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1、合理利用海砂馮潭輝趙樑(惠州建科實業(yè)有限公司)摘要隨著建筑面積的不斷擴大,河砂資源日益短缺.在海砂資源相對豐富的沿海地區(qū),海砂得到了大量的應用,然而在實際應用中,,存在著大量不規(guī)范使用,對建筑物壽命及人民生命財產(chǎn)安全造成了極大的隱患.因此必須對海砂進行正確的理解及合理的使用才能更好地發(fā)揮其價值.關(guān)鍵詞:海砂耐久性外加劑引言隨著工程建筑規(guī)模的不斷擴大,我國每年建筑領(lǐng)域消耗砂、石集料的數(shù)量相當龐大,每年消耗30億噸以上的建筑用砂[1]。目前河砂仍是我國建筑用細集料的主要來源,但受到資源和環(huán)境的限制,河砂可持續(xù)的開采量將會非常有限。過量地開采河砂的階地砂
2、礫石資源將使得土地資源銳減,破壞涵養(yǎng)地下水的砂礫石層。各地為了保護自然景觀和生態(tài)環(huán)境已經(jīng)逐步地限制甚至禁止了開采河砂資源。這也就導致了河砂的供應量遠遠不能滿足使用的需求。在海砂資源豐富的沿海地區(qū),海砂被用作河砂的替代品來充當河砂細骨料。我國雖然河砂資源豐富,但河砂的開采和使用或在學不規(guī)范,私挖、濫用海砂的現(xiàn)象由來已久。1999年國土資源部為了保護海洋環(huán)境,發(fā)布了《關(guān)于加強海砂開采管理的通知》,允許有序地開發(fā)海砂資源,以解決建筑用砂問題。這本是“變廢為寶”的好事,然而不合理地使用海砂卻給國家和民眾帶了麻煩甚至是空難。這是因為海砂中含鹽,能夠腐蝕鋼筋,
3、破壞混凝土結(jié)構(gòu)。如果不合理使用海砂,建筑物會發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞甚至是垮塌(一般可在1-15年內(nèi)暴露出來)。一旦遇到地震,這樣的建筑物可能會率先倒塌[2]。因此如何合理地使用海砂關(guān)系重大,刻不容緩。海砂的危害盡管外表上看上去,海砂同河砂十分相似,但是其比重、粒度,含泥量、含鹽量與貝殼含量等都隨著海砂地域與種類的不同與河砂有所區(qū)別[3]。海砂一般具有粒度適宜(多為中砂),顆粒堅硬,級配良好,含泥量少等優(yōu)點。但同時海砂也存在著氯離子以及輕物質(zhì)含量高等缺點,當貝殼含量,有機物及細泥粉等輕物質(zhì)含量較高時,會明顯便混凝土合易性下降,便混凝土抗拉、搞壓及抗折強度及抗凍
4、性、抗磨性、抗?jié)B性及耐火性等性能下降[4]。海砂中有害物質(zhì)種類海砂中有害物質(zhì)分類有很多,主要可分為兩大類,鹽類及非鹽——表1顯示了海砂中有機與無機有害物質(zhì)對混凝土性能可能造成的不良影響[5]。表1海砂中有害物質(zhì)對混凝土性能造成的影響有害物質(zhì)可能產(chǎn)生的危害云母強度低,易沿紋理錯裂,與水泥漿粘結(jié)力差輕物質(zhì)強度低,與水泥漿粘結(jié)力差含泥量自身顆粒軟弱且影響水泥與骨料界面的粘結(jié)泥塊含量各項性能均有影響有機物妨礙水泥水化鹽類可能產(chǎn)生的危害氯離子鋼筋和預應力鋼筋的腐蝕硫酸鹽混凝土體積變化,耐久性降低鉀和鈉等堿金屬離子混凝土產(chǎn)生膨脹性堿-集料反應水溶性鹽類混凝土產(chǎn)
5、生析晶現(xiàn)象鹽類濃度的不同影響混凝土凝結(jié)時間與強度發(fā)展根據(jù)現(xiàn)行國家標準GB/T14694-2011《建筑用砂》的規(guī)定:砂中云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽以及氯化物等有害物質(zhì),其含量應滿足表2的要求,但對于海砂的含鹽量,國標中的規(guī)定顯得有些不足[6]。表2建筑用砂中有害物質(zhì)含量項目指標Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類云母(按質(zhì)量計),%.<1.02.02.0輕物質(zhì)(按質(zhì)量計),%.<1.01.01.0有機物(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸鹽(按SO3質(zhì)量計),%.<0.50.50.5氯化物(以氯離子質(zhì)量計),%.<0.010.020.06海砂影響混凝土耐久性影響的
6、主要因素海砂混凝土應用于建設(shè)工程,最大的問題就是耐久性。海砂混凝土對建筑物的危害通常不會立刻顯現(xiàn)出來,然而因不合理使用海砂而造成的工程事故在全世界范圍內(nèi)比比皆是。中國建筑材料科學研究院會同有關(guān)單位編制了行業(yè)工程標準JCJ206-2010《海砂混凝土應用技術(shù)規(guī)范》強調(diào)了海砂混凝土的耐久性要求,并對海砂混凝土的碳化深度,抗硫酸鹽等級,抗?jié)B等級以及抗氯離子滲透等技術(shù)指標做出了相應的規(guī)定[7]。(見表3)表3海砂混凝土耐久性要求項目技術(shù)要求碳化深度(mm)≤25抗硫酸鹽等級(有效硫酸鹽侵蝕性能要求時)≥KS60抗?jié)B等級≥P8搞氯離子滲透28d電通量(C)≤
7、300084dRCM氯離子遷移系數(shù)(10-12m2/s)≤4.0坑凍等級(有抗凍性能要求時)≥F100堿-集料反應(52周膨脹率,%)≤0.04一些院校和科研機構(gòu)在海砂同河砂在耐久性方面的機制進行了研究,姜科峰通過對比發(fā)現(xiàn)海砂同河砂在混凝土抗碳化能力方面沒有明顯的區(qū)別,而在堿-集料反應方面存在的風險較大[8]。冷發(fā)光等通過長期的實驗證明見過含量對海砂混凝土10年齡期的強度以及抗碳化能力方面均無不良影響[9]。而王煒認為細碎的貝殼渣滓對混凝土強度影響并不明顯,但是對于海砂混凝土中貝殼含量較高時,會直接影響混凝土強度。而海砂中硫酸鹽含量由于其含量僅為氯
8、離子含量的1/10左右,對混凝土及鋼筋無明顯有害作用[10]。氯離子被公認為是海砂中危害最大的。當氯離子進入混凝土中達到一