[发明专利]一种服役的海洋防波堤生态化方法

权利要求书

1.一种服役的海洋防波堤生态化方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)混凝土结构修建位置海区调查：调研该海区的牡蛎优势种属以及是否有牡蛎附着，并对该海区进行不同季节的气温、海水温度、溶解氧、浮游生物、总溶解无机氮、活性磷酸盐、活性硅酸盐，Ca²⁺、Zn²⁺、K⁺进行调研，以及历年台风次数，强度进行调研；

(2)混凝土质附着基制备：制作表面粗糙的轻质混凝土牡蛎附着基，其形状为板状的附着基、波浪形附着基和圆筒形附着基中的一种；

(3)牡蛎苗的定量采集及养殖：当地海域的牡蛎浮游幼虫集中附着变态期，将附着基放置到附近海域的采苗区，当牡蛎幼虫的附着量为15～25个/100cm²停止采苗；然后将其移到饵料丰富的海域进行浮式养殖；

(4)防波堤表面清理：退潮后，进行混凝土结构表面的海洋固着生物、海洋植物的铲除和清理，然后采用高压水枪冲刷；

(5)涂料的涂刷及养护：在混凝土结构表面涂刷一种用于海洋工程表面诱导固着生物的水泥基涂料，并进行1～3d的养护；

(6)牡蛎附着基现场放置：将(3)中的牡蛎的性腺发育分期为成熟期的牡蛎基固定在潮差区位置的固定架上；

(7)监测幼虫附着：监测牡蛎幼虫在混凝土结构表面的附着情况，当30～40个/100cm²时，移走牡蛎附着基到牡蛎附苗较少的区域；

(8)营养物质添加及管理：通过定期监测该区域的浮游生物、营养物质与Ca²⁺，放置可自动控制的营养桶，丰富浮游生物的量，并给牡蛎的生长提供钙离子的支持；

所述的牡蛎附着基，由胶凝材料、轻质粗骨料、轻质细骨料、水、深色颜料、生物钙粉、碳酸钙粉、微量元素、短切纤维和超塑化剂制成，胶凝材料、轻质粗骨料、轻质细骨料、水、深色颜料、生物钙粉、碳酸钙粉、微量元素、短切纤维和超塑化剂重量配比依次为：21.8％～34.5％、24.6％～37.5％、15.8％～29.6％、8.4％～16.4％、0.6～3.0％、0.4％～2.0％、0.4％～2.0％、0.2％～1.8％、0.1％～1.0％和0.03％～0.15％；

所述的牡蛎附着基的原材料中，所述深色颜料为：氧化铁黑、苯胺黑、炭黑、硫化锑、氧化铁红、有机颜料红中的一种或两种；根据对混凝土的性能影响程度，进行这些颜料的改性，采用透明树脂、有机硅、二甲硅氧烷、超疏水材料中的一种进行改性处理；

所述的生物钙粉为牛骨粉，生物碳酸钙粉包括牡蛎壳粉、鱼骨粉、鸡蛋壳粉、珊瑚粉中几种复合，其细度为100目～1000目；对100目到500目间的鸡蛋壳粉、珊瑚粉、牡蛎壳粉、鱼骨粉采用以下酸进行处理，包括乙酸、醋酸、硅酸、亚硫酸中的一种或两种；以及对100目到500目牛骨粉采用以下酸处理，包括稀释的磷酸、硫酸、盐酸和硝酸中的一种或两种；

所述的碳酸钙粉为：方解石、白垩、石灰岩、大理石、文石、石灰华粉末，以及经加工处理的活性碳酸钙、碳酸钙晶须和超细轻质碳酸钙中的几种，且细度大于200目；

所述的微量元素为：锌、铁、钾和磷，其可以选择天然矿物或工业产品，包括硫酸锌、磷酸钙、磷酸锌、硫酸钾、硝酸钾、硫酸铁、硝酸铵、磷酸钾、磷酸铵、磷酸铁中一种或多种，并对其进行改性，使之实现相应离子的缓释及减少或者消除对混凝土性能的不良影响；不过，对于富营养化的区域，不选择有氮、磷元素的物质；

所述的胶凝材料为：掺加矿物掺合料的硅酸盐类水泥，硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料中一种；其中掺加矿物掺合料的硅酸盐类水泥中的矿物掺合料包括硅灰、矿渣粉和粉煤灰中的一种或多种组合；硫铝酸盐水泥，包括快硬硫铝酸盐水泥、高强硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥中的一种或两种；碱激发胶凝材料为碱激发矿渣、碱激发矿渣+粉煤灰中的一种；

所述的轻质粗骨料为最大粒径小于20mm破碎的轻质多孔的玄武岩、轻质的陶粒中的一种或两种；

所述的轻质细骨料为破碎后的沸石、轻质陶砂中的一种或两种，其粒径为0.2mm～5mm；

所述的短切纤维为长12～20mm的无机纤维，包括玄武岩纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维中的几种；

其制备方法包括如下步骤：

S1：根据牡蛎幼虫的喜好附着粗糙表面的特点，设计不同的粗糙度，然后制造出不同粗糙度的成型模板；

S2：称量胶凝材料、轻质粗骨料、轻质细骨料、水、深色颜料、生物钙粉、碳酸钙粉、微量元素、短切纤维和超塑化剂；

S3：先将轻质粗骨料、轻质细骨料放入混凝土搅拌机中搅拌0.5～1分钟；然后加入胶凝材料、深色颜料和生物钙粉、碳酸钙粉和微量元素，再继续搅拌1～2分钟；然后加入短切纤维、水和超塑化剂搅拌2～6分钟；搅拌均匀后，进行浇筑、振捣；

S4：将拆模后的混凝土试件立即放置于高浓度CO₂养护箱中养护0.5至5小时，降低水泥试件的碱度，随后进行标准养护28d；

即可制得诱导效果佳的表面粗糙的水泥混凝土质牡蛎附着基。