專利名稱：一種以廢棄混凝土制備超低水泥人工魚礁混凝土的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢棄混凝土和海水濕排粉煤灰的處理技術領域，特別是提供了一種以廢棄混凝土制備超低水泥人工魚礁混凝土的方法。
背景技術：
近年來，漁業(yè)資源衰退已成為世界性問題，世界各國普遍認識到漁業(yè)資源衰退的威脅，紛紛加大了對漁業(yè)資源的保護力度。日本最先提出了海洋牧場的設想，近20多年來已有很多沿海國家都投放了人工魚礁以建造海洋牧場。采用具有良好海洋生態(tài)相容性的人工魚礁材料以及科學的礁體與礁群設計，對于保護海洋生態(tài)環(huán)境、凈化海水和海洋生物資源的增殖具有重要作用。日本每年投入600億日元用于魚礁建設，建礁體積每年約600萬空立方米。目前全日本的建礁材料主要有混凝土及鋼鐵兩種。其中混凝土礁占80%，鋼鐵礁占20%，其沿海遍布的7000多處由人工魚礁形成的漁場，不僅恢復了曾經(jīng)被污染的海域生態(tài)環(huán)境，還促進了沿岸漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。美國建設人工魚礁與游釣漁業(yè)緊密結合，其沿海各地設置的人工魚礁共有1200處，每年人工魚礁建設面積每年以5°/Γ Ο%的速度增長，全美因游釣漁業(yè)所帶來的社會效益達500億美元。我國大陸海岸線總長3. 2萬多千米，島嶼海岸線長I. 4萬多千米，較大海灣有150個，多港闊水深的天然港口，為了穩(wěn)定漁業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，我國具有巨大的人工魚礁建設需求。目前，我國沿海某些電廠的粉煤灰，還在采用海水濕排粉煤灰的方法進行粉煤灰排放。由于海水濕排粉煤灰中氯離子含量高，因此將其用于普通的水泥和混凝土受到了嚴格的限制。因此大量堆積的海水濕排粉煤灰一直沒有得到有效利用，儲存在海邊灰池里污染著鄰近海域。同時，隨著工業(yè)化、城市化進程的加速，城市新建、擴建拆遷或維修施工中產(chǎn)生的建筑垃圾，成為城市垃圾的主要組成部分，每年建筑垃圾中預計廢棄混凝土約18 34億噸。并且隨著建筑業(yè)和公路交通的迅猛發(fā)展，預計今后混凝土碎塊的產(chǎn)生量將增多，并呈逐年上升趨勢。絕大部分是未經(jīng)任何處理便被運往填埋場。許多城市都出現(xiàn)了垃圾包圍城市的現(xiàn)象。雖然對廢棄混凝土進行破碎和分選生產(chǎn)再生混凝土骨料已研究多年，但由于采用再生骨料所制備的混凝土，其強度性能和耐久性能均達不到由天然巖石破碎而形成的新鮮骨料所配制的混凝土的性能，再加上再生骨料生產(chǎn)成本在多數(shù)情況下不低于普通天然巖石骨料的生產(chǎn)成本，因此再生混凝土骨料在地表建筑結構中的應用一直未能取得突破。由于人工魚礁的原料消耗量極大，不適合從跟海岸線較遠的地方取得，而沿海大城市又在每年產(chǎn)生大量的廢棄混凝土，同時由于大部分人工魚礁不需要太高的強度，也不需要像地標建筑結構那樣高的抗凍融性和抗碳化性。因此選擇城市垃圾中的廢棄混凝土制備再生混凝土骨料和用來制備人工魚礁，是大量消耗廢棄混凝土和補充人工魚礁巨量原料需求和避免再生骨料不足之處的因地制宜的方法。利用廢棄混凝土作再生骨料除了能避免其對混凝土的不利因素的影響外，還有額外的益處
(I)其原始骨料一般為石灰質(zhì)或花崗質(zhì)、部分為片麻巖、混合片麻巖、玄武巖、輝綠巖；接近中性或弱堿性。(2)其中的水泥膠凝材料經(jīng)過長期服役和再加工過程，大部分被碳化，堿性降低。在目前的人工魚礁建設中，混凝土及鋼鐵兩種材料被視為較有前景的建礁材料。其中混凝土材料可以制備出形狀多樣、規(guī)格各異、結構復雜的人工魚礁體。但是普通水泥混凝土人工魚礁在投海早期階段也存在不適宜一些海洋生物生長的因素。因為普通水泥混凝土的堿性強，pH值通常大于13，而海水的pH值約為8.3。由于混凝土中Ca(OH)2在海水中的不斷溶解，導致礁體表面及附近海水PH值大大升高，這種強堿性條件對普通海洋生物的育成具有危害作用。它破壞對水產(chǎn)資源有益的藻類及微生物的棲息環(huán)境，造成魚類等幼仔缺乏餌料而難以生存。所以用普通混凝土不能直接用來建造魚類增殖礁、在早期不能很好地發(fā)揮作用。
發(fā)明者倪文, 伏程紅, 王中杰, 吳輝, 范敦城, 李瑾 申請人:北京科技大學