一种人工鱼礁的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种人工鱼礁的制备方法，属于海洋环境保护技术领域。本发明专利技术在混凝土基体料浆中加入隔水作用的钠基膨润土，能够使混凝土发泡形成多孔结构的混凝土，它还能够在混凝土成型后固定外界的部分金属离子，硅酸钠溶于水后形成胶状硅酸钠水溶液，因而混凝土的防水渗透性能提高，本发明专利技术的防水孔道的保护剂为改性酚醛树脂，其中添加辉钼石粉和液体石蜡，辉钼石中含大量硫元素，人工鱼樵以聚乙烯亚胺为氨基改性剂，通过混凝土表面的二氧化硅胺基功能化，使二氧化硅与酚醛树脂能够脱水缩合，人工鱼樵由微观结构致密的多孔混凝土为基材，通过防水保护剂覆盖表面和内部宏观的孔道，有利于更多海藻生物的固着生长，吸引周围的鱼类，应用前景广阔。

A Method of Preparing Artificial Reef

【技术实现步骤摘要】
一种人工鱼礁的制备方法
本专利技术公开了一种人工鱼礁的制备方法，属于海洋环境保护

技术介绍
人工鱼礁是人工设置的诱使鱼类聚集、栖息的海底堆积物。人工鱼礁一般有较明显的集鱼效果，可使鱼类滞留于礁区的时间延长，渔场扩大，并使鱼类得到增殖。已发现集鱼和增殖效果较好的有鲆、鲽类、鲷类以及石斑鱼、黑鲪、六线鱼等定栖性岩礁鱼类。浮鱼礁对诱集金枪鱼、鲣、竹鱼等有良好作用。人工鱼礁区的捕捞作业利用率和渔获量一般可高于其周围海区，有的渔获量可成倍增加。浅海增殖礁的效果也明显稳定。人工鱼礁集鱼的原因，在于礁上大量附着、孳生甲壳类、贝类、多毛类幼虫等多种生物，可诱集鱼类索饵。而鱼礁形成的上升水流、涡流等复杂流态则可将海底营养盐和沉积的有机物带至中、上层，增加水域的肥沃度，促使饵料生物的繁殖生长，进一步吸引鱼类集结。有些鱼类向人工鱼礁游集、栖息，与其先天的趋触性等有关。人工鱼礁按不同的制造材料可分为石块、混凝土、轮胎、玻璃钢、钢材等制作的鱼礁；按形状可分为正方体形、多面体形、锥形、圆筒形、半圆形等以及多种形状的大型组装鱼礁；按建设目的可分为渔获型（最主要的）、保护型、培育型、诱导型鱼礁和浅海增殖礁等。还按建设规模，由小到大依次分为普通型、大型鱼礁、人工礁渔场和海域礁。用混凝土来建造人工鱼礁具有一系列优点，混凝土材料可以制备出形状多样、规格各异、结构复杂、外形美观的人工鱼礁体。然而普通水泥混凝土碱性强，pH值通常大于12.7，而海水的pH值约为8.3。由于混凝土中氢氧化钙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。且现有混凝土防水性能差，容易被海水中盐类侵蚀。国内外已广泛开展了人工鱼礁的建设，近年来正在向大体积、大孔洞率、结构复杂的方向发展。美国的reefball基金会，开发出一种形如“鸡笼”的人工鱼礁，并拥有名称为reefball的专利。但这种人工鱼礁采用普通混凝土制成，生产过程中不仅耗费大量水泥，对降低生产成本和生产能耗不利，而且采用天然砂石骨料也会对自然环境造成负面影响。公开专利描述了一种用于制造混凝土人工鱼礁的低碱度胶凝材料的方法，其特征是利用高炉水淬矿渣、粉煤灰、炉渣等原料，磨细到一定比表面积，得到用于制造混凝土人工鱼礁的低碱度胶凝材料。该专利中采用的固体废弃物虽能降低生产成本，但它们都是普通水泥混凝土中常用的固体废弃物。另外该专利中采用了河砂、海砂、石灰岩碎石作为骨料，固体废弃物利用率较低，而且所得的人工鱼礁混凝土的强度有限，不能用于制备大体积、大孔洞率和结构复杂的人工鱼礁。另有公开专利描述了一种含有纳米尾矿的鱼礁胶凝材料及其制造方法，该方法中水泥熟料在胶凝材料中的用量仍然较大，且制备出的混凝土的强度在30～60MPa左右。两专利的强度水平同样不适合制备低成本、大体积、大孔洞率和结构复杂的人工鱼礁。因此，专利技术一种防水性能好，不易被海水中盐类侵蚀人工鱼礁对海洋环境保护
