КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГРУНТОВ ОТ ЭРОЗИИ Российский патент 2006 года по МПК C09K17/14 

Изобретение относится к строительству и охране окружающей среды, в частности к технологии закрепления откосов насыпных инженерных сооружений - промплощадок, дорог, мостовых переходов и т.д., а также к способам рекультивации нарушенных ландшафтов - песчаных карьеров и эродированных склонов.

Известна композиция для рекультивации песчаных карьеров, содержащая семена многолетних трав, минеральные удобрения, гуматы и бентонитовые шламы [1].

Недостатком известной композиции является слабый противоэрозионный эффект, коробление и шелушение бентонитового покрытия при высыхании.

Известна также композиция (прототип) в способе создания профилактического покрытия против ветровой и водной эрозии, в которой в качестве закрепляющего мелиоранта используется водный раствор поливинилового спирта [2].

Недостатком известного прототипа является ограниченный период его применения, так как для осуществления способа (перевода полимера в гелеобразное состояние) требуется замораживание обработанного раствором полимера минерального субстрата, которое происходит лишь в начале зимы. Кроме того, недостатком этой композиции является ограниченное время действия такого покрытия, так как полимер за 3-5 лет разлагается на свету и эффект закрепления песчаного субстрата пропадает.

Цель изобретения - повышение противоэрозионного эффекта, расширение времени использования стабилизирующей композиции на период положительных температур воздуха и увеличение ее срока действия.

Цель достигается тем, что используется композиция, содержащая водный раствор поливинилового спирта, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит инициатор гелеобразования, в качестве которого используют карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ).

Композиция, с целью увеличения срока действия профилактического покрытия, может содержать дополнительно семена многолетних трав, минеральные удобрения и гуматы при следующем соотношении компонентов на 10 литров смеси в г:

- поливиниловый спирт25-150- карбоксиметилцеллюлоза50-150- семена многолетних трав20-60- минеральные удобрения20-60- гуматы50-100- водаостальное

Такая композиция позволяет за короткий промежуток времени, в первые часы, за счет появления эластичного пленочного покрытия на поверхности песчаного субстрата защитить его от эрозии или провести инженерно-биологическую рекультивацию отработанных песчаных карьеров. Время всхода и укоренения растений и появление дернового слоя составляет в среднем 1-2 месяца. Срок действия противоэрозионного дернового слоя во времени не ограничен.

Пример 1. Для обработки каждого квадратного метра поверхности готовят по 10 л композиции при следующем соотношении основных компонентов: поливиниловый спирт - 25 г, КМЦ - 150 г. Композицию готовят в следующей последовательности. В воду засыпают порошок водорастворимого полимера - поливинилового спирта. После его полного растворения, непосредственно перед применением композиции, в раствор полимера вносят сухой порошок КМЦ, так чтобы его набухание произошло в основном после нанесения композиции на поверхность закрепляемого субстрата. На защищаемую поверхность минерального субстрата композицию наносят наливом сверху вниз по склону или дождеванием из расчета 10 л/м².

Пример 2. Для обработки каждого квадратного метра поверхности готовят по 10 л композиции при следующем соотношении основных компонентов: поливиниловый спирт - 150 г, КМЦ - 50 г. Далее аналогично примеру 1.

Пример 3. Для обработки каждого квадратного метра поверхности готовят по 10 л композиции при следующем соотношении компонентов: семена многолетних трав - 40 г, минеральные удобрения - 40 г, гуматы - 40 г, КМЦ - 75 г, ПВС - 75 г, вода - остальное. Семена многолетних трав, минеральные удобрения и гуматы вносят в раствор полимера в смеси с КМЦ. Далее аналогично примеру №1.

Поливиниловый спирт после гелеобразования образует на поверхности минерального субстрата эластичную светопрозрачную пленку. Часть полимера адсорбируется в верхнем 3-5 см слое минерального субстрата, связывая частицы песка. Пленка защищает минеральный субстрат от эрозии, высыхания, предохраняет семена от уноса ветром и смыва дождем, а питательные вещества от вымывания.

