化學(xué)固沙

①組成:瀝青乳液又叫乳化瀝青，由石油瀝青、乳化劑(用硫酸處理過的造紙廢液或油酸鈉)、水組成。瀝青乳液一號(hào)配方:乳化液的組成由亞硫酸鹽造紙廢液(pH值<7，比重1.28)12%，硫酸(工業(yè)用，比重1.83)1.2%，水86.8%;瀝青材料則為30#石油瀝青:200#石油瀝青=3:2;乳化液:瀝青材料=1:1(體積比)。

瀝青乳液二號(hào)配方:乳化液組成由硫化鈉蒸煮廢液(pH值>7，比重1.04)50%，硫酸(工業(yè)用，比重1.83)1.5%，水48.5%;瀝青材料由30#石油瀝青:200#石油瀝青=2:1組成;乳液則由乳化液:瀝青材料=1:1(體積比)組成。

②制備:瀝青乳液生產(chǎn)工藝的主要生產(chǎn)設(shè)備為狹縫式膠體磨，蒸氣鍋爐，瀝青加熱鍋，乳化液調(diào)配池，乳液貯存池。其生產(chǎn)過程為:按照配方將瀝青加熱至120~160℃，以降低瀝青的粘度。在另一容器內(nèi)將配好的乳化液加熱到65~70℃，兩種材料經(jīng)過濾后按體積比1:1的關(guān)系同時(shí)放入膠體磨的進(jìn)料漏斗中，瀝青和乳化液的混合料經(jīng)攪拌后。經(jīng)過0.1~0.5mm的狹縫后被乳化。乳液經(jīng)出口流入貯存池。

瀝青乳液的質(zhì)量的好壞依賴于瀝青乳液的顏色、分散度、稀釋穩(wěn)定性等指標(biāo)，因此在質(zhì)量檢查時(shí)應(yīng)分別檢驗(yàn)這些指標(biāo)。瀝青乳液的顏色以棕色為最好，棕黑次之，黑棕色最差，不易使用。分散度的檢驗(yàn)可用玻璃棒插入瀝青乳液中，取出時(shí)待乳液不再下滴時(shí)，觀察玻璃棒上的漆膜，如果漆膜細(xì)膩不見顆粒，則分散度高，瀝青乳液質(zhì)量為佳;反之，漆膜粗糙，分散度低，瀝青顆粒不夠均勻，不成膜，則瀝青乳化不好，或未乳化，不能使用。此時(shí)應(yīng)檢查配方比例是否正確或膠體磨轉(zhuǎn)速是否正常，如沒有差錯(cuò)應(yīng)繼續(xù)研磨。稀釋穩(wěn)定性的檢驗(yàn)一般在噴灑前按比例稀釋時(shí)，通過攪拌，如稀釋均勻，則穩(wěn)定性好，質(zhì)量高;如果不易稀釋或極不均勻，則不易使用。經(jīng)過質(zhì)量檢查后符合標(biāo)準(zhǔn)的乳液就是配制好的瀝青乳液，可以使用。

③噴灑:瀝青乳液用量各地不一，以每平方米幾克到每平方米幾百克都有，主要取決于當(dāng)?shù)氐乃臈l件和風(fēng)速，如果水文條件好，風(fēng)較小，用量可小，否則應(yīng)大。噴灑時(shí)，噴頭不要距地表過低或過高，一般lm左右為宜，否則會(huì)彩響噴灑質(zhì)覺。不宜迎風(fēng)和順風(fēng)噴灑，迎風(fēng)噴灑不易控制，并易濺得滿身瀝青，順風(fēng)噴灑易使背風(fēng)坡出現(xiàn)小蜂窩，造成質(zhì)量不良，以側(cè)向略迎風(fēng)噴灑為好。噴灑方式可采用全面噴灑法和帶狀噴灑法。如果噴灑瀝青與植物固沙同時(shí)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)在栽上植株后立即噴灑在降水或噴水后噴灑瀝青效果更好。

