淺議淡化海砂應(yīng)用于建筑工程的可行性

摘 要：本論文介紹了我國(guó)具有豐富的淡化海砂資源，指出氯鹽是誘發(fā)混凝土中鋼筋銹蝕的主要原因，通過(guò)線性極化試驗(yàn)證明自然降氯與混凝土表面涂覆阻銹劑相結(jié)合是阻止鋼筋銹蝕的有效措施。得出淡化海砂在建筑工程中的可行性結(jié)論。

關(guān)鍵詞：淡化海砂；阻銹劑；線性極化電阻

引 言

近年來(lái)，由于建筑市場(chǎng)的迅速發(fā)展，天然砂資源日益匱乏，河砂地方材料已不能滿足建筑用原材料的需求，有效利用其他砂源已是大勢(shì)所趨。我國(guó)擁有一萬(wàn)八千公里的海岸線，雄踞世界前列，淺海砂資源極其豐富[1]，并具備分選好和分布集中的特點(diǎn)，適合大規(guī)模的工業(yè)化開(kāi)采，同時(shí)從經(jīng)濟(jì)角度考慮，海運(yùn)費(fèi)用相對(duì)低廉，能夠降低生產(chǎn)成本，因此有效的利用豐富的海砂資源，一方面可以解決沿海地區(qū)河砂資源普遍匱乏的難題，另一方面也避免了遠(yuǎn)程砂石料的開(kāi)采補(bǔ)給，很大程度上起到了節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。

但使用未經(jīng)處理的海砂，在一定程度上會(huì)縮短建筑物的安全使用壽命，給建筑工程埋下嚴(yán)重的隱患。近年來(lái)沿海地區(qū)引發(fā)出許多海砂屋破壞的工程實(shí)例[2]。造成海砂屋大量出現(xiàn)的主要原因是，建筑商大量使用了沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何處理的海砂。海砂中含有大量的氯離子，在有水和氧氣的條件下將持久地對(duì)混凝土和鋼筋產(chǎn)生破壞。因此，采用適當(dāng)?shù)姆乐未胧┙档突蛳Ｉ爸械穆塞}，阻止混凝土中鋼筋產(chǎn)生銹蝕，將使淡化海砂在工程中的應(yīng)用成為一種可能。

1 氯離子誘發(fā)鋼筋腐蝕的機(jī)理

1.4 導(dǎo)電、降低混凝土電阻的作用

另外，氯鹽對(duì)混凝土也起一定的破壞作用，如增加凍融破壞和結(jié)晶膨脹等，但是氯鹽所誘發(fā)的混凝土中鋼筋的銹蝕破壞通常起主導(dǎo)作用。

2 防止鋼筋產(chǎn)生銹蝕的技術(shù)方法

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，防止海砂混凝土中鋼筋腐蝕的技術(shù)措施常用的有以下方法：通過(guò)配合比的設(shè)計(jì)來(lái)改善混凝土自身的結(jié)構(gòu)、鋼筋涂層、對(duì)混凝土進(jìn)行表面改性、鋼筋表面進(jìn)行鈍化處理、陰極保護(hù)、電化學(xué)除鹽、氯離子固化、摻加鋼筋阻銹劑、表面涂覆阻銹劑等。基于國(guó)內(nèi)外的研究成果，在混凝土中摻加鋼筋阻銹劑仍然是防止或者延緩鋼筋銹蝕的最簡(jiǎn)單有效的方法之一。但亞硝酸鹽類阻銹劑對(duì)環(huán)境和人體健康都有負(fù)面影響。所以，研究非亞硝酸鹽系列的復(fù)合型鋼筋阻銹劑對(duì)混凝土耐久性的影響具有重要的意義。

本文通過(guò)自然堆置海砂，對(duì)海砂進(jìn)行淡化處理的基礎(chǔ)上，在混凝土表面涂覆阻銹劑，研究其對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，從而探討淡化海砂在工程中的應(yīng)用可行性。

2.1 原材料淡化處理

本文所用砂樣是威海海砂，取自浪暖口，浪暖口是黃壘河的入?？?。入?？谑堑秃Ｋ旌系膮^(qū)域，此處的鹽份濃度變化無(wú)常。但因有淡水的沖洗，氯鹽含量較低。根據(jù)《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ206-2010）的規(guī)定，浪暖口江河入?？诘摹岸啊睉?yīng)被納入海砂的范疇。該處存有一定資源的海砂，其細(xì)度模數(shù)在3.0～2.3之間，級(jí)配區(qū)屬Ⅱ區(qū)，且氯離子含量較低，經(jīng)淡化處理能夠緩解建筑用砂的矛盾。

采來(lái)的砂選擇自然放置法[5]，利用室外條件進(jìn)行自然降氯。將砂放置在砂場(chǎng)，自然堆放了近四個(gè)月，經(jīng)歷了夏季、秋季多雨季節(jié)，經(jīng)天然雨水的多次沖刷降氯后，用于本次試驗(yàn)中。

2.2 混凝土試塊

試塊的成型方法及標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件嚴(yán)格按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081的規(guī)定執(zhí)行。試塊尺寸：邊長(zhǎng)為100mm的立方體試件。

2.3 表面涂覆阻銹劑2010

混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)3d后，將試塊取出，晾干一天，開(kāi)始進(jìn)行混凝土表面涂敷阻銹劑試驗(yàn)[6]。1塊不涂作為空白組，待與涂阻銹劑的做對(duì)比，表面涂覆方法如下：

稱取2克阻銹劑2010；用刷子均勻涂敷于一塊混凝土試塊的一面，并做好標(biāo)記，待晾干后，再取2克阻銹劑2010，用刷子均勻涂第二遍；將涂敷阻銹劑后的試塊晾干，放標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。

3 線性極化電阻試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)原理

3.2 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)系統(tǒng)采用PARSTAT2273電化學(xué)綜合測(cè)試系統(tǒng)的三電極體系，三電極體系中的工作電極為自制的鋼管電極，鉑電極為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）淡化海砂資源豐富，而且具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，作為建筑材料在建筑工程中有很好的使用前景。

（2）本文中的海砂采用自然堆置法，經(jīng)過(guò)雨水多次沖洗，能夠起到很明顯的自然降氯效果，在此基礎(chǔ)上對(duì)混凝土表面進(jìn)行表面涂覆阻銹劑技術(shù)，可起到阻止鋼筋銹蝕的作用，使淡化海砂在工程中的應(yīng)用更加有保障。

（3）如何合理使用淡化海砂，使其在混凝土工程中有用武之地，尤其是對(duì)混凝土耐久性的研究是今后努力的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]王圣潔，劉錫清.中國(guó)海砂資源分布特征及找礦方向.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì).2003.8.

[2]洪乃豐.海砂對(duì)鋼筋混凝土的腐蝕與對(duì)策.混凝土.2002.8.

[3]張航.適用于海水海砂混凝土的阻銹劑研究.重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文.2010.5.

[4]干偉忠.海砂對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響的試驗(yàn)研.工業(yè)建筑.2002年第32卷第2期.

[5]姚惠紅.海砂混凝土的力學(xué)及耐久性能研究.青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2011.12.

[6]劉洋，付玉彬，李偉華.阻銹劑在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的研究與應(yīng)用.混凝土.2011年第11期.

作者簡(jiǎn)介：史迪（1971-），女，漢族，山東省昌邑市人，研究生，高級(jí)工程師，結(jié)構(gòu)工程。