燃爆了（機制砂除塵）機制砂廢水處理，

用于混凝土的海砂凈化質量的研究

陳裕佳1,2，王偉1,2，楊善順1,2，徐仁崇1,2

（1. 廈門市建筑科學研究院集團股份有限公司，福建  廈門   361004；

2. 廈門天潤錦龍建材有限公司，福建  廈門   361009）

［摘   要］本文介紹了當前我國建筑用砂的使用現狀與使用海砂的安全隱患，闡述海砂中氯離子含量對混凝土的影響因素及機理，調研市場上凈化海砂的生產方式及其氯離子含量，對建筑海砂的使用提出建議。

［關鍵詞］海砂；凈化質量；混凝土；氯離子含量

0  前言

隨著我國現代化建設不斷深入，各種基礎設施不斷完善，傳統的建筑材料也在不同時間出現了短缺，河砂資源的日益缺乏就是其中之一[1]。我國海岸線狹長，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-，未經處理的海砂如果直接用于澆筑鋼筋混凝土，Cl- 會與鋼筋產生電化學反應，從而加速對鋼筋的腐蝕，混凝土的強度也會隨著降低。近年來“海砂屋”事件層出不窮，對人們的生命安全造成了嚴重的威脅，其主要原因就是海砂未經淡化或淡化處理不合格而直接用在建筑工程上[2]。所以，凈化海砂的生產情況值得引起重視。

1  海砂對混凝土的危害

海砂是產于海洋和入海口附近的砂，海砂受海水的影響，從而有區別于河砂與機制砂，其受到海水特殊的環境影響作用下，未經淡化處理的海砂對混凝土有危害性。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到 0.1%～1%，而一般沿海地區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范要求的限值——JGJ 206－2010《海砂混凝土應用技術規范》規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，其特點是外形呈薄片狀，表面光滑，強度低，易沿解理方向破壞。

未凈化的海砂對無鋼筋混凝土強度的影響，主要是因為貝殼物質的不利影響。貝殼由于容易解理破裂，其與水泥漿的結合效果較差，當它數量較多時會使混凝土和易性變差，也使混凝土的抗拉、抗折、抗壓強度下降，耐磨、抗滲性能變差。另外，其含泥量較大、且泥塊較多也是一個重要的因素。

對預應力鋼筋混凝土除了有貝殼和泥塊的不利影響，還會加速鋼筋的腐蝕，海砂混凝土的鋼筋腐蝕是一個極其復雜的過程，它與氯離子含量、孔隙特征、水化效果、溫濕度、碳化特征、pH 值、保護層厚度等諸多因素有關，是各因素之間相互作用影響的結果，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

目前凈化海砂設備市場上雖然有許多種類的洗砂設備，例如有輪斗式洗砂機、螺旋式洗砂機、挖斗式洗沙機等。但是，在實際生產凈化海砂的砂廠中，絕大部分使用的是輪斗式洗砂機，這與輪斗式洗砂機變化多、可靈活配置和便攜安裝等特點有關。輪斗式洗砂機有單輪單斗、單輪雙斗甚至單輪三斗可供選擇。也可以根據要求的凈化質量配置不同級數的凈化級別，只需相應地增加或減少洗砂機輪組就可以。又因為這個特點，輪斗式洗砂機可根據不同地形情況靈活安裝生產。在下文所討論的海砂均出自輪斗式砂洗機凈化的砂。

3  海砂凈化質量情況

本次調研在福建省沿海的四個地級市中進行，在這些地方中海砂的凈化質量大不相同，但基本符合經濟發展水平較高的地區，凈化海砂的產品質量就有較好的規律。其中廈門地區的凈化海砂產品質量最高，凈化海砂廠出廠的產品以五級輪斗式洗砂機的生產線生產為主，海砂凈化質量很高，基本能夠符合新的行業標準 JGT 494—2016《建筑及市政工程用凈化海沙》中氯離子含量＜0.003% 的規定。雖然也有其他較為低級數的生產線，但產量不高。福州地區多數為三級與四級的生產線，而晉江與漳州地區則為一級和二級的生產線居多，這些地區仍然在執行國標中氯離子含量＜0.03% 的標準。表 1 所示為不同輪級的生產線生產的凈化海砂質量情況。

表 1 所示數據是現今擁有不同輪級的輪斗式洗砂生產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到 JGT 494－2016 《建筑及市政工程用凈化海沙》中規定的標準，則其生產線應當至少擁有五級輪斗式洗砂輪。

表 1   不同輪級平均生產的凈化海砂質量情況

輪級

原始

海砂

一級

凈化

二級

凈化

三級

凈化

四級

凈化

五級

凈化

氯離子含量(%)

0.0834

0.0399

0.0107

0.0062

0.0035

0.0023

圖 1   五級凈化生產的凈化海砂氯離子含量的散點圖

如圖 1 所示，擁有五級輪斗式洗砂輪生產的凈化海砂的質量情況，其氯離子含量存在著波動性，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準線，有一個樣本的氯離子含量甚至達到了 0.0074%。有鑒于此，建議結構性建筑物的混凝土所用凈化海砂，應至少是五級輪斗式洗砂生產線生產的。

4  結語

建筑行業關乎民生，在當前河砂資源匱乏的大背景下，開采儲量豐富的海砂資源無疑是對建設用砂匱乏的一大補充。如今，在我國沿海地區使用海砂已是普遍現象，然而未凈化的海砂或者凈化不充分的海砂對建筑物有著巨大的潛在危害。近些年出版的新標準中，對使用海砂的標準越來越嚴格，符合規范的凈化海砂，其工作性能、技術指標、耐久性等與天然海砂已經相當[5]。因此，在凈化海砂的生產和使用過程中，嚴格執行最新的規范和標準，同時監管部門應加強對海砂質量的監督，使海砂資源充分地利用起來。

參考文獻

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

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

[3] 楊明奧，論海砂對混凝土質量的影響[J]．科技創新與應用，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性能的研究[J]．硅酸鹽通報，2014,33(1): 15-22.

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

［作者簡介］陳裕佳（1991—），男，廈門建筑科學研究院，混凝土研發工程師。

［通訊地址］福建省廈門市海滄區鳳美四路 39 號（361009）

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