温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司建设分公司 浙江温州 325000
摘要：建筑用砂作为混凝土和砂浆的重要组成成分，其在我国建筑市场总需求量特别巨大。随着全国各地经济的快速发展，传统基建与房地产行业消耗了大量的河（江）砂，导致现在一些地区已经出现河砂匮乏的现象，为防止过度开采造成自然生态的破坏，很多地区限制甚至禁止开采河（江）砂。相比河砂，我国拥有18000km的海岸线，浅海海砂储量约1.6万亿吨，海砂资源相当丰富，如果能合理、正确的开采和使用海砂可以很好的弥补河砂不足的缺口，意义重大。
关键词：海砂，淡化、氯离子
一、滥用海砂的危害
海砂中的有害物质主要是较高的氯离子含量和贝壳等杂质。未淡化处理的海砂直接用于拌制混凝土，会加剧混凝土中的钢筋锈蚀，从而影响建筑主体结构。在我国一些沿海城市，由于滥用海砂已经出现了一批“海砂屋”，这些“海砂屋”建筑的楼板、墙体开裂，一到雨天就渗漏不止，造成了重大的经济损失和恶劣的社会影响。鉴于未经处理的海砂危害重大，且市场的不规范，一些重点项目如设计等级更高的高铁、城市轨道交通项目，其建设方深知使用海砂的危害，故有时会直接在施工合同中约定不得使用海砂。但是堵不如疏，为规范海砂的使用国家住建部在《海砂混凝土应用技术规范》中将“用于配置混凝土的海砂应做净化处理”作为强制性条文执行。
二、海砂的开采技术现状
我国最早从20世纪三四十年代开始利用海砂建造临时建筑，到90年代初期以舟山、宁波为代表的城市开始大规模开采近海海砂用于建筑工程。从开始的采用抓斗采掘，只能采掘距海面20米左右；发展到现在采砂船的抽泵吸技术。通过抽吸海水时携带海砂，在船舱设置的初步处理设备中能将吸上来的海砂进行初步处理，主要是筛去泥块、大的贝壳和其他杂物，得到比较均匀的海砂。经过初步处理的海砂除盐含量（氯离子）和少量贝壳外已经具备较低含泥量和较低杂质的特性。
三、海砂的淡化技术
海砂在国外尤其是欧洲和日本都有广泛的利用，据统计英国总集料的10%来自海洋，日本海砂占建筑用砂的30%以上，多年的应用表明，经过严格淡化处理的海砂，用于建造钢筋混凝土结构是毫无问题的，可以好保证其耐久性。只有使用了那些没有严格处理的海砂才会导致钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀，影响结构的安全性和耐久性。
日本及国外一些发达国家的海砂淡化技术比较先进，开采与淡化基本同步完成，规范化程度较高。目前我国对建筑用海砂的淡化处理方法一般有：自然堆置法、混合法和淡水冲洗法，其中淡水冲洗法是目前最主要的方法，经淡化后的海砂是之为淡化海砂。
1.自然堆置法
将采得的海砂自然堆放几个月甚至更长的时间，通过自然降水、风吹、蒸发等自然作用降低海砂中的盐含量。海砂中的水分在重力的作用下流失，则海砂中的氯离子也会随之被大部分带走，以达到降低海砂氯离子含量的目的。在取样检测氯离子含量合格后可以使用于工程。这个方法的缺点是需要堆置的时间长一般需要2个月以上，且效果受天气环境影响较大。
2.混合法
该方法是将海砂同河（江）砂按一定比例混合，其目的是通过河（江）砂的掺人达到降低氯离子含量的目的，当混合后的砂氯离子含量小于国家标准后方可使用。
3.淡水冲洗法
既利用淡水冲洗海砂的方法是目前海砂淡化的主要方式，将海砂用斗式滤水法或散水法除盐。采用斗式滤水法，每处理1m3海砂需要消耗0.8吨以上淡水，每批除盐时间需12-24小时，采用斗式滤水法可以在较窄的场地上工作，但消耗的淡水资源较大。采用散水法，处理每1m3海砂仅需消耗0.2吨左右上淡水，但所需场地较斗式滤水法大，每批除盐时间也需要12小时以上。淡水冲洗法虽成本偏高，但在时间上优于自然堆置法。
四、淡化海砂的性能分析
1.砂的集配
对于海砂普遍认为海砂过细，比表面积大，集配不佳不适宜拌制混凝土，但实际情况并非如此。根据试验资料显示我国典型海域取到的海砂及对应淡化后的海砂其细度模数分布在1.6~2.9范围内，都是集配比较好的中砂。那些我们认为的细砂其实是一些近海滩取得的海滩砂。
2.砂的贝壳含量
贝壳的主要成分是碳酸钙，一般不与水泥发生反应，但这类贝壳成薄片状，表面光滑且强度低，与水泥的结合能力差，必须加以限制。通过淡化处理能有效降低海砂中的贝壳含量。一般认为，砂中的贝壳对混凝土的耐久性和钢筋的腐蚀是没多大影响的。但会对混凝土的强度造成一定影响，如果是用海砂生产高强混凝土，贝壳含量必须作为一个不可忽视的指标加以控制。
3.砂的氯离子含量
氯离子能破坏钢筋表面的保护膜，从而导致钢筋锈蚀。锈蚀的结果是让钢筋截面不断削弱，而锈蚀物产生的膨胀作用会使得钢筋保护层开裂，影响结构的使用功能。氯离子对预应力钢筋的危害更胜普通钢筋，必须严格控制。另外海砂中的氯盐（含盐量在0.3%以上）对混凝土拌合物促进凝结的作用比较明显，对大体积混凝土则有初期升温较高的问题，使用海砂的混凝土前期强度高而后期强度低，还会使混凝土的干缩性增加。淡化后的海砂其氯离子含量被有效降低，可以保证工程的质量。
五、结束语
我国海域的海砂及淡化海砂的表观密度分布在2590~2650kg/m3范围内，与河砂（江砂）接近，细度模数在1.6~1.9之间属于适合建筑的中砂。有害物质主要是含泥量、贝壳含量与氯离子含量，这些有害物质在经过合理的淡化处理后可以有效降低，甚至在一些指标上低于河砂。使用各项指标检测合格的海砂拌制混凝土不仅在混凝土的力学性能、耐久性、干燥收缩性上不输于河砂，而且相比河砂更具经济性。我国海砂资源丰富，大力发展海砂开采和淡化技术可以有效缓解过度开采河砂导致的环境破坏，也是建筑市场的迫切需求。
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