙层表面固结层的厚度、强度和耐久性均能人为控制，需要厚实之处只需多喷洒一些固沙剂让其渗透深一些即达到增大固结层的厚度；如需固结层的强度高些，只需将粘接剂的浓度配制高一些即可达到；如需固结层耐久或不耐久只需通过调整改良固沙剂和硬化剂的性能即可达到。如果对固结层还有其他要求如保暖性或含有肥料性等均可通过调整改善固沙剂的性能来实现。
本发明的固沙剂体系包括固沙剂和硬化剂，固沙剂为硅酸钠水溶液(水玻璃)，采用硅沙制备而成，或者
直接采用购买来的水玻璃(固体或液体)配制而成，根据酸碱固化原理，采用酸作为硬化剂，酸可以是有机酸也可以是无机酸，可以是无机酸盐或有机酯，凡是能水解生成酸
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