是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对普通混凝土人工鱼樵由于氢氧化钙在海水中的不断溶解，导致礁体表面及附近海水呈碱性，对普通海洋生物的育成具有危害作用，并且现有混凝土防水性能差，容易被海水中盐类侵蚀的缺陷，提供了一种人工鱼礁的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种人工鱼礁的制备方法为：（1）按重量份数计，将4～5份聚乙烯亚胺溶于装有40～50份无水甲醇搅拌釜中，加热升温至70～80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，得到氨基改性液，向氨基改性液中放入发泡混凝土，浸渍2～3h，自然干透后，得到胺基化混凝土；（2）将防水保护剂加热升温，流入上述胺基化混凝土的孔隙中，放入设定温度为120～130℃的鼓风干燥机中，干燥40～45min，得到多孔鱼礁，将备用的海藻泥粘附于上述多孔鱼樵表面，随后放入海边浅滩上养护2～3周后，待多孔鱼樵表面长出海藻，即得人工鱼礁；发泡混凝土制备方法为：（1）将普通硅酸盐水泥与粉煤灰混合后，加入水搅拌20～30min得到料浆，控制料浆温度在40～50℃，再加入天然钠基膨润土、300目海泡石、质量分数为40%的硅酸钠溶液以70～80r/min的转速在水泥胶砂搅拌机中搅拌2～4min得到基体料浆；（2）将500～600mL质量分数为45%的氢氧化钠溶液，200～300g松香粉末加入到反应釜中，加热升温至70～80℃，以80～90r/min的转速搅拌反应40～50min，降温至室温得到反应液，将反应液用质量分数为10%盐酸调节pH，得到发泡剂溶液，将发泡剂溶液与基体料浆混合放入装有钢筋的发泡模具中，自然干透后得发泡混凝土；防水保护剂制备方法为：在三口烧瓶中加入80～85g苯酚、85～90mL质量分数为37%的甲醛水溶液和1～3g氢氧化钠，向三口烧瓶中加入14～16g液体石蜡，20～25g辉钼石粉，加热升温至100～110℃，启动搅拌器，以200～300r/min转速搅拌，保温反应40～50min，随后将三口烧瓶用胶管连接抽气口抽真空，减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，出料，待温度降至室温后得到防水保护剂；海藻泥制备方法为：取褐藻与绿藻置于粉碎机中粉碎得到海藻碎料，将所得海藻碎料、海水、贝壳粉、壳聚糖酶、沼液混合，自然光照下培养6～7天后滤干水分，得到海藻泥。胺基化混凝土制备过成中，进一步限定氨基改性液与发泡混凝土的质量比为1︰3。防水保护剂使用前需要先升温至140～150℃。发泡混凝土制备方法中基体料浆各原料，按重量份数计，包括普通硅酸盐水泥90～100份、粉煤灰30～40份、水130～150份、天然钠基膨润土10～20份、300目海泡石20～30份、质量分数为40%的硅酸钠溶液30～35份。发泡混凝土制备方法中将发泡剂溶液与基体料浆混合质量比1︰6。发泡混凝土制备方法中盐酸调节反应液pH应为9～10。防水保护剂制备方法中减压蒸馏脱水时，进一步限定抽真空后三口烧瓶内压力为50～200Pa。海藻泥制备方法中海藻泥按重量份数计，按重量份数计，包括褐藻30～40份、绿藻10～15份、海水300～350份、贝壳粉40～50份、壳聚糖酶8～10份、沼液30～40份。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在混凝土基体料浆中加入隔水作用的钠基膨润土，钠基膨润土为片状晶体结构，各个层由非常微小的薄层与水分子层隔开，钠离子位于各层的表面，当与外界水分子接触时，水分子就被吸附在薄层上，当水分子吸附达到平衡时，膨润土形成稳定的胶体，形成防水层，以松香的皂化液作为发泡剂溶液成分，不仅能够使混凝土发泡形成多孔结构的混凝土，它还能够在混凝土成型后固定外界的部分金属离子，减少海水中盐类对混凝土的侵蚀，减少钠基膨润土中的钠离子交换，使钠基膨润土的防水效果更为持久，此外混凝土中加入较大比例的硅酸钠，硅酸钠与水泥浆中钙离子反应生成水化硅酸钙C—S—H胶核，可以促使水泥的水化诱导期提前结束，同时，硅酸钠溶于水后形成胶状硅酸钠水溶液，其粒径比水泥颗粒的粒径小，其微粒可充填入水泥颗粒及其水化形成的空隙，改善塑性态浆体与水泥石的微观结构，使得水泥颗粒之间的空隙及水化形成孔喉变得更小，增加流体流动的阻力，降低失水量，而且堵塞一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人工鱼礁的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