CN110506684A - 一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于鱼类、贻贝、蜊蛄、龙虾、海绵、珍珠等的养殖技术领域，公开了一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法，以污泥水泥、贝壳粉加上水所进行拌和的混合净浆的质量比例为水泥：污泥粉：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6：0.5‑0.55，玄武岩钢筋作为其骨架。本发明采用玄武岩钢筋与污泥、水泥、贝壳粉的混合物相结合的人工鱼礁，该材料兼具耐久性、经济性、稳定性和生态性，没有任何污染环境物质渗漏，并且也符合人工鱼礁建设的材料综合化趋势。即不同材料组成的人工鱼礁要比同材料的鱼礁的效果好的多，因为不同的材料可以发挥不同的作用，从而诱集多种海洋生物进行生长、栖息和繁殖等，进而使鱼获量增加。

Description

一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法

技术领域

本发明属于鱼类、贻贝、蜊蛄、龙虾、海绵、珍珠等的养殖技术领域，尤其涉及一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：目前，随着经济的发展、科技的进步，人们对海产品的消费需求越来越大，捕捞手段逐渐增多，海洋开采技术不断提高，使得海洋生态遭受到严重破坏，鱼类等海洋生物栖息地减少，从而使得海洋渔业的生产成本大大提高，因此人工生态鱼礁成为新的海洋生物栖息地，走进研究人的视野。人工鱼礁是人为在海中设置的构造物，其目的是通过小范围的改善区域内的流场环境来为各类海洋生物营造良好的栖息地，并为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。目前国内外已经广泛的开展人工鱼礁建设，进行近海海洋生物栖息地和渔场的修复，而且取得了较好的效果。人工鱼礁的类型较多，按其材料组成可以分为以下几种：

1)混凝土人工鱼礁混凝土人工鱼礁是目前世界上使用较为广泛的人工鱼礁之一，由于组成混凝土的材料品种繁多，如有机的、无机的；气硬性的、水硬性的等。这种鱼礁可塑性强，可制成不同形状，对鱼类诱集性能较好。

2)钢质人工鱼礁钢制人工鱼礁是在工厂制作好部件后，运输至码头，然后才进行现场组装与投放。钢筋材料适合于制造投放于深海域的大个体鱼礁。但钢制鱼礁的成本高，不易普及推广。

3)竹制鱼礁和木制鱼礁由于竹制鱼礁和木制鱼礁的抗风浪性差，加上易被腐蚀等因素，因此这种鱼礁使用较少。

4)废弃物人工鱼礁早期采用的人工鱼礁类型是废旧轮胎、废旧汽车、废旧船体等堆放形式，这种鱼礁虽然可以使废品重复利用，且成本低，但由于有些废品含有油漆等，容易对环境产生污染，因此目前世界各国都在逐年减少这种人工鱼礁的使用。

城市污泥的处理方式是目前在城市环境治理中比较重要的问题，每年我国会产生大量的城市污泥，这些城市污泥目前主要采用填埋、焚烧、土地资源化以及其他利用方式进行处理，而城市污泥中含有大量的氮、磷等营养元素，因此如果能将城市污泥运用到人工鱼礁的建设中，不仅有效地处理了污泥同时也对人工鱼礁的发展大有帮助。

综上所述，为解决目前人工鱼礁存在的一些问题同时有效地将城市污泥进行生态处理。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法。

本发明是这样实现的，一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁以污泥水泥、贝壳粉加上水所进行拌和的混合净浆的质量比例为水泥：污泥粉：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6：0.5-0.55，玄武岩钢筋作为其骨架。

进一步，所述玄水泥为普通32.5级硅酸盐水泥；污泥为污泥厂经过脱水固化、杀菌消毒的污泥粉，粒径小于1mm。

进一步，所述贝壳粉为牡蛎壳粉，粒径为1-2mm。

进一步，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁为方形、三角形、塔型、梯形；长宽高均为2m，内部中空以留有空方体积且以玄武岩钢筋为骨架；

