[发明专利]人工鱼礁混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料和海洋工程的交叉领域，涉及一种人工鱼礁混凝土及其制备方法。

背景技术

21世纪是“海洋的世纪”， 各个国家将把海洋战略发展提升到前所未有的战略高度，海洋经济发展将站在一个新的历史起点上。在加快海洋经济发展的同时，近海生态环境和资源约束也将进一步面临难题。发展一种对海洋环境的恢复和改善的系统已经成为必不可少的趋势。当前世界各国竞相开展了以海洋牧场命名的生态修复海洋工程开发项目。

海洋牧场的几种方法中，人工鱼礁是立体使用水体，其效果最好，它可以提高鱼类捕劳产量。人工鱼礁海洋生态修复机理是通过人工鱼礁对藻类的吸附作用、鱼礁附着生物的滤食作用、鱼礁区大量生物摄食对赤潮引发因子的抑制作用，以及礁体阻碍海底有机物的释放等功能，降低水体富营养化程度，起到净化水质和减少赤潮发生的效用。建设人工鱼礁对生态环境的修复和改善，保护和诱鱼，保护沙滩，休闲生态旅游业的发展有着重要的意义。

由于混凝土材料本身的特性，让它具有一系列的优点，可以制备出不同形状规格、结构复杂、外形美观的人工鱼礁体，在近几十年的发展中，混凝土人工鱼礁的使用呈上升趋势。2010年广东竹州、横州投放了 500件人工鱼礁礁体，在投放过程中，东奥渔民宣言礁区就是“渔民的银行”。

人工鱼礁混凝土在今后的发展中将会遇到以下几个问题：（1）钢筋混凝土人工鱼礁所采用的普通硅酸盐水泥pH值高，不利藻类附着和生长，且其碳排放量高。（2）为了减少运输成本，人工鱼礁宜在海边建造，但海边淡水和河砂资源匮乏。（3）海洋中盐类侵蚀和生物腐蚀，导致混凝土膨胀劣化和钢筋腐蚀，使得钢筋混凝土人工鱼礁寿命降低。

另外专利号200810241021公开了采用粉煤灰、高炉矿渣、煤矸石、二水石膏、脱硫石膏、硫酸铁等为原料制成的混凝土人工鱼礁的低碱度胶凝材料及制备方法。该方法制成的人工鱼礁pH值与海水接近，也可以达到较高的强度。但是该种胶凝材料在海洋环境下的稳定性以及耐久性如何未知。

专利号200910076730公开了一种以冶金渣为主要原料的人工鱼礁制备方法，该方法对河砂筛分分级，将粒径小于5mm的砂与钢渣、矿渣、水泥熟料按比列混磨制备混凝土，并经高温养护后获得高强混凝土人工鱼礁。该方法制得的人工鱼礁pH值与海水接近。但是该方法在制备过程中需采用高温养护，在工程施工中不大实际，另外它的耐久性如何也未知。

本专利采用快硬硫铝酸盐水泥、阻锈剂、海砂、海水和石子等为原料，采用海水养护，配制出与海洋生态具有相容性的人工鱼礁混凝土。采用海砂、海水作为人工鱼礁混凝土的原材料，采用海水养护，原材料来源方便，节约经济。另外硫铝酸盐水泥生产能耗低于硅酸盐水泥，其CO₂排放量基本上是硅酸盐水泥排放量的一半，其抗渗性是硅酸盐水泥的2倍以上，且碱性低，28d在海水浸泡下表面pH渗出值接近海水。本专利采用其作为人工鱼礁混凝土的胶凝材料具有较好的耐久性。

发明内容

本发明的目的是以快硬硫铝酸盐水泥、海砂、石子、海水、外加剂为原料制备人工鱼礁。不需要采用普通硅酸盐水泥，减少碳排放量；另外采用海砂、海水可以就地取材，降低成本，节省能源；用该方法制备出的人工鱼礁混凝土在短时间内可让混凝土鱼礁表面的pH值达到海水的pH值，有利于水生生物的附着和生长，促进海洋生态修复。

本发明采用技术方案是：一种人工鱼礁混凝土，以水泥、拌合水、细骨料、石子和外加剂为原料配制而成，其中水泥：拌合水：细骨科：石子的质量配比为1:（0.3～0.5）:（1～1.8）:（2.4～3.4）。

进一步的，所述的水泥为42.5快硬硫铝酸盐水泥；所述的细骨料为海砂；所述的拌合用水为海水。

进一步的，所述的外加剂包括缓凝剂、减水剂和三乙醇胺。

进一步的，所述的缓凝剂的含量为水泥含量的0.2～0.4%；所述减水剂的含量为水泥含量的1～2%；所述三乙醇胺的含量为水泥含量的1～2%。

同时，本发明提供一种人工鱼礁混凝土的制备方法，该人工鱼礁混凝土以水泥、拌合水、细骨料、石子和外加剂为原料配制而成，其中水泥：拌合水：细骨科：石子的质量配比为1:（0.3～0.5）:（1～1.8）:（2.4～3.4）；将人工鱼礁混凝土浇筑12~24小时后拆模；将拆模后的人工鱼礁混凝土进行海水养护7~28天。

进一步的，所述的水泥为42.5快硬硫铝酸盐水泥；所述的细骨料为海砂；所述的拌合用水为海水。

进一步的，所述的外加剂包括缓凝剂、减水剂和三乙醇胺。