[发明专利]一种氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁及其制备方法

说明书

本发明属于固废资源综合利用领域，提供一种氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁及制备方法，其原材料为：矿渣120‑190份；贝壳80‑120份；石膏20‑40份；氧化镁10‑20份；减水剂2‑5份；消泡剂1‑2份；氢氧化钠1‑2份；拌合水50‑70份。制备方法为：首先，将消泡剂、氢氧化钠、减水剂加入拌合水中，搅拌3min，形成均匀的拌合溶液；其次，将矿渣、氧化镁、石膏、贝壳加入至搅拌锅中搅拌均匀，再加入拌合溶液搅拌均匀，将制备的浆体浇注于模具中；最后，将试样在空气环境中养护后拆模。本发明制备的氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁不仅具有较低的生产成本，还有较好的强度、耐久性，同时溶出液pH值低，具备较好的海洋生态性能，有利于推动工业源固废资源矿渣、海岸源固废资源贝壳的综合利用，具有显著的环保、经济及工程应用价值。

技术领域

本发明属于固废资源综合利用领域，通过综合利用工业源固废矿渣、海岸源固废贝壳等，涉及一种生态型地聚物人工鱼礁，特别涉及一种基于氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁及其制备方法。

背景技术

我国海域广阔，拥有丰富海洋渔业资源。近海生物品种繁多，有鱼类1694 种，近海的虾蟹类600多种，沿海分布有常见藻类200多种。经济价值较大鱼类有150多种，重要的捕捞对象有带鱼、鲱、鲅、大黄鱼、小黄鱼、鲆、金线鱼、鳕、沙丁鱼、鲨鱼、鳗鱼等；具有经济价值的软体动物有乌贼、章鱼、鲍鱼、扇贝等；节肢动物有对虾、毛虾、龙虾、梭子蟹、锯缘青蟹等；还有各种藻类。丰富的海洋资源使海洋经济成为沿海地区经济发展的重要组成部分，但目前我国整体海洋水域生产利用率较低，具有较大的提升潜力。

丰富的海洋资源为推进我国海洋牧场建设提供了良好基础。海洋牧场的核心设施是人工鱼礁，其目的是改善海域生态环境，为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。目前全世界已有50 多个国家和地区正大力建设人工鱼礁，主要分布于地中海、加勒比海、东南亚、东亚、北美、澳洲以及太平洋诸岛国。所取得的生态、经济效益也日益显著。目前人工鱼礁建设的主要原材料为水泥混凝土材料，但水泥混凝土材料生产成本高、海洋环境中耐久性较差，碱性成分溶出也容易造成海洋生态环境污染，因此开发生产成本低、耐久性高、海洋生态性能好的新型人工鱼礁对于推进我国海洋牧场建设与海洋生态文明建设具有十分重要的意义。

随着全球温室效应日益突出，碳排放问题成为了世界关注的焦点。现代建筑离不开水泥、钢材等建筑材料，而水泥、钢材生产时不仅需要耗费大量煤炭资源，还会排放大量二氧化碳，同时还有粉煤灰、矿渣等固废堆放。因此，水泥、钢铁等材料在为人类发展进步带来助力的同时，也产生了明显的环境危害。矿渣是指矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品。在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的SiO₂及Al₂O₃等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经过淬冷成质地疏松、多孔的粒状物，即为高炉矿渣，简称矿渣。我国是钢铁产量大国，钢铁产业的多年发展也堆存了巨量的矿渣，仅2019年全国年产矿渣约1.1亿吨，因此矿渣等工业固废的综合利用已迫在眉睫。经过多年的研究发展，2018年全国矿渣的综合利用率已超过75％，主要通过制备水泥、混凝土、免烧砖瓦、陶粒、墙体材料、路基材料等方式利用矿渣，但仍有大量堆存矿渣亟待解决，进一步拓宽矿渣等工业固废资源的综合利用渠道是提高其综合利用率的关键。

本发明涉及一种氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁及其制备方法，是以工业源固废矿渣、海岸源贝壳以及氧化镁、石膏等作为主要原材料，通过氧化镁激发矿渣活性的方法获得一种生产成本低、强度较高、耐久性较好、生态性能优异的地聚物人工鱼礁，具有显著的创新意义以及环保、工程实用价值，市场前景非常广阔。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种氧化镁激发矿渣地聚物人工鱼礁及其制备方法，所述材料为一种基于工业固废资源矿渣、海岸固废资源贝壳的地聚物材料，目的是综合利用固废资源矿渣、海岸资源贝壳生产一种人工鱼礁，显著降低现有水泥混凝土材质人工鱼礁的生产成本，提高其耐久性，降低碱性成分溶出，获得一种新型低成本、高生态性能的人工鱼礁。