一种海底人工礁的制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310377407.1	申请日：	2013.08.27
公开号：	CN104418567A	公开日：	2015.03.18
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C04B28/06申请日:20130827\|\|\|公开
IPC分类号：	C04B28/06	主分类号：	C04B28/06
申请人：	汪峻峰
发明人：	汪峻峰
地址：	北京市东城区和平里东街民旺园30号楼50G
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内容摘要

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海底人工礁，由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水按一定比例配制而成。本发明通过采用改性的水泥基胶凝材料作为海底人工礁基础原料，直接使用海水作为拌合水所制得的海底人工礁，在水下流动性好，不易分散，凝结时间快，其1天抗压强度为5-30MPa左右，28天为10-70MPa左右。本发明使用水泥，复合骨料，海水等配制而成的海底人工礁，特别适用于缺少建筑砂石和淡水，同时运输距离遥远，远离大陆海岸线的岛礁工程建设和抢修。本发明制备方法简便，应用广泛。

权利要求书

权利要求书
1.  一种海底人工礁，其特征在于由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水构成，各组分的重量百分比为：

其总量满足100％。

2.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥或火山灰水泥中的一种或多种复合。

3.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的一种或多种复合。

4.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述砂浆改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，萘系磺酸盐，聚羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的一种或多种复合。

5.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述抗分散剂为聚丙烯酰胺。

6.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成的超细SiO2粉末。

7.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工业废渣，I级灰或II级灰之一种。

8.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述矿渣为磨细的高炉矿渣。

9.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述骨料为海砂、河砂、石子，死珊瑚礁和吸水后膨胀形成的高分子聚合树脂中的一种或多种复合。

10.  根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述拌合水为淡水或天然海水之一种。

说明书

说明书一种海底人工礁的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海底人工礁。
背景技术：
党的十八大明确指出，建设海洋强国是国家大战略，海洋经济的发展离不开海洋工程的建设，特别是在远离大陆海岸线的海岛和海礁上的海洋工程建造。由于海水的潮涨潮落，海岛周边明礁和暗礁的无规则分布给船只的航行及岛上居民的生活、工作带来了诸多的不便，因此在海岛上和海礁上快速建造和抢修基础工程，例如，把水下的暗礁快速建成明礁以及把明礁建成基础实施等工程建设对加快大洋深处岛礁的开发和利用具有十分重要的现实意义。但目前市场上传统的建筑材料，如：水泥、河砂、石子和淡水等对于远离大陆海岸线的海岛而言，这些原材料的运输、装卸、仓储和施工等将变得十分困难。不仅运输成本过高，同时在远离大陆海岸线的海洋环境条件下，特别是原材料的装卸和仓储等工作几乎难于付诸实践，而传统的水下施工技术也很难适应岛礁的环境条件。因此研发一种适合于在远海岛礁或海岸线快速修建海底人工礁的工程材料以及简便的施工工艺，对在远离大陆海岸线的海岛和海礁上的工程建设具有十分重要的战略意义。
发明内容：
本发明的目的在于提出一种适用于在海底快速建造人工礁的高性能水下人工造礁砂浆，这种水下人工造礁砂浆不仅具有良好的水下抗分散能力，同时凝结时间快，在水下24小时的抗压强度即可达到5-30MPa，另外这种砂浆后期强度发展迅速，28天可达到10-70MPa，由于该砂浆优良的流动性及渗透能力，在硬化后所形成的海底人工礁与已有礁盘具有很好的啮合和粘结能力，最终可从海底一次性浇筑至海平面而构建成一新型海底人工礁盘。
本发明提出的水下人工造礁砂浆，由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水构成，各组分的重量百分比为：

