[发明专利]一种以废弃混凝土制备超低水泥人工鱼礁混凝土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃混凝土和海水湿排粉煤灰的处理技术领域，特别是提供了一种以废弃混凝土制备超低水泥人工鱼礁混凝土的方法。

背景技术

近年来，渔业资源衰退已成为世界性问题，世界各国普遍认识到渔业资源衰退的威胁，纷纷加大了对渔业资源的保护力度。日本最先提出了海洋牧场的设想，近20多年来已有很多沿海国家都投放了人工鱼礁以建造海洋牧场。采用具有良好海洋生态相容性的人工鱼礁材料以及科学的礁体与礁群设计，对于保护海洋生态环境、净化海水和海洋生物资源的增殖具有重要作用。

日本每年投入600亿日元用于鱼礁建设，建礁体积每年约600万空立方米。目前全日本的建礁材料主要有混凝土及钢铁两种。其中混凝土礁占80%，钢铁礁占20%，其沿海遍布的7000多处由人工鱼礁形成的渔场，不仅恢复了曾经被污染的海域生态环境，还促进了沿岸渔业的可持续发展。美国建设人工鱼礁与游钓渔业紧密结合，其沿海各地设置的人工鱼礁共有1200处，每年人工鱼礁建设面积每年以5%~10%的速度增长，全美因游钓渔业所带来的社会效益达500亿美元。我国大陆海岸线总长3.2万多千米，岛屿海岸线长1.4万多千米，较大海湾有150个，多港阔水深的天然港口，为了稳定渔业生产发展，我国具有巨大的人工鱼礁建设需求。

目前，我国沿海某些电厂的粉煤灰，还在采用海水湿排粉煤灰的方法进行粉煤灰排放。由于海水湿排粉煤灰中氯离子含量高，因此将其用于普通的水泥和混凝土受到了严格的限制。因此大量堆积的海水湿排粉煤灰一直没有得到有效利用，储存在海边灰池里污染着邻近海域。同时，随着工业化、城市化进程的加速，城市新建、扩建拆迁或维修施工中产生的建筑垃圾，成为城市垃圾的主要组成部分，每年建筑垃圾中预计废弃混凝土约18～34亿吨。并且随着建筑业和公路交通的迅猛发展，预计今后混凝土碎块的产生量将增多，并呈逐年上升趋势。绝大部分是未经任何处理便被运往填埋场。许多城市都出现了垃圾包围城市的现象。

虽然对废弃混凝土进行破碎和分选生产再生混凝土骨料已研究多年，但由于采用再生骨料所制备的混凝土，其强度性能和耐久性能均达不到由天然岩石破碎而形成的新鲜骨料所配制的混凝土的性能，再加上再生骨料生产成本在多数情况下不低于普通天然岩石骨料的生产成本，因此再生混凝土骨料在地表建筑结构中的应用一直未能取得突破。

由于人工鱼礁的原料消耗量极大，不适合从跟海岸线较远的地方取得，而沿海大城市又在每年产生大量的废弃混凝土，同时由于大部分人工鱼礁不需要太高的强度，也不需要像地标建筑结构那样高的抗冻融性和抗碳化性。因此选择城市垃圾中的废弃混凝土制备再生混凝土骨料和用来制备人工鱼礁，是大量消耗废弃混凝土和补充人工鱼礁巨量原料需求和避免再生骨料不足之处的因地制宜的方法。

利用废弃混凝土作再生骨料除了能避免其对混凝土的不利因素的影响外，还有额外的益处：

 (1) 其原始骨料一般为石灰质或花岗质、部分为片麻岩、混合片麻岩、玄武岩、辉绿岩；接近中性或弱碱性。

(2) 其中的水泥胶凝材料经过长期服役和再加工过程，大部分被碳化，碱性降低。

在目前的人工鱼礁建设中，混凝土及钢铁两种材料被视为较有前景的建礁材料。其中混凝土材料可以制备出形状多样、规格各异、结构复杂的人工鱼礁体。但是普通水泥混凝土人工鱼礁在投海早期阶段也存在不适宜一些海洋生物生长的因素。因为普通水泥混凝土的碱性强，pH值通常大于13，而海水的pH值约为 8.3。由于混凝土中Ca(OH)₂在海水中的不断溶解，导致礁体表面及附近海水pH值大大升高，这种强碱性条件对普通海洋生物的育成具有危害作用。它破坏对水产资源有益的藻类及微生物的栖息环境，造成鱼类等幼仔缺乏饵料而难以生存。所以用普通混凝土不能直接用来建造鱼类增殖礁、在早期不能很好地发挥作用。

公开号为CN 1775010A的专利描述了一种人工鱼礁的生产方法，首先制作一个立体鱼礁骨架，并将充满可流动物质的软管模放入鱼礁骨架内，在混凝土凝固后将管模内物质倒出，并将管模抽出，从而形成多空鱼礁，其混凝土的水泥、砂、石比例为3～5：2～4：3～4，但所得鱼礁碱度较高，该专利没有涉及废弃混凝土和海水湿排粉煤灰的利用问题。