④性能特點(diǎn):瀝青乳液是當(dāng)前各國應(yīng)用化學(xué)固沙最廣泛?材料，它其有以下特點(diǎn):A、用途廣泛:不僅作表層覆蓋，還可作沙地隔水層、系防滲漏層、沙地改良劑和沙地增溫劑等。B、作業(yè)簡便:在常溫下不凝固，可直接用機(jī)械施工。C、沒有毒害:對(duì)植物生長無影響。D、節(jié)約用量:與瀝青比較，一般可節(jié)省用量50~70%。E、價(jià)格較低:比一般化學(xué)治沙材料低1~2倍。但是瀝青乳液在使用中，因?yàn)r青中的物質(zhì)和樹脂易被大氣中氧、光、熱、水分和微生物等破壞，導(dǎo)致瀝青性能變壞，如軟化點(diǎn)升高，針入度下降，延伸度減少，使固結(jié)層逐漸變脆、發(fā)硬、失塑性、發(fā)生老化。以至最后開裂被風(fēng)掏蝕、為了克服這些缺點(diǎn)，常加入改性劑如膠乳、高強(qiáng)度樹脂、硅藻土等，以提高它的抗性。

①組成:瀝青化合物是一種含有瀝青或粘油、水和礦物粉末(黃土、壤土、水泥或石灰)的暗棕色粘性混合物質(zhì)。前蘇聯(lián)道路研究所哈薩克分所研制的一種固定流沙的化合物，其組成為瀝青MG~70/30或粘油30~50%;礦物粉30~40%，水30~35%。

②制備:將MG~70/30瀝青或枯油、礦物粉和水按規(guī)定的比例配好(一般30%~50%的瀝青或粘油，30%~50%的礦石粉，30%~35%的水，裝入灰漿攪拌機(jī)中進(jìn)行強(qiáng)力攪拌即可制成)。

③噴灑:將制成的化合物進(jìn)行稀釋，其稀釋比根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采用1:1~1:10，用泥漿泵噴灑在沙面上即可。噴灑量一般為6~81/m2滲入沙層厚度為10~30mm。一次用量不易太大，可分多次噴灑，間隔半月到兩月再噴。否則容易造成滲透不及或淌到低注處積聚，形成沙面瀝青沉淀不均勻。

①組成:油、水、乳化劑油酸、穩(wěn)定劑三乙醇胺。

②油~膠乳溶液制備:將油100份，水15~30份，油酸2~4份，三乙醇胺1~2份(其中油酸和三乙醇胺分別起到乳化劑和穩(wěn)定劑的作用)混合在一起裝入攪拌機(jī)中，然后以50轉(zhuǎn)/分的速度，轉(zhuǎn)動(dòng)15~20分鐘。即可制成良好穩(wěn)定性的油一膠乳液，這種乳液可以貯存一年半而不分離。

③噴灑:油~膠乳(OLE)固沙，目的在于以簡單的方法使少量的橡膠乳液分布在大面積的沙面上，同時(shí)還能得到強(qiáng)性較高的膜。另外將膠乳加入油乳液中，還能改善膠乳的工藝特性，提高噴灑時(shí)抗硬水稀釋性質(zhì)和防止通過細(xì)小噴嘴時(shí)發(fā)生凝聚作用?？梢灾苯佑门渲坪玫挠蛜膠乳溶液向沙面上噴灑，要使流沙在6m/s風(fēng)速下不發(fā)生移動(dòng)現(xiàn)象，膠乳用量為17.5g/m2，風(fēng)速較高時(shí)((10~12m/s)，膠乳用量應(yīng)增加到26.0~28.5g/m2。

①組成:生泥炭、土堿或石灰、水。

②泥炭膠液制備:制取泥炭膠液可用抽出法。取生泥炭10份，土堿或石灰1份，水100份用鐵鍋煮2~3h，去掉殘?jiān)媚z液。

③噴灑:每平方厘米噴灑0.2~0.35m1(每畝用量1~2噸)的泥炭膠曬干后，在沙面上既形成1~2mm厚的暗褐色膠結(jié)層，不帶泥炭殘?jiān)哪z液曬干后膠結(jié)層很硬，每平方厘米抗壓力可達(dá)1300~1600g，能抵抗12.16m/s風(fēng)速。