其总量满足100％。
本发明中，所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥或火山灰水泥中的一种或多种复合。
本发明中，所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的一种或多种复合。
本发明中，所述砂浆改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，萘系磺酸盐，聚羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的一种或多种复合。
本发明中，所述抗分散剂为聚丙烯酰胺。
本发明中，所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成的超细SiO2粉末。
本发明中，所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工业废渣，I级灰或II级灰之一种。
本发明中，所述矿渣为磨细的高炉矿渣。
本发明中，所述骨料为海砂、河砂、石子，死珊瑚礁和吸水后膨胀形成的高分子聚合树脂中的一种或多种复合。
本发明中，所述拌合水为淡水或天然海水之一种。
本发明的制备方法可分为以下2种：
①临时配制法：按比例准确称取原料，首先称取水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，硅灰，粉煤灰，矿渣和骨料加入搅拌机，后称取海水，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟，停机1-3分钟后，继续搅拌1-2分钟，即得所需产品。
②干混砂浆法：按比例准确称取水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣和骨料，加入干混砂浆混料机，搅拌5-10分钟，制得干混料，然后按照一定规格进行定量包装，包装应具有防潮抗渗作用。在使用现场，干混砂浆和海水按比例加入到搅拌机中，混合5-10分钟后，停机1-3分钟，如配方要求的话，再在现场准确称取死珊瑚礁及吸水后的高分子聚合树脂等加入到搅拌机中，继续搅拌3-5分钟，即得所需产品。
本发明的生产制造工艺和施工工艺简便，适合于大批量的生产，运输和存储。
本发明水下人工造礁砂浆经有关部门检测1天的抗压强度为5-30MPa，28天的抗压强度为10-70MPa
本发明具有如下的优点：
1、由于本发明的水下人工造礁砂浆具有良好的水下抗分散能力，同时也具有很好的水下流动性，即可在水下直接浇筑成型，在硬化后所形成的海底人工礁与已有礁盘具有很好的啮合和粘结能力。
2、由于本发明的海底人工礁不仅具有较高的早期强度，(24小时可达到5-30MPa)，同时后期强度发展迅速(28天可达到10-70MPa)，故可用于在海底快速浇筑海底人工礁。
3、由于本发明的水下人工造礁砂浆通过使用吸水后的高分子聚合物树脂作为人工骨料，从而改变了在传统混凝土材料中全部使用砂石作为骨料的混凝土工艺，如在远离大陆海岸线的岛礁工程建设中使用这种水下人工造礁砂浆，不仅可节约大量的砂石运输、装卸和存储费用，进而降低工程的建造成本，同时又能为缺少砂石的岛礁工程建设提供一种新型的水下快速抢建的施工工艺。
4、由于本发明使用了大掺量的粉煤灰和矿渣，故可显著降低工程的制造成本。
5、由于本发明的原材料全部采用大量生产的市场成品，所以原材料易得，适合广泛应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
使用普通硅酸盐水泥配制的海底人工礁。
表1：所用原材料

使用硅酸盐水泥配制的海底人工礁：
42.5普通硅酸盐水泥32.40％，42.5早强型硫铝酸盐水泥1.60％，砂浆改性剂2.94％，抗分散剂0.02％，硅灰1.87％，粉煤灰5.10％，矿渣2.37％，骨料38.30％，海水15.40％，。按比例准确称取原料后，用砂浆搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟后，停机1-3分钟，继续搅拌1-2分钟，将搅拌好的砂浆倒入已置于水中20cm深的4cm x4cm x16cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块放入室温海水中养护至测试龄期。
经测试，该砂浆1天的抗压强度为28.1MPa，28天抗压强度为62.7MPa。
实施例2
使用矿渣水泥配制的海底人工礁。
表2：所用原材料

使用矿渣水泥配制的海底人工礁：
42.5矿渣水泥35.20％，42.5早强型硫铝酸盐水泥2.10％，砂浆改性剂2.72％，抗分散剂0.03％，硅灰2.36％，粉煤灰6.89％，骨料37.10％，海水13.60％。按比例准确称取原料后，用砂浆搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟后，停机1-3分钟，继续搅拌1-2分钟，将搅拌好的砂浆倒入已置于水中20cm深的4cm x4cm x16cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块放入室温海水中养护至测试龄期。
经测试，该砂浆1天的抗压强度为10.0MPa，28天抗压强度为32.2MPa

资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310377407.1(22)申请日 2013.08.27C04B 28/06(2006.01)(71)申请人汪峻峰地址北京市东城区和平里东街民旺园30号楼50G(72)发明人汪峻峰(54) 发明名称一种海底人工礁的制备方法(57) 摘要本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海底人工礁，由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水按一定比例配制而成。本发明通过采用改性的水泥基胶凝材料作为海底人工礁基础原料，直接使用海水作为拌合水所制得的海底人工礁，在水下流动性好，不易分散，凝结时间快，其1天抗压强度。

