陳裕佳，王偉，楊善順，徐仁崇

（1. 廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361004；2. 廈門天潤(rùn)錦龍建材有限公司，福建 廈門 361009）

用于混凝土的海砂凈化質(zhì)量的研究

陳裕佳1,2，王偉1,2，楊善順1,2，徐仁崇1,2

（1. 廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361004；2. 廈門天潤(rùn)錦龍建材有限公司，福建 廈門 361009）

本文介紹了當(dāng)前我國(guó)建筑用砂的使用現(xiàn)狀與使用海砂的安全隱患，闡述海砂中氯離子含量對(duì)混凝土的影響因素及機(jī)理，調(diào)研市場(chǎng)上凈化海砂的生產(chǎn)方式及其氯離子含量，對(duì)建筑海砂的使用提出建議。

海砂；凈化質(zhì)量；混凝土；氯離子含量

0 前言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)不斷深入，各種基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，傳統(tǒng)的建筑材料也在不同時(shí)間出現(xiàn)了短缺，河砂資源的日益缺乏就是其中之一[1]。我國(guó)海岸線狹長(zhǎng)，海砂資源豐富，如何合理的利用海砂成了目前非常重要的課題。

眾所周知，海砂含有大量的 Cl-，未經(jīng)處理的海砂如果直接用于澆筑鋼筋混凝土，Cl-會(huì)與鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，從而加速對(duì)鋼筋的腐蝕，混凝土的強(qiáng)度也會(huì)隨著降低。近年來“海砂屋”事件層出不窮，對(duì)人們的生命安全造成了嚴(yán)重的威脅，其主要原因就是海砂未經(jīng)淡化或淡化處理不合格而直接用在建筑工程上[2]。所以，凈化海砂的生產(chǎn)情況值得引起重視。

1 海砂對(duì)混凝土的危害

海砂是產(chǎn)于海洋和入?？诟浇纳埃Ｉ笆芎Ｋ挠绊?，從而有區(qū)別于河砂與機(jī)制砂，其受到海水特殊的環(huán)境影響作用下，未經(jīng)淡化處理的海砂對(duì)混凝土有危害性。海砂的特征在于：一是含鹽量高，海砂所含鹽主要是氯鹽和硫酸鹽，氯鹽含量是硫酸鹽的 10 倍，所以海砂主要是含氯鹽高[3]。有資料介紹含鹽高的海砂其含鹽量的達(dá)到 0.1%～1%，而一般沿海地區(qū)的大部分海砂含鹽量在 0.05%～0.1% 之間，其氯離子含量超過規(guī)范要求的限值——JGJ 206－2010《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定水溶性氯離子最大含量為 0.03%；二是貝殼含量較高，貝殼主要成分是 CaCO3，其特點(diǎn)是外形呈薄片狀，表面光滑，強(qiáng)度低，易沿解理方向破壞。

未凈化的海砂對(duì)無鋼筋混凝土強(qiáng)度的影響，主要是因?yàn)樨悮の镔|(zhì)的不利影響。貝殼由于容易解理破裂，其與水泥漿的結(jié)合效果較差，當(dāng)它數(shù)量較多時(shí)會(huì)使混凝土和易性變差，也使混凝土的抗拉、抗折、抗壓強(qiáng)度下降，耐磨、抗?jié)B性能變差。另外，其含泥量較大、且泥塊較多也是一個(gè)重要的因素。

對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土除了有貝殼和泥塊的不利影響，還會(huì)加速鋼筋的腐蝕，海砂混凝土的鋼筋腐蝕是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，它與氯離子含量、孔隙特征、水化效果、溫濕度、碳化特征、pH 值、保護(hù)層厚度等諸多因素有關(guān)，是各因素之間相互作用影響的結(jié)果，而氯離子在鋼筋銹蝕過程中起著催化劑的作用[4]。

2 海砂凈化方式

目前凈化海砂設(shè)備市場(chǎng)上雖然有許多種類的洗砂設(shè)備，例如有輪斗式洗砂機(jī)、螺旋式洗砂機(jī)、挖斗式洗沙機(jī)等。但是，在實(shí)際生產(chǎn)凈化海砂的砂廠中，絕大部分使用的是輪斗式洗砂機(jī)，這與輪斗式洗砂機(jī)變化多、可靈活配置和便攜安裝等特點(diǎn)有關(guān)。輪斗式洗砂機(jī)有單輪單斗、單輪雙斗甚至單輪三斗可供選擇。也可以根據(jù)要求的凈化質(zhì)量配置不同級(jí)數(shù)的凈化級(jí)別，只需相應(yīng)地增加或減少洗砂機(jī)輪組就可以。又因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，輪斗式洗砂機(jī)可根據(jù)不同地形情況靈活安裝生產(chǎn)。在下文所討論的海砂均出自輪斗式砂洗機(jī)凈化的砂。