外壁采用污泥、水泥、贝壳粉的混合净浆进行浇筑，壁厚0.3m，六个面各有5个直径为0.4m的圆形孔洞。

进一步，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的骨架由玄武岩钢筋制成。

本发明的另一目的在于提供一种所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法包括以下步骤：

第一步，先按照预定的形状制作玄武岩钢筋骨架并固定好，同时进行礁体的制作模板；

第二步，以水泥、污泥、贝壳粉的顺序按水泥：污泥：贝壳粉＝1:0.2:0.6的比例依次倒入搅拌机搅拌一分钟；

第三步，加入质量比例为0.5-0.6的水再次搅拌2分钟，再将混合后的净浆灌入模具中进行浇筑，并用振捣棒捣实；养护条件按标准条件养护，养护时间为28天。

进一步，所述混合净浆的28天抗压强度达到27.3Mpa。

进一步，所述混合净浆51天所浸泡海水液的pH值为9.63。

进一步，所述混合净浆在浸泡海水液18天后，浸泡液中的氨氮和活性磷酸盐浓度分别从0.317mg/L和0.019mg/L分别上升到了1.08mg/L和0.056mg/L。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：污泥粉可以为附着礁体的藻类以及浮游生物提供养分同时这种将污泥掺入人工鱼礁的制作方式还有利于城市污泥的处理，在环保上受益良多；具有孔洞和内部空方的设计能促进各种鱼类的聚集和保护，使大量鱼类聚集和繁衍，礁体形状可以多种多样，包括方形、塔形、梯形等，本发明仅仅以方形为例；采用贝壳粉和玄武岩钢筋为原料之一不仅对环境无污染还对礁体的附着效果有所提升同时还能提高礁体的强度。

其中玄武岩是一种自然界中比较常见的非金属矿石，但其耐久性高比较适用于海洋环境，且由于我国玄武岩资源十分丰富，取材成本较低；城市污泥的处理是目前在城市生态环境中比较重要的问题，城市污泥含有大量营养成分，可以作为添加材料加入人工鱼礁的制作；为了提高鱼礁的强度又向里添加了贝壳粉，同时还能提高鱼礁的附着性能。同时礁体的外形多种多样，以方形为例，空间结构采用中空性，每个面又各设有5个圆形孔洞，这样不仅可以有效地提升表面积、空方，又可以保证鱼礁的稳定性。同时还能促进各种珊瑚礁鱼类的聚集和保护，使大量珊瑚礁鱼类聚集和繁衍。

本发明采用玄武岩钢筋与污泥、水泥、贝壳粉的混合物相结合的人工鱼礁，该材料兼具耐久性、经济性、稳定性和生态性，没有任何污染环境物质渗漏，并且也符合人工鱼礁建设的材料综合化趋势。即不同材料组成的人工鱼礁要比同材料的鱼礁的效果好的多，因为不同的材料可以发挥不同的作用，从而诱集多种海洋生物进行生长、栖息和繁殖等，进而使鱼获量增加。同时在研究和实现本发明的过程中也可：(1)加强人工鱼礁基础研究；(2)开展人工鱼礁材料的比较研究；(3)探索适合我国国情的人工鱼礁建设问题；

海洋面积占地球表面积的70％以上，但由于一些自然和人为的因素，使得海洋资源的破坏日益严重，如果不注意保护，那么后果将不可设想，海洋生态就会像沙漠一样荒芜。海洋牧场化是海洋渔业经济可持续发展的一条有效途径，通过向海洋中投放人工鱼礁，不仅可以挽救日益衰退的渔业资源，还能够有力的恢复已被破坏的海洋环境。但是，要彻底解决这些问题不是一朝一夕的事，它还需要海洋工作者的长期努力，需要对人工鱼礁建设的各个方面(材料、构造与投放环境等)进行不断的探索，这样才能在发开海洋资源的同时，使海洋环境得到稳定的协调发展。总之，人工鱼礁在海洋资源开发与海洋环境保护中承担着重要的使命，具有巨大的开发利用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的平面结构示意图。

图3是本发明实施例提供的骨架外部的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁及设计方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁以污泥水泥、贝壳粉加上水所进行拌和的混合净浆的质量比例为水泥：污泥粉：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6：0.5-0.55，玄武岩钢筋作为其骨架。

本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁主要包括水泥、污泥、贝壳粉以及玄武岩钢筋，其中混合净浆的质量比例为水泥：污泥：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6：(0.5-0.55)。其中水泥为32.5级普通硅酸盐水泥；污泥采用污泥处理厂脱水固化、消毒杀菌后形成的污泥粉，粒径<1mm；贝壳粉的粒径为1-2mm；以污泥、贝壳粉、水泥以及水形成的混合物净浆其密度为1900kg/m³。

在本发明的优选实施例中，水泥为普通32.5级硅酸盐水泥，污泥为污泥厂经过脱水固化、杀菌消毒的污泥粉，粒径小于1mm。

在本发明的优选实施例中，贝壳粉为普通牡蛎壳粉，粒径为1-2mm。

在本发明的优选实施例中，混合净浆的28天抗压强度达到27.3Mpa。

在本发明的优选实施例中，混合净浆51天所浸泡海水液的pH值为9.63。

在本发明的优选实施例中，混合净浆在浸泡海水液18天后，浸泡液中的氨氮和活性磷酸盐浓度分别从0.317mg/L和0.019mg/L分别上升到了1.08mg/L和0.056mg/L。