2、为5-30MPa左右，28天为10-70MPa左右。本发明使用水泥，复合骨料，海水等配制而成的海底人工礁，特别适用于缺少建筑砂石和淡水，同时运输距离遥远，远离大陆海岸线的岛礁工程建设和抢修。本发明制备方法简便，应用广泛。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页(10)申请公布号 CN 104418567 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104418567 A1/1页21.一种海底人工礁，其特征在于由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水构成，各组分的重量百分比为：其总量满足100。

3、。2.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥或火山灰水泥中的一种或多种复合。3.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的一种或多种复合。4.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述砂浆改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，萘系磺酸盐，聚羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的一种或多种复合。5.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述抗分散剂为聚丙烯酰胺。6.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成的超细SiO2粉末。7.根据权利要。

4、求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工业废渣，I级灰或II级灰之一种。8.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述矿渣为磨细的高炉矿渣。9.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述骨料为海砂、河砂、石子，死珊瑚礁和吸水后膨胀形成的高分子聚合树脂中的一种或多种复合。10.根据权利要求书1所述的海底人工礁，其特征在于所述拌合水为淡水或天然海水之一种。权利要求书CN 104418567 A1/4页3一种海底人工礁的制备方法技术领域0001 本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种海底人工礁。背景技术：0002 党的十八大明确指出，建设海洋强国是国家。

5、大战略，海洋经济的发展离不开海洋工程的建设，特别是在远离大陆海岸线的海岛和海礁上的海洋工程建造。由于海水的潮涨潮落，海岛周边明礁和暗礁的无规则分布给船只的航行及岛上居民的生活、工作带来了诸多的不便，因此在海岛上和海礁上快速建造和抢修基础工程，例如，把水下的暗礁快速建成明礁以及把明礁建成基础实施等工程建设对加快大洋深处岛礁的开发和利用具有十分重要的现实意义。但目前市场上传统的建筑材料，如：水泥、河砂、石子和淡水等对于远离大陆海岸线的海岛而言，这些原材料的运输、装卸、仓储和施工等将变得十分困难。不仅运输成本过高，同时在远离大陆海岸线的海洋环境条件下，特别是原材料的装卸和仓储等工作几乎难于付诸实践，。

6、而传统的水下施工技术也很难适应岛礁的环境条件。因此研发一种适合于在远海岛礁或海岸线快速修建海底人工礁的工程材料以及简便的施工工艺，对在远离大陆海岸线的海岛和海礁上的工程建设具有十分重要的战略意义。发明内容：0003 本发明的目的在于提出一种适用于在海底快速建造人工礁的高性能水下人工造礁砂浆，这种水下人工造礁砂浆不仅具有良好的水下抗分散能力，同时凝结时间快，在水下24小时的抗压强度即可达到5-30MPa，另外这种砂浆后期强度发展迅速，28天可达到10-70MPa，由于该砂浆优良的流动性及渗透能力，在硬化后所形成的海底人工礁与已有礁盘具有很好的啮合和粘结能力，最终可从海底一次性浇筑至海平面而构建。

7、成一新型海底人工礁盘。0004 本发明提出的水下人工造礁砂浆，由水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣，骨料和拌合水构成，各组分的重量百分比为：0005 0006 说明书CN 104418567 A2/4页40007 其总量满足100。0008 本发明中，所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥或火山灰水泥中的一种或多种复合。0009 本发明中，所述硫铝酸盐水泥为早强型硫铝酸盐水泥或高强型硫铝酸盐水泥中的一种或多种复合。0010 本发明中，所述砂浆改性剂为丙烯酸，乙烯和聚氯乙烯共聚物，萘系磺酸盐，聚羧酸盐，三聚氰胺聚合物中的一种或多种复合。0011 。

8、本发明中，所述抗分散剂为聚丙烯酰胺。0012 本发明中，所述硅灰为冶炼硅铁矿石时所形成的超细SiO2粉末。0013 本发明中，所述粉煤灰为燃煤电厂所排放的工业废渣，I级灰或II级灰之一种。0014 本发明中，所述矿渣为磨细的高炉矿渣。0015 本发明中，所述骨料为海砂、河砂、石子，死珊瑚礁和吸水后膨胀形成的高分子聚合树脂中的一种或多种复合。0016 本发明中，所述拌合水为淡水或天然海水之一种。0017 本发明的制备方法可分为以下2种：0018 临时配制法：按比例准确称取原料，首先称取水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，硅灰，粉煤灰，矿渣和骨料加入搅拌机，后称取海水，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分。