④泥炭膠固沙的特點(diǎn):沙區(qū)低濕沼澤有較為豐富的泥漿資源，可把泥炭經(jīng)過處理得到的有機(jī)膠液用于固沙。把這種膠液噴灑在沙丘上能獲得較好的固沙效果。由于制造泥漿膠液操作方法簡單，在有泥炭資源的地區(qū)可用于固沙。

①組成:高分子聚合物材料屬于水溶性或油溶性化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)，通常使用的有聚丙烯酞胺、聚乙烯醇，聚酷酸乙烯乳液等多種。

②制備:根據(jù)所采用的治沙液的特征，確定是否需要加工處理。如聚丙烯酸胺通常有粉狀和粘稠狀水溶液兩種，可按1:5或1:10的比例稀釋后直接噴灑。

③噴酒:在水源條件好的地區(qū)，可先用水或乳化劑的稀榕液濕潤沙面，以增加噴灑液的滲透深度;噴灑速度不宜太快，也不宜太慢，使噴出的溶液能均勻滲入沙層;一般在較熱季節(jié)進(jìn)行噴灑，使化學(xué)藥液有較好的滲透速度和滲透深度。噴后注意保持沙面穩(wěn)定，嚴(yán)禁人畜踐踏破壞。

④特點(diǎn):使用高分子聚合物固定流沙，處理手續(xù)和施工簡便，可改善勞動(dòng)條件和縮短工期。聚乙烯醉和聚和酸乙烯乳液溶解稀釋后即可直接用于固沙。

常見化學(xué)膠結(jié)物有瀝青乳劑、油葉巖礦液、合成樹脂、合成橡膠等，也可使用一些天然有機(jī)物，如褐煤、泥炭、城市垃圾廢物、樹脂等。

化學(xué)固沙是指在風(fēng)沙危害地區(qū)，利用化學(xué)材料與工藝，對(duì)易產(chǎn)生沙害的沙丘或沙質(zhì)地表建造一層能夠防止風(fēng)力吹揚(yáng)又具有保持水分和改良沙地性質(zhì)的固結(jié)層，以達(dá)到控制和改善沙害環(huán)境，提高沙地生產(chǎn)力的技術(shù)措施。

化學(xué)固沙始于20世紀(jì)30年代，迄今已有近70年的歷史。1934年，前蘇聯(lián)首先開展了瀝青乳液固沙試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)由于受原材料和技術(shù)的影響，發(fā)展很慢。60年代以后，隨著人工合成高分子聚合物工業(yè)的迅速發(fā)展，化學(xué)固沙才有了較快的發(fā)展和較多的應(yīng)用。采用化學(xué)固沙的國家越來越多，治理規(guī)模越來越大;治沙材料日益豐富，產(chǎn)品種類不斷更新;化學(xué)固沙與植物固沙的結(jié)合，不僅固定了流沙，而且促進(jìn)了植物的生長，改善了生態(tài)環(huán)境，化學(xué)固沙已逐步發(fā)展成為干旱地區(qū)或有風(fēng)沙危害地區(qū)防止沙害，開發(fā)利用沙區(qū)資源的重要工程技術(shù)手段之一。特別是具有豐富石油資源的一些沙漠地區(qū)國家更為突出。在我國由于化學(xué)固沙相對(duì)于其他治沙措施成本較高，常在鐵路、公路、工礦等重點(diǎn)建設(shè)中采用。

中科院天然資源與地輿環(huán)境研究所研究員申元村說:"化學(xué)固沙收效快，多用于風(fēng)沙危害能造成重大經(jīng)濟(jì)損失的地區(qū)，如機(jī)場(chǎng)、鐵路、公路等，往往作為植物固沙的輔助性和過渡性措施。 "