人工魚礁混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種人工魚礁混凝土及其制備方法，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(zhì)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(yǎng)護7～28天。該人工魚礁混凝土及其制備方法特點在于以快硬硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，這種膠凝材料水化后產(chǎn)生的Ca(OH)2少。這種人工魚礁混凝土采用海水養(yǎng)護，性能優(yōu)異，在天然海域中，其表層滲出孔隙液pH值在短時間內(nèi)與海水相接近，有利于海藻、微生物等海生物的附著和繁殖，同時具有優(yōu)異的工作性、高強度和較高耐久性。
【專利說明】人工魚礁混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料和海洋工程的交叉領(lǐng)域，涉及一種人工魚礁混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀是“海洋的世紀”，各個國家將把海洋戰(zhàn)略發(fā)展提升到前所未有的戰(zhàn)略高度，海洋經(jīng)濟發(fā)展將站在一個新的歷史起點上。在加快海洋經(jīng)濟發(fā)展的同時，近海生態(tài)環(huán)境和資源約束也將進一步面臨難題。發(fā)展一種對海洋環(huán)境的恢復(fù)和改善的系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少的趨勢。當(dāng)前世界各國競相開展了以海洋牧場命名的生態(tài)修復(fù)海洋工程開發(fā)項目。
[0003]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(chǎn)量。人工魚礁海洋生態(tài)修復(fù)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(qū)大量生物攝食對赤潮引發(fā)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(yǎng)化程度，起到凈化水質(zhì)和減少赤潮發(fā)生的效用。建設(shè)人工魚礁對生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和改善，保護和誘魚，保護沙灘，休閑生態(tài)旅游業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
[0004]由于混凝土材料本身的特性，讓它具有一系列的優(yōu)點，可以制備出不同形狀規(guī)格、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形美觀的人工魚礁體，在近幾十年的發(fā)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(qū)就是“漁民的銀行”。
[0005]人工魚礁混凝土在今后的發(fā)展中將會遇到以下幾個問題:(I)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(dǎo)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。
[0006]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(huán)境下的穩(wěn)定性以及耐久性如何未知。
[0007]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(jīng)高溫養(yǎng)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(yǎng)護，在工程施工中不大實際，另外它的耐久性如何也未知。
[0008]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(yǎng)護，配制出與海洋生態(tài)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(yǎng)護，原材料來源方便，節(jié)約經(jīng)濟。另外硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)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?jié)B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(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)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(jié)省能源；用該方法制備出的人工魚礁混凝土在短時間內(nèi)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(tài)修復(fù)。
[0010]本發(fā)明采用技術(shù)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(zhì)量配比為1:(0.3~0.5):(1~
1.8): (2.4 ~3.4)。
[0011]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。
[0012]進一步的，所述的外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。
[0013]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I~2% ;所述三乙醇胺的含量為水泥含量的I~2%。
[0014]同時，本發(fā)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(zhì)量配比為1: (0.3~0.5): (I~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(yǎng)護7~28天。
[0015]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。
[0016]進一步的，所述的外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。
[0017]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I~2% ;所述三乙醇胺的含量為水泥含量的I~2%。
[0018]進一步的，所述人工魚礁混凝土澆筑時間為24小時。
[0019]進一步的，所述人工魚礁混凝土海水養(yǎng)護為28天。
[0020]本發(fā)明優(yōu)點如下:
(I)采用快硬硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，碳排放量比普通硅酸鹽水泥降低一半，并且成本也比普通硅酸鹽水泥低，它具有早強性能，在3d的時候水化達到80%，孔隙較為致密，有利于海水養(yǎng)護；PH值低，可以改善魚礁周邊水生物的生存環(huán)境。
[0021](2)使用海砂和海水作為原材料的拌合物有利于就地取材，節(jié)約大量成本。
[0022](3)混凝土試塊拆模后，采用海水浸泡養(yǎng)護取代淡水養(yǎng)護，工藝簡單，節(jié)約材料成本和運輸成本，綠色環(huán)保。
[0023](4)添加三乙醇胺阻銹劑，采用快硬硫鋁酸鹽水泥，可延緩鋼筋的銹蝕，提高人工魚礁的使用壽命。
【具體實施方式】
[0024]為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0025]一種人工魚礁混凝土，其以水泥、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(zhì)量配比為1: (0.3~0.5): (I~1.8): (2.4~3.4);其制備方法如下:先將水泥、細骨料、石子組成的混合物在攪拌機中干拌，再將外加劑溶于拌合水后倒入干拌過的混合物中攪拌；將攪拌后的人工魚礁混凝土進行澆筑；在人工魚礁混凝土澆筑時間達12~24小時后拆模，并進行海水養(yǎng)護7~28天。
[0026]在本實施例，所述人工魚礁混凝土澆筑時間優(yōu)先選用24小時，所述人工魚礁混凝土澆筑海水養(yǎng)護優(yōu)先選用28天。
[0027]在本實施例，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。
[0028]在本實施例，所述的外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺，所述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I~2% ;所述三乙醇胺的含量為水泥含量的I~2%。
[0029]在本實施例中，引入普通硅酸鹽水泥混凝土作為對比組。根據(jù)人工魚礁抗壓強度的要求，按照JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》及實際經(jīng)驗，設(shè)計混凝土配合比，見表1。表1中編號的含義是:B表示標準養(yǎng)護，H表示海水養(yǎng)護；S表示采用快硬硫鋁酸鹽水泥，P表示采用普通硅酸鹽水泥；I表示C30混凝土，2表示C50混凝土。外加劑(緩凝劑、減水劑、三乙醇胺)摻量為水泥的質(zhì)量百分比。
【權(quán)利要求】
1.一種人工魚礁混凝土，其特征在于: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(zhì)量配比為1: (0.3~0.5): (I~1.8):(2.4 ~3.4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工魚礁混凝土，其特征在于:所述水泥為42.5快硬硫鋁酸鹽水泥，所述細骨料為海砂，所述拌合水為海水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工魚礁混凝土，其特征在于:所述外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工魚礁混凝土，其特征在于:所述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I~2%，所述三乙醇胺的含量為水泥含量的I~2%。
5.一種人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于: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(zhì)量配比為1:(0.3~0.5): (I~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(yǎng)護7~28天。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于:所述水泥為42.5快硬硫鋁酸鹽水泥，所述細骨料為海砂，所述拌合水為海水。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于:所述外加劑包括緩凝劑、減水劑和三乙醇胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于:所述緩凝劑的質(zhì)量配比為水泥的0.2~0.4%，所述減水劑的質(zhì)量配比為水泥的I~2%，所述三乙醇胺的質(zhì)量配比為水泥的I~2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于:所述人工魚礁混凝土澆筑時間為24小時。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工魚礁混凝土的制備方法，其特征在于:所述人工魚礁混凝土海水養(yǎng)護為28天。
【文檔編號】C04B14/06GK103467048SQ201310422908
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】季韜, 陳彩藝, 葉益龍 申請人:福州大學(xué)