9、钟，停机1-3分钟后，继续搅拌1-2分钟，即得所需产品。0019 干混砂浆法：按比例准确称取水泥，硫铝酸盐水泥，砂浆改性剂，抗分散剂，硅灰，粉煤灰，矿渣和骨料，加入干混砂浆混料机，搅拌5-10分钟，制得干混料，然后按照一定规格进行定量包装，包装应具有防潮抗渗作用。在使用现场，干混砂浆和海水按比例加入到搅拌机中，混合5-10分钟后，停机1-3分钟，如配方要求的话，再在现场准确称取死珊瑚礁及吸水后的高分子聚合树脂等加入到搅拌机中，继续搅拌3-5分钟，即得所需产品。0020 本发明的生产制造工艺和施工工艺简便，适合于大批量的生产，运输和存储。0021 本发明水下人工造礁砂浆经有关部门检测1天的抗压强。

10、度为5-30MPa，28天的抗压强度为10-70MPa0022 本发明具有如下的优点：0023 1、由于本发明的水下人工造礁砂浆具有良好的水下抗分散能力，同时也具有很好的水下流动性，即可在水下直接浇筑成型，在硬化后所形成的海底人工礁与已有礁盘具有很好的啮合和粘结能力。0024 2、由于本发明的海底人工礁不仅具有较高的早期强度，(24小时可达到5-30MPa)，同时后期强度发展迅速(28天可达到10-70MPa)，故可用于在海底快速浇筑海底人工礁。说明书CN 104418567 A3/4页50025 3、由于本发明的水下人工造礁砂浆通过使用吸水后的高分子聚合物树脂作为人工骨料，从而改变了在传。

11、统混凝土材料中全部使用砂石作为骨料的混凝土工艺，如在远离大陆海岸线的岛礁工程建设中使用这种水下人工造礁砂浆，不仅可节约大量的砂石运输、装卸和存储费用，进而降低工程的建造成本，同时又能为缺少砂石的岛礁工程建设提供一种新型的水下快速抢建的施工工艺。0026 4、由于本发明使用了大掺量的粉煤灰和矿渣，故可显著降低工程的制造成本。0027 5、由于本发明的原材料全部采用大量生产的市场成品，所以原材料易得，适合广泛应用。具体实施方式0028 以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。0029 实施例10030 使用普通硅酸盐水泥配制的海底人工礁。0031 表1：所用原材料0032 0033 0034。

12、使用硅酸盐水泥配制的海底人工礁：0035 42.5普通硅酸盐水泥32.40，42.5早强型硫铝酸盐水泥1.60，砂浆改性剂2.94，抗分散剂0.02，硅灰1.87，粉煤灰5.10，矿渣2.37，骨料38.30，海水15.40，。按比例准确称取原料后，用砂浆搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟后，停机1-3分钟，继续搅拌1-2分钟，将搅拌好的砂浆倒入已置于水中20cm深的4cm x4cm x16cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块放入室温海水中养护至测试龄期。0036 经测试，该砂浆1天的抗压强。

13、度为28.1MPa，28天抗压强度为62.7MPa。0037 实施例2说明书CN 104418567 A4/4页60038 使用矿渣水泥配制的海底人工礁。0039 表2：所用原材料0040 0041 使用矿渣水泥配制的海底人工礁：0042 42.5矿渣水泥35.20，42.5早强型硫铝酸盐水泥2.10，砂浆改性剂2.72，抗分散剂0.03，硅灰2.36，粉煤灰6.89，骨料37.10，海水13.60。按比例准确称取原料后，用砂浆搅拌机进行搅拌，边搅拌边加入海水，搅拌5-10分钟后，停机1-3分钟，继续搅拌1-2分钟，将搅拌好的砂浆倒入已置于水中20cm深的4cm x4cm x16cm模具中，6小时后从水中取出试模，用刮刀刮平模具表面后，重新置入水中养护至24小时，拆模后测砂浆1天的抗压强度，其他试块放入室温海水中养护至测试龄期。0043 经测试，该砂浆1天的抗压强度为10.0MPa，28天抗压强度为32.2MPa说明书CN 104418567 A。

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