将4～5份聚乙烯亚胺溶于装有40～50份无水甲醇搅拌釜中，加热升温至70～80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，得到氨基改性液，向氨基改性液中放入发泡混凝土，浸渍2～3h，自然干透后，得到胺基化混凝土；（2）将防水保护剂加热升温，流入上述胺基化混凝土的孔隙中，放入设定温度为120～130℃的鼓风干燥机中，干燥40～45min，得到多孔鱼礁，将备用的海藻泥粘附于上述多孔鱼樵表面，随后放入海边浅滩上养护2～3周后，待多孔鱼樵表面长出海藻，即得人工鱼礁；所述的发泡混凝土具体制备步骤为：（1）将普通硅酸盐水泥与粉煤灰混合后，加入水搅拌20～30min得到料浆，控制料浆温度在40～50℃，再加入天然钠基膨润土、300目海泡石、质量分数为40%的硅酸钠溶液以70～80r/min的转速在水泥胶砂搅拌机中搅拌2～4min得到基体料浆；（2）将500～600mL质量分数为45%的氢氧化钠溶液，200～300g松香粉末加入到反应釜中，加热升温至70～80℃，以80～90r/min的转速搅拌反应40～50min，降温至室温得到反应液，将反应液用质量分数为10%盐酸调节pH，得到发泡剂溶液，将发泡剂溶液与基体料浆混合放入装有钢筋的发泡模具中，自然干透后得发泡混凝土；所述的防水保护剂具体制备步骤为：在三口烧瓶中加入80～85g苯酚、85～90mL质量分数为37%的甲醛水溶液和1～3g氢氧化钠，向三口烧瓶中加入14～16g液体石蜡，20～25g辉钼石粉，加热升温至100～110℃，启动搅拌器，以200～300r/min转速搅拌，保温反应40～50min，随后将三口烧瓶用胶管连接抽气口抽真空，减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，出料，待温度降至室温后得到防水保护剂；所述的海藻泥具体制备步骤为：取褐藻与绿藻置于粉碎机中粉碎得到海藻碎料，将所得海藻碎料、海水、贝壳粉、壳聚糖酶、沼液混合，自然光照下培养6～7天后滤干水分，得到海藻泥。...

【技术特征摘要】
1.一种人工鱼礁的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将4～5份聚乙烯亚胺溶于装有40～50份无水甲醇搅拌釜中，加热升温至70～80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，得到氨基改性液，向氨基改性液中放入发泡混凝土，浸渍2～3h，自然干透后，得到胺基化混凝土；（2）将防水保护剂加热升温，流入上述胺基化混凝土的孔隙中，放入设定温度为120～130℃的鼓风干燥机中，干燥40～45min，得到多孔鱼礁，将备用的海藻泥粘附于上述多孔鱼樵表面，随后放入海边浅滩上养护2～3周后，待多孔鱼樵表面长出海藻，即得人工鱼礁；所述的发泡混凝土具体制备步骤为：（1）将普通硅酸盐水泥与粉煤灰混合后，加入水搅拌20～30min得到料浆，控制料浆温度在40～50℃，再加入天然钠基膨润土、300目海泡石、质量分数为40%的硅酸钠溶液以70～80r/min的转速在水泥胶砂搅拌机中搅拌2～4min得到基体料浆；（2）将500～600mL质量分数为45%的氢氧化钠溶液，200～300g松香粉末加入到反应釜中，加热升温至70～80℃，以80～90r/min的转速搅拌反应40～50min，降温至室温得到反应液，将反应液用质量分数为10%盐酸调节pH，得到发泡剂溶液，将发泡剂溶液与基体料浆混合放入装有钢筋的发泡模具中，自然干透后得发泡混凝土；所述的防水保护剂具体制备步骤为：在三口烧瓶中加入80～85g苯酚、85～90mL质量分数为37%的甲醛水溶液和1～3g氢氧化钠，向三口烧瓶中加入14～16g液体石蜡，20～25g辉钼石粉，加热升温至100～110℃，启动搅拌器，以200～300r/min转速搅拌，保温反应40～50min，随后将三口烧瓶用胶管连接抽气口抽真空，减压蒸馏脱水30...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈钜岳，
申请(专利权)人：沈钜岳，
类型：发明
国别省市：江苏,32