[发明专利]一种服役的海洋钢筋混凝土工程生态型防腐蚀方法

说明书

本发明涉及一种海洋固着生物防腐蚀技术，尤其涉及一种服役的海洋钢筋混凝土工程生态型防腐蚀方法，所属海洋固着生物与海洋工程交叉学科领域。本发明包括：混凝土结构修建位置海区调查；牡蛎眼点幼虫的培养；混凝土表面清理；混凝土结构的建造；涂料的涂刷及养护；现场附着；监测幼虫附着与管理。本发明采用一种诱导固着生物的水泥基涂料，既具有可快速诱导固着生物附着、变态及促进长期生长的特点，还具有施工简单和易于涂刷的特点，开发出一种海洋环境下钢筋混凝土工程的海洋固着生物新型的防腐蚀技术，其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，并改变了服役工程的生态环境现状，修复已破坏的生态环境。

技术领域

本发明涉及一种海洋固着生物防腐蚀技术，尤其涉及一种服役的海洋钢筋混凝土工程生态型防腐蚀方法，所属海洋固着生物与海洋工程交叉学科领域。

背景技术

钢筋混凝土广泛应用于海洋基础设施建设中，如海港码头、跨海大桥、海洋平台和海底隧道等。然而，因氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀问题极大的缩短其服役寿命，给社会带来巨大的经济负担。迄今为止，具有代表性的钢筋混凝土防腐蚀技术主要包括高性能混凝土、表面涂层、FRP筋、钢筋阻锈剂和电化学防护技术等。这些防腐蚀技术存在的缺点或不足，如施工难度大、材料易老化耐久性不足、长期不可预见性、成本高等中的一个或多个。此外，目前的防腐蚀技术大多数是针对于浪溅区，而对于潮差区的防腐蚀措施非常有限。对于服役工程的修复措施更少，且维修成本更高。

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，然后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。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。因此，在服役海洋混凝土工程表面诱导固着生物快速、致密地附着是实现服役工程防腐蚀成功的关键。目前，国内外关于牡蛎附着变态的研究主要如下：

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。

目前随着混凝土在海洋工程中的大量应用，特别是近期的牡蛎礁修复工程等，混凝土已经成为一种使用最普遍的海洋固着生物附着的底质材料。但是混凝土材料与传统的贝壳、石灰石、橡胶轮胎以及塑料板等有很大的不同。混凝土碱度高、钙离子高，还含有丰富的其它离子，如钾、钠离子等，对牡蛎的附着和生长有很大的影响。目前虽然有一些牡蛎礁修复工程等采用新制作的混凝土构件、废弃的混凝土等作为修复底物，但是效果并不理想。

二、不同类型水泥的混凝土对海洋植物和固着生物的影响