3 海砂凈化質(zhì)量情況

本次調(diào)研在福建省沿海的四個(gè)地級(jí)市中進(jìn)行，在這些地方中海砂的凈化質(zhì)量大不相同，但基本符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)，凈化海砂的產(chǎn)品質(zhì)量就有較好的規(guī)律。其中廈門地區(qū)的凈化海砂產(chǎn)品質(zhì)量最高，凈化海砂廠出廠的產(chǎn)品以五級(jí)輪斗式洗砂機(jī)的生產(chǎn)線生產(chǎn)為主，海砂凈化質(zhì)量很高，基本能夠符合新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGT 494—2016《建筑及市政工程用凈化海沙》中氯離子含量＜0.003% 的規(guī)定。雖然也有其他較為低級(jí)數(shù)的生產(chǎn)線，但產(chǎn)量不高。福州地區(qū)多數(shù)為三級(jí)與四級(jí)的生產(chǎn)線，而晉江與漳州地區(qū)則為一級(jí)和二級(jí)的生產(chǎn)線居多，這些地區(qū)仍然在執(zhí)行國(guó)標(biāo)中氯離子含量＜0.03% 的標(biāo)準(zhǔn)。表 1 所示為不同輪級(jí)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的凈化海砂質(zhì)量情況。

表 1 所示數(shù)據(jù)是現(xiàn)今擁有不同輪級(jí)的輪斗式洗砂生產(chǎn)線的凈化海砂的氯離子含量的平均值，從中得出，若欲使凈化海砂總的氯離子含量達(dá)到 JGT 494－2016 《建筑及市政工程用凈化海沙》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，則其生產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)至少擁有五級(jí)輪斗式洗砂輪。

表 1 不同輪級(jí)平均生產(chǎn)的凈化海砂質(zhì)量情況

圖 1 五級(jí)凈化生產(chǎn)的凈化海砂氯離子含量的散點(diǎn)圖

如圖 1 所示，擁有五級(jí)輪斗式洗砂輪生產(chǎn)的凈化海砂的質(zhì)量情況，其氯離子含量存在著波動(dòng)性，所取的樣本氯離子含量大部分小于 0.003%，但仍有一部分超過了標(biāo)準(zhǔn)線，有一個(gè)樣本的氯離子含量甚至達(dá)到了0.0074%。有鑒于此，建議結(jié)構(gòu)性建筑物的混凝土所用凈化海砂，應(yīng)至少是五級(jí)輪斗式洗砂生產(chǎn)線生產(chǎn)的。

4 結(jié)語

建筑行業(yè)關(guān)乎民生，在當(dāng)前河砂資源匱乏的大背景下，開采儲(chǔ)量豐富的海砂資源無疑是對(duì)建設(shè)用砂匱乏的一大補(bǔ)充。如今，在我國(guó)沿海地區(qū)使用海砂已是普遍現(xiàn)象，然而未凈化的海砂或者凈化不充分的海砂對(duì)建筑物有著巨大的潛在危害。近些年出版的新標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)使用海砂的標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，符合規(guī)范的凈化海砂，其工作性能、技術(shù)指標(biāo)、耐久性等與天然海砂已經(jīng)相當(dāng)[5]。因此，在凈化海砂的生產(chǎn)和使用過程中，嚴(yán)格執(zhí)行最新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)監(jiān)管部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)海砂質(zhì)量的監(jiān)督，使海砂資源充分地利用起來。

[1] 何松．淡化海砂在商品混凝土中的應(yīng)用[J]．福建建材，2013,151(11)∶ 45-46．

[2] 張藝瑩，羅作球，袁啟濤．淺談淡化海砂應(yīng)用前景[J]．商品混凝土，2014(2)∶ 73-74．

[3] 楊明奧，論海砂對(duì)混凝土質(zhì)量的影響[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(8)∶ 206-207．

[4] 劉偉，謝友均，董必欽，等．海砂特性及海砂混凝土力學(xué)性能的研究[J]．硅酸鹽通報(bào)，2014,33(1)∶ 15-22.

[5] 林福潘．凈化海砂在混凝土中的應(yīng)用[J]．廣東建材，2012(8)∶ 16-18．

Study on sea-sand purification quality used in concrete

Chen Yujia1,2, Wang Wei1,2, Yang Shanshun1,2, Xu Renchong1,2
(1. Xiamen Academy of Building Research Group Co., Ltd., Fujian Xiamen 361004;2. Xiamen Tianrun Jinlong Building Materials Co., Ltd., Fujian Xiamen 361009)

This paper introduced the current situation of using sand in construction and safty problems of using sea-sand in China, described the influence factors and mechanism on the concrete content of chloride ion in sea-sand, researched on the market of sand production and purification of chlorine ion content, and then gave some suggestions of using the sea-sand in construction.

sea-sand; purification quality; concrete; chloride ion content

陳裕佳（1991—），男，廈門建筑科學(xué)研究院，混凝土研發(fā)工程師。

［通訊地址］福建省廈門市海滄區(qū)鳳美四路 39 號(hào)（361009）