Кроме того, пленка образует парниковый эффект, что создает благоприятные стартовые термовлажностные условия для сплошного задернения. Карбоксиметилцеллюлоза с течением времени разлагается, создавая дополнительную питательную среду для растений. Это дает двойную пользу от ее применения.

В таблице 1 приведены средние нормы высева семян многолетних трав, используемые для приготовления композиции. Для закрепления более крутых склонов, на которых больше энергия водного потока, необходимо увеличить содержание семян, минеральных удобрений, гуматов, полимера, но снизить содержание КМЦ в пределах указанных интервалов значений. Минимальное содержание компонентов применяется для рекультивации закрытых песчаных карьеров при малых углах уклона поверхности минерального субстрата.

В таблице 2 приведены данные испытания композиции, оцениваемые по зависимости эрозионной устойчивости защищенного песчаного субстрата от состава композиции по соотношению ПВС и КМЦ. В качестве показателя эрозионной устойчивости принято отсутствие эрозии при ливневом стоке, то есть при наихудших условиях. Как видно из таблицы композиция начинает работать от содержания ПВС 25 г/м². Оптимальное соотношение составляет по 75 г/м² ПВС и КМЦ, когда имеется противоэрозионный эффект и высокая всхожесть растений. При достижении содержания ПВС 200 г/м² устойчивость от эрозии песчаного субстрата достигается, но прорастание семян многолетних трав затруднено, ввиду появления плотной корки полимера на поверхности песчаного субстрата.

Использование предложенной композиции для защиты насыпных земляных сооружений от водной и ветровой эрозии и рекультивации нарушенных ландшафтов позволяет в короткий срок, в период года с положительной температурой воздуха, с небольшими затратами, экологически безопасными методами, механизированным способом решить проблему профилактического задернения и закрепления больших площадей.

Источники информации, принятые во внимание при информационном поиске

1. Годунова Т.С., Дедиков Е.В., Демин В.М., Медко В.В., Голубкин В.К. Утилизация бентонитовых шламов в рекультивации земель на северных месторождениях. // Газовая промышленность, 2003, №1. С.81-83.

2. SU 1790593 A3, С 09 К 17/00, Бюл. №3 от 23.01.93.

ТАБЛИЦЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1.
Средние нормы высева семян различных видов из расчета 40 г смеси семян на 10 литров композиции или на 1 м²Виды растенийСредние нормы высева, в гКострец безостый20Овсяница овечья4Овсяница красная4Мятлик луговой4Овсяница луговая1Волоснец ситниковый1Лисохвост луговой1Ежа сборная1Бекмания обыкновенная1Тимофеевка1Райграс многолетний1Полевица побегоносная1Таблица 2.
Зависимость эрозионной устойчивости защищенного песчаного субстрата от состава композиции по соотношению ПВС и КМЦ при средней норме высева семянN/пРецептура, г/м²Средняя плотность всходов, шт/см²Наличие эрозионной устойчивости при ливневом стокеПВСКМЦ1000,1-0,2нет21000,2-0,3нет3251505-10есть4757512-17есть51505010-15есть6200500,1-0,3есть

Изобретение относится к строительству и охране окружающей среды и может быть использовано при закреплении откосов насыпных инженерных сооружений - промплощадок, дорог, мостовых переходов и т.п., а также при рекультивации нарушенных ландшафтов - песчаных карьеров и эродированных склонов. Композиция содержит водный раствор поливинилового спирта и инициатор гелеобразования. В качестве инициатора гелеобразования используют карбоксиметилцеллюлозу. Композиция может дополнительно содержать семена многолетних трав, минеральные удобрения и гуматы. Изобретение позволяет повысить противоэрозионный эффект, расширить время использования стабилизирующей композиции и увеличить срок ее действия. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Композиция для защиты грунтов от эрозии, содержащая водный раствор поливинилового спирта, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит инициатор гелеобразования, в качестве которого используют карбоксиметилцеллюлозу.2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит семена многолетних трав, минеральные удобрения и гуматы при следующем соотношении компонентов на 10 л смеси в г:

Поливиниловый спирт25-150Карбоксиметилцеллюлоза50-150Семена многолетних трав20-60Минеральные удобрения20-60Гуматы50-100ВодаОстальное