[發明專利]人工魚礁混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201310422908.7
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103467048A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 季韜;陳彩藝;葉益龍
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B24/12;C04B14/06;C04B40/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于建筑材料和海洋工程的交叉領域，涉及一種人工魚礁混凝土及其制備方法。

背景技術

21世紀是“海洋的世紀”，?各個國家將把海洋戰略發展提升到前所未有的戰略高度，海洋經濟發展將站在一個新的歷史起點上。在加快海洋經濟發展的同時，近海生態環境和資源約束也將進一步面臨難題。發展一種對海洋環境的恢復和改善的系統已經成為必不可少的趨勢。當前世界各國競相開展了以海洋牧場命名的生態修復海洋工程開發項目。

海洋牧場的幾種方法中，人工魚礁是立體使用水體，其效果最好，它可以提高魚類捕勞產量。人工魚礁海洋生態修復機理是通過人工魚礁對藻類的吸附作用、魚礁附著生物的濾食作用、魚礁區大量生物攝食對赤潮引發因子的抑制作用，以及礁體阻礙海底有機物的釋放等功能，降低水體富營養化程度，起到凈化水質和減少赤潮發生的效用。建設人工魚礁對生態環境的修復和改善，保護和誘魚，保護沙灘，休閑生態旅游業的發展有著重要的意義。

由于混凝土材料本身的特性，讓它具有一系列的優點，可以制備出不同形狀規格、結構復雜、外形美觀的人工魚礁體，在近幾十年的發展中，混凝土人工魚礁的使用呈上升趨勢。2010年廣東竹州、橫州投放了?500件人工魚礁礁體，在投放過程中，東奧漁民宣言礁區就是“漁民的銀行”。

人工魚礁混凝土在今后的發展中將會遇到以下幾個問題：（1）鋼筋混凝土人工魚礁所采用的普通硅酸鹽水泥pH值高，不利藻類附著和生長，且其碳排放量高。（2）為了減少運輸成本，人工魚礁宜在海邊建造，但海邊淡水和河砂資源匱乏。（3）海洋中鹽類侵蝕和生物腐蝕，導致混凝土膨脹劣化和鋼筋腐蝕，使得鋼筋混凝土人工魚礁壽命降低。

另外專利號200810241021公開了采用粉煤灰、高爐礦渣、煤矸石、二水石膏、脫硫石膏、硫酸鐵等為原料制成的混凝土人工魚礁的低堿度膠凝材料及制備方法。該方法制成的人工魚礁pH值與海水接近，也可以達到較高的強度。但是該種膠凝材料在海洋環境下的穩定性以及耐久性如何未知。

專利號200910076730公開了一種以冶金渣為主要原料的人工魚礁制備方法，該方法對河砂篩分分級，將粒徑小于5mm的砂與鋼渣、礦渣、水泥熟料按比列混磨制備混凝土，并經高溫養護后獲得高強混凝土人工魚礁。該方法制得的人工魚礁pH值與海水接近。但是該方法在制備過程中需采用高溫養護，在工程施工中不大實際，另外它的耐久性如何也未知。

本專利采用快硬硫鋁酸鹽水泥、阻銹劑、海砂、海水和石子等為原料，采用海水養護，配制出與海洋生態具有相容性的人工魚礁混凝土。采用海砂、海水作為人工魚礁混凝土的原材料，采用海水養護，原材料來源方便，節約經濟。另外硫鋁酸鹽水泥生產能耗低于硅酸鹽水泥，其CO₂排放量基本上是硅酸鹽水泥排放量的一半，其抗滲性是硅酸鹽水泥的2倍以上，且堿性低，28d在海水浸泡下表面pH滲出值接近海水。本專利采用其作為人工魚礁混凝土的膠凝材料具有較好的耐久性。

發明內容

本發明的目的是以快硬硫鋁酸鹽水泥、海砂、石子、海水、外加劑為原料制備人工魚礁。不需要采用普通硅酸鹽水泥，減少碳排放量；另外采用海砂、海水可以就地取材，降低成本，節省能源；用該方法制備出的人工魚礁混凝土在短時間內可讓混凝土魚礁表面的pH值達到海水的pH值，有利于水生生物的附著和生長，促進海洋生態修復。

本發明采用技術方案是：一種人工魚礁混凝土，以水泥、拌合水、細骨料、石子和外加劑為原料配制而成，其中水泥：拌合水：細骨科：石子的質量配比為1:（0.3～0.5）:（1～1.8）:（2.4～3.4）。

進一步的，所述的水泥為42.5快硬硫鋁酸鹽水泥；所述的細骨料為海砂；所述的拌合用水為海水。

進一步的，所述的外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。

進一步的，所述的緩凝劑的含量為水泥含量的0.2～0.4%；所述減水劑的含量為水泥含量的1～2%；所述三乙醇胺的含量為水泥含量的1～2%。

同時，本發明提供一種人工魚礁混凝土的制備方法，該人工魚礁混凝土以水泥、拌合水、細骨料、石子和外加劑為原料配制而成，其中水泥：拌合水：細骨科：石子的質量配比為1:（0.3～0.5）:（1～1.8）:（2.4～3.4）；將人工魚礁混凝土澆筑12~24小時后拆模；將拆模后的人工魚礁混凝土進行海水養護7~28天。

進一步的，所述的水泥為42.5快硬硫鋁酸鹽水泥；所述的細骨料為海砂；所述的拌合用水為海水。

進一步的，所述的外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。