[发明专利]一种海洋环境下生态型高耐久混凝土结构建造方法

说明书

本发明涉及一种海洋混凝土生态工程，尤其涉及一种海洋环境下生态型高耐久混凝土结构建造方法，属于海洋生态工程领域。建造方法由以下部分构成：(1)混凝土结构修建位置海区调查；(2)牡蛎眼点幼虫的培养；(3)混凝土结构的建造；(4)现场附着；(5)监测幼虫附着与管理。本发明采用海洋固着生物新型的防腐蚀技术，可以大幅度提高钢筋混凝土耐久性，同时改善该海域的生态环境，并改变了建造混凝土工程破坏生态环境的现状，反而可以修复已破坏的生态环境。

技术领域

本发明涉及一种海洋混凝土生态工程，尤其涉及一种海洋环境下生态型高耐久混凝土结 构建造方法，属于海洋生态工程领域。

背景技术

海洋不仅是人类资源的宝库，也是一个天然的腐蚀环境。在海洋混凝土结构中，氯离子 侵蚀导致钢筋锈蚀极大程度降低了混凝土的耐久性。为了提高混凝土的耐久性进而提高海洋 混凝土结构的服役寿命，学者和技术人员提出了诸如高性能混凝土、表面涂层、FRP筋、钢 筋阻锈剂和电化学防护技术等防腐措施。但这些防腐蚀技术都存在施工难度大、材料易老化 耐久性不足、长期不可预见性、成本高等缺点中的一个或多个。此外，目前的防腐蚀技术容 易对海洋的生态环境造成一定的影响。像电化学腐蚀法改变结构周边海域电流场，排斥了生 物群落多样性的形成，对海洋生物的繁殖及发育产生不利影响；表面涂层法所采用的涂料还 容易对海洋环境造成污染，破坏原有的生态环境。

潮差区混凝土工程表面常覆盖着大量的固着生物，如牡蛎、藤壶等。研究表明，牡蛎和 藤壶分泌的生物胶能堵塞混凝土表层毛细孔，阻碍离子和气体的出入，提高混凝土的抗渗性， 进而提高其耐久性，且固着生物附着越致密，防护的效果越明显。利用海洋固着生物防腐不 仅具有主动、经济、环保的特点，而且弥补了当下钢筋混凝土防腐蚀技术在潮差区和水下区 的局限性。这是海洋混凝土与海洋固着生物学科交叉，开创了钢筋混凝土结构防腐蚀新兴研 究领域。

同时，由于近几十年沿海经济的快速发展且不注重环境保护，已造成沿海生态大规模破 坏，并且已对我国海岸的生态和经济造成了巨大影响。而目前国家一系列相关政策的出台， 我国海洋工程建设也将迎来一个高峰期，同时大规模建设的海洋工程及保障其周围海域稳定 的防波堤使海洋本就脆弱的生态系统进一步破坏。若不采取适当的生态环境保护，必将给海 洋沿岸的生态带来更大的灾难。同时大多数沿海基础设施无法拆除，且所在海域的生态需要 修复，使得人们逐渐意识到在大量的基础设施上进行生态化技术的应用，可以有效改善或修 复海域的生态。因此，建设具有良好生态效应的混凝土工程，或者对现有的混凝土工程生态 化等来改善近海生态环境是非常重要和迫切的。

因此，使牡蛎大量、致密的附着在混凝土表面，对海洋工程建设和海洋生态环境都有重 大的意义。其体现在：不仅能提高混凝土的耐久性，牡蛎是“生态工程师”，还能净化水体、 修复海洋环境，从而实现生态修复，促进人与自然和谐发展，达到双赢！

然而，在一些海域，固着生物受外界环境的影响，经常出现附着稀疏、松散甚至无附着 的现象。这给海洋环境下生态型高耐久混凝土结构的建设带来了相当大的困扰，如何让牡蛎 快速、致密地在混凝土上附着、变态及快速生长是生态型高耐久混凝土结构建设最关键的一 环。目前国内外对海洋固着生物的相关研究如下：

一、离子对海洋固着生物幼虫附着、变态的影响

国内外对于海洋固着生物幼虫附着、变态诱导的研究主要集中在溶液中的离子浓度对其 的影响，深入研究的离子和物质有K⁺、NH₃、Ca²⁺和Cu²⁺，前三种离子或者物质在适宜的浓 度下均可促进牡蛎的附着或变态，但Cu²⁺促进作用不明显，甚至大浓度时会增加幼虫的死亡 率。K⁺则通过影响细胞膜的行为，诱导幼虫变态；NH₃则是进入细胞内，导致了细胞内的pH 值上升，随后引起行为通路的神经元去极化，进而诱导固着变态。尽管在溶液中进行了较多 的固着生物在聚乙烯板、贝壳、瓦片等不同物质表面的附着、变态研究，但在实际海洋混凝 土工程中应用时，此类方法不容易实现或者成本太高。