在本发明的优选实施例中，鱼礁结构为方形，内部中空，每个面有5个直径为400mm的圆形孔洞。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的结构为方形(也可以为三角形、塔型、梯形等)，长宽高均为2m，内部中空以留有一定的空方体积且以玄武岩钢筋为骨架；外壁采用污泥、水泥、贝壳粉的混合净浆进行浇筑，壁厚0.3m，六个面各有5个直径为0.4m的圆形孔洞。

本发明所用方形礁块由两部分组成，一部分为由玄武岩钢筋组成的钢筋骨架，骨架外部为方形框，钢筋间距为0.4m，具体布置方面如图3所示，每个面共有横竖六根玄武岩钢筋且设置在壁厚中间处。另一部分为净浆浇筑，浇筑净浆所用材料为水泥：污泥：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6:(0.5-0.55)，浇筑成型见图1，图2所示每个面各设5个直径为0.4m的孔洞，壁厚为0.3m，整体长宽高均为2m，中间中空。

如图4所示，本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁设计方法包括以下步骤：

S201：先按照预定的形状制作玄武岩钢筋骨架并固定好，同时进行礁体的制作模板；

S202：以水泥、污泥、贝壳粉的顺序按水泥：污泥：贝壳粉＝1:0.2:0.6的比例依次倒入搅拌机搅拌一分钟；

S203：加入质量比例为0.5-0.6的水再次搅拌2分钟，再将混合后的净浆灌入模具中进行浇筑，并用振捣棒捣实；养护条件按标准条件养护，养护时间为28天。

本发明实施例提供的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁所采用的鱼礁材料，考虑到传统混凝土鱼礁的生物性能较差，往往要等到6个月甚至更久才会有生物进行附着，其主要原因是其水化过程中产生的强碱性使周围海水液pH升高，达到12以上，因此以玄武岩钢筋为骨架进行人工鱼礁的制作。而由于目前城市污泥的处理较难，而污泥中有许多水生微生物所需的营养元素比如氮和磷元素因此添加污泥。添加贝壳粉不仅有利于提升鱼礁的附着性能还能提高鱼礁的强度。

本发明中的原料为污泥、水泥、贝壳粉以及玄武岩钢筋，其中，污泥为普通的消毒杀菌后的城市污泥粉，水泥为普通硅酸盐水泥或其他水泥，贝壳粉为磨碎后的贝壳粉，粒径为1-2mm，贝壳可以是海边拾取的贝壳也可以是市场上购买的已经磨碎过的贝壳粉，玄武岩钢筋为市场上售卖的普通玄武岩钢筋，原料来源广泛且易获得。所述人工鱼礁可制作成不同的形状，比如方形、塔型和梯形。贝壳粉的粒径可以不局限于1-2mm，但质量比例应保持不变，即为0.2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁，其特征在于，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁以污泥水泥、贝壳粉加上水所进行拌和的混合净浆的质量比例为水泥：污泥粉：贝壳粉：水＝1:0.2:0.6：0.5-0.55，玄武岩钢筋作为其骨架。

2.如权利要求1所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁，其特征在于，所述玄水泥为普通32.5级硅酸盐水泥；污泥为污泥厂经过脱水固化、杀菌消毒的污泥粉，粒径小于1mm。

3.权利要求1所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁，其特征在于，所述贝壳粉为牡蛎壳粉，粒径为1-2mm。

4.如权利要求1所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁，其特征在于，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁为方形、三角形、塔型、梯形；长宽高均为2m，内部中空以留有空方体积且以玄武岩钢筋为骨架；

外壁采用污泥、水泥、贝壳粉的混合净浆进行浇筑，壁厚0.3m，六个面各有5个直径为0.4m的圆形孔洞。

5.一种如权利要求1所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法，其特征在于，所述玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法包括以下步骤：

第一步，先按照预定的形状制作玄武岩钢筋骨架并固定好，同时进行礁体的制作模板；

第二步，以水泥、污泥、贝壳粉的顺序按水泥：污泥：贝壳粉＝1:0.2:0.6的比例依次倒入搅拌机搅拌一分钟；

第三步，加入质量比例为0.5-0.6的水再次搅拌2分钟，再将混合后的净浆灌入模具中进行浇筑，并用振捣棒捣实；养护条件按标准条件养护，养护时间为28天。

6.如权利要求6所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法，其特征在于，所述混合净浆的28天抗压强度达到27.3Mpa。

7.如权利要求6所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法，其特征在于，所述混合净浆51天所浸泡海水液的pH值为9.63。

8.如权利要求6所述的玄武岩钢筋龙骨的生态鱼礁的设计方法，其特征在于，所述混合净浆在浸泡海水液18天后，浸泡液中的氨氮和活性磷酸盐浓度分别从0.317mg/L和0.019mg/L分别上升到了1.08mg/L和0.056mg/L。