一种用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体制造技术

本发明专利技术公开了一种珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体。它括混凝土材质礁体，至少在混凝土材质礁体的表面分布有铁纤维。本发明专利技术的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其在表面具有高密度均匀分布的高碳铸铁纤维，其既具备普通混凝土礁体的生产成本优势(较普通混凝土礁体提高25％～30％)和结构优点，即混凝土礁体三维结构丰富及可为珊瑚幼虫提供更多的附着空间，亦具备金属礁体的化学和生物性能优点，即可提高珊瑚幼体的附着率，且高碳铸铁纤维因含碳量高铁纤维中铁分子与碳分子较易形成原电池金属发生氧化反应活泼，所产生的生物化学反应可促进造礁石珊瑚的钙化生长。

A Composite Concrete Artificial Ecological Reef for Coral Reef Ecological Restoration

The invention discloses a composite concrete material artificial ecological reef body for coral reef ecological restoration. It includes concrete reefs, at least iron fibers are distributed on the surface of concrete reefs. The artificial reef made of composite concrete material for coral reef ecological restoration has the advantages of high density and uniform distribution of high carbon cast iron fibers on the surface, production cost advantages of ordinary concrete reef (25%-30% higher than that of ordinary concrete reef) and structure advantages, i.e., abundant three-dimensional structure of concrete reef and more attachment space for coral larvae. It also has the advantages of chemical and biological properties of metal reefs, which can improve the attachment rate of coral larvae, and high carbon cast iron fibers are more prone to react actively with iron and carbon molecules in high carbon iron fibers to form primary cell metals. The biochemical reactions can promote the calcification growth of reef-forming corals.

【技术实现步骤摘要】
一种用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体
：本专利技术属于珊瑚礁生态修复领域，具体涉及一种用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体。
技术介绍
：由于造礁石珊瑚生长以及珊瑚礁的自然恢复过程缓慢，目前国际上普遍认为珊瑚礁的管理需要从被动的保护转变成主动恢复的策略。利用人工生态礁体可以使受损珊瑚礁区内的基底得以稳固、修复，重构礁区三维结构，增加造礁石珊瑚自然补充的附着基底，加速其自然恢复过程，为其他功能生物种群增值、修复的总体实施提供良好的底质基础。我们利用人工生态礁对受损、破碎的珊瑚礁区进行基地稳固和礁体三维框架结构修复，为造礁石珊瑚及礁栖生物提供适宜的生境，加速珊瑚礁生态系统自然恢复的进程。目前国际珊瑚礁生态系统修复普遍采用金属以及混凝土材质作为人工生态礁体主要框架材料。混凝土材质礁体相对金属材质礁体在单位体积制作成本上有明显优势，并且可为珊瑚幼体提供更多的可供附着面积，外形可塑性及三维结构丰富度也较好；在底质通用性以及礁体材料耐久性方面混凝土材质亦普遍优于金属礁体。金属礁体则在对珊瑚幼体诱导附着和促造礁石珊瑚生长钙化效果上有明显优势。国内外研究已证明，部分种类的造礁石珊瑚浮浪幼虫明显会对铁材质基质进行选择性附着，并且在自然海区的实际生态修复应用中金属礁体在单位面积幼体附着律上亦要明显优于混凝土材质礁体；而且金属材料氧化腐蚀过程中所产生的微电流会促进海水中的碳酸钙析出并在表面沉浸，这对造礁石珊瑚钙化生长会有促进效果。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种针对珊瑚礁生态系统轻度至重度受损区域的造礁石珊瑚群落恢复、破碎底质稳定及礁体立体结构修复的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其广泛适用于热带珊瑚礁区礁岩、珊瑚砾石碎屑底质区域的珊瑚礁生态修复工程。本专利技术的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，包括混凝土材质礁体，其特征在于，至少在混凝土材质礁体的表面分布有铁纤维。优选，所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体是在制混凝土的浆料中添加铁纤维，然后制成人工生态礁体(即用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，下同)。掺杂在原料浆料中，可以使整个用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体都均匀含有丰富的铁纤维。所述的铁纤维的添加量为人工生态礁体总质量的3～10％。优选，所述的铁纤维的纤维长度30mm～60mm。优选，所述的铁纤维为含碳量为质量分数3.5％～4.0％的铸铁纤维。优选，所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体呈锥台状。进一步优选，所述的锥台状的人工生态礁体其内部中空，锥台的上台面和下底面分别设有上开口和下开口，上开口和下开口与人工生态礁体的内部中空相连通，由此形成中空体。优选，所述的中空体的形状为与锥台状的人工生态礁体相对应，只是小一些。这样可以使得多个人工生态礁体可以叠放在一起，具有节省空间和易于转运吊装的设计特点，在实际运输过程中没有出现挤压破损情况。优选，在人工生态礁体的外露面，如侧面或上台面设有珊瑚固定装置，用于固定珊瑚。优选，在侧面和/或上台面设有膨胀管，固定珊瑚的时候可以在膨胀管中安装T型珊瑚固定铆钉，T型横杆可帮助珊瑚株固定并防止其移动和滑脱。本专利技术的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其在表面具有高密度均匀分布的高碳铸铁纤维，其既具备普通混凝土礁体的生产成本优势(较普通混凝土礁体提高25％～30％)和结构优点，即混凝土礁体三维结构丰富及可为珊瑚幼虫提供更多的附着空间，亦具备金属礁体的化学和生物性能优点，即可提高珊瑚幼体的附着率，且高碳铸铁纤维因含碳量高铁纤维中铁分子与碳分子较易形成原电池金属发生氧化反应活泼，所产生的生物化学反应可促进造礁石珊瑚的钙化生长。附图说明：图1是本专利技术的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体的结构示意图(剖视图)；图2是本专利技术的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体的结构示意图(俯视图)其中1、锥台；2、下底面；3、上台面；4、下开口；5、上开口；6、中空体；7、塑料膨胀管；8、通孔；9、侧面。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1：如图1和图2所示，本实施例的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体为正六面形的锥台1，锥台的下底面2为正六边形，锥台的上台面3为正六边形，锥台的下底面中部设有正六边形的下开口4，锥台的上台面中部设有正六边形的上开口5，锥台状的复合混凝土材质人工生态礁体内部中空，上开口和下开口与人工生态礁体的内部中空相连通，由此形成中空体6。所述的中空体的形状为与锥台状的人工生态礁体形状相对应，只是等比例小一些，在复合混凝土材质人工生态礁体的侧面9和上台面3埋设有塑料膨胀管7，在复合混凝土材质人工生态礁体的各侧面9设有一个通孔8与内部的中空体6相通。所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体是通过以下方法制备的：采用GB175-2007《通用硅酸盐水泥》P.O42.5普通硅酸盐水泥为主要材料，然后添加高碳铸铁纤维作为人工生态礁体主要化学和生物性能材料，再添加混凝土用的其他助剂，混合形成浆料，以钢筋制作内部框架以增强礁体整体结构强度，按照混凝土常规制备方法制备，成品结构强度按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》达到C30混凝土规定，整个人工生态礁体按照上述锥台结构，采用标准金属模具一次性脱模制作。也就是说本专利技术的人工生态礁体只是在常规的混凝土材质礁体的制作过程的混凝土的原料浆料中添加高碳铸铁纤维，其他与常规的混凝土材质礁体的制作过程相同。所述的高碳铸铁纤维的添加量为人工生态礁体总质量的6.5％，所述的高碳铸铁纤维，其C含量为3.5～4％，高碳铸铁纤维的纤维长度为30mm～60mm，由此获得用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体。以不添加高碳铸铁纤维，其他制作过程相同的制得的普通混凝土材质礁体作为对照。制成的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其表面高密度均匀分布有高碳铸铁纤维，用力摩擦礁体表面纤维不脱落，礁体破裂后断面亦有铸铁纤维分布。本实施例的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其在表面具有高密度均匀分布的高碳铸铁纤维，其既具备普通混凝土礁体的生产成本优势(较普通混凝土礁体提高25％～30％)和结构优点，即混凝土礁体三维结构丰富及可为珊瑚幼虫提供更多的附着空间，亦具备金属礁体的化学和生物性能优点，即可提高珊瑚幼体的附着率，且高碳铸铁纤维因含碳量高铁纤维中铁分子与碳分子较易形成原电池金属发生氧化反应活泼，所产生的生物化学反应可促进造礁石珊瑚的钙化生长。本实施例的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，采用立体多孔洞设计，适用水深3m～20m涵盖造礁石珊瑚主要生长分布水深范围，除了可提高礁体在较强水动力环境下的稳定性防止出现翻覆、位移外还可丰富修复礁区的三维结构，增加珊瑚幼体可附着面积，为礁栖鱼类及小型底栖生物生物提供适宜栖息的小生境，有助于修复区域整体生物量及生物多样性的提高。本实施例的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，为底播珊瑚提供高于原始基底的底播空间位点，单个人工生态礁体可供底播移植珊瑚3～7株，在水下于预植的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，包括混凝土材质礁体，其特征在于，至少在混凝土材质礁体的表面分布有铁纤维。

【技术特征摘要】
1.一种用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，包括混凝土材质礁体，其特征在于，至少在混凝土材质礁体的表面分布有铁纤维。2.根据权利要求1所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其特征在于，所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体是在制混凝土的浆料中添加铁纤维，然后制成人工生态礁体，即为用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体。3.根据权利要求1或2所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其特征在于，所述的铁纤维的添加量为人工生态礁体总质量的3～10％。4.根据权利要求1或2所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其特征在于，所述的铁纤维的纤维长度30mm～60mm。5.根据权利要求1或2所述的用于珊瑚礁生态修复的复合混凝土材质人工生态礁体，其特征在于，所述的铁纤维为含碳量为质量分数3.5％～4.0％的铸铁纤维。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，张浴阳，黄晖，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44