廣東省沿海地區(qū)海沙資源化利用及建議

黃賢忠（潮州市建筑安裝總公司）

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廣東省沿海地區(qū)海沙資源化利用及建議

黃賢忠
（潮州市建筑安裝總公司）

【摘要】本文對(duì)海砂資源綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了概述，結(jié)合廣東地區(qū)近年來在海砂資源綜合利用方面的經(jīng)驗(yàn)，探討了廣東地區(qū)在海砂資源綜合利用方面存在的一些問題，提出了一些針對(duì)廣東省的海砂資源化綜合利用技術(shù)建議。

【關(guān)鍵詞】海砂；資源化利用

1　引言

建筑用砂作為大宗建筑基礎(chǔ)材料之一，其特點(diǎn)是品質(zhì)條件要求低、附加值小，但需求總量卻特別大，建筑用砂中占主要地位的是河砂，其余還有少量的機(jī)制砂和海砂。然而近些年隨著廣東省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑用砂的需求不斷增大，河砂供應(yīng)有限，河砂采挖還會(huì)對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境造成極大的影響，建筑用砂的供求矛盾日益明顯。

廣東省內(nèi)目前的建筑用砂以河砂為主，開采區(qū)域分布在西江、北江、東江、珠江三角洲和韓江等地區(qū)。近些年隨著廣東省大規(guī)模開發(fā)建設(shè)的開展，使得河砂的需求量激增，河砂開采混亂，對(duì)河道的生態(tài)環(huán)境造成了破壞，為此省政府于2014年出臺(tái)了《關(guān)于劃定河砂禁采區(qū)和可采區(qū)的暫行規(guī)定》，對(duì)河砂的開采從可采區(qū)、開采范圍、可采長度和寬度、控制采砂量、采砂作業(yè)方式、作業(yè)工具及其數(shù)量、規(guī)?？刂啤⒉缮捌谙薜确矫孢M(jìn)行了限制，對(duì)省內(nèi)的河砂進(jìn)行有序開采，雖然有序開采可以對(duì)河道的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，但也限制了河砂的產(chǎn)量，對(duì)于日益增加的建筑用砂需求，則顯得捉襟見肘。

基于上述問題，相關(guān)研究人員吸取了國內(nèi)外其他地區(qū)在這方面的經(jīng)驗(yàn)，考慮到廣東省是沿海省份，有很長的海岸線和海砂資源，提出使用海砂用作建筑用砂來緩解這一問題的措施，在實(shí)際工程中也進(jìn)行了不少應(yīng)用，但也出現(xiàn)了一些問題，最為典型的就是深圳地區(qū)的“海砂樓”事件［1］，為此本文擬結(jié)合海砂的資源化利用及廣東省的區(qū)位特點(diǎn)對(duì)其資源化利用進(jìn)行探討，并提出一些建議。

2　海砂資源化利用限制及應(yīng)對(duì)措施

2.1海砂資源化利用限制

海砂相對(duì)于河砂而言，具有顆粒級(jí)配良好、含泥量少、顆粒堅(jiān)硬等特點(diǎn)，在理論上可以替代河砂作為建筑用砂，但是在實(shí)際應(yīng)用中受限于海砂中的有害物質(zhì)，致使其不能得到大規(guī)模的應(yīng)用。海砂中的有害物質(zhì)主要指的是氯鹽和貝殼兩大類物質(zhì)，二者對(duì)于建筑用砂的使用都有影響，其影響如下：

⑴氯鹽的影響。海砂中的氯鹽來源海水［2］，海水中的鹽類絕大部分為氯鹽，經(jīng)過沉積、吸附之后進(jìn)入海砂之中。海砂中的氯鹽會(huì)對(duì)鋼筋混凝土的耐久性有著嚴(yán)重的影響，氯鹽會(huì)加速鋼筋腐蝕的電化學(xué)反應(yīng)，破壞鋼筋的表層鈍化膜，其反應(yīng)如下［3］：

在整個(gè)鋼筋腐蝕的過程中，氯離子起到了催化作用，加速了鐵銹的生成，同時(shí)還降低了鋼筋周圍的PH，進(jìn)一步加速了鋼筋的腐蝕反應(yīng)，在整個(gè)過程中氯離子并不消失，其催化作用將會(huì)一直持續(xù)下去。腐蝕過程中產(chǎn)生的鐵銹體積將是原有鋼筋的2～4倍，鐵銹的累積和體積膨脹最終會(huì)使得混凝土開裂、結(jié)構(gòu)遭到破壞，海砂中含有的氯鹽是導(dǎo)致鋼筋混凝土鋼筋被腐蝕破壞的主要原因，圖1、2是典型的氯鹽導(dǎo)致的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞。

圖1　氯鹽破壞混凝土（一）

圖2　氯鹽破壞混凝土（二）

⑵貝殼等輕物質(zhì)的影響。貝殼是一種惰性材料，對(duì)于混凝土強(qiáng)度沒有貢獻(xiàn)，同時(shí)會(huì)降低混凝土的性能（抗拉強(qiáng)度、扛壓強(qiáng)度、抗凍性、抗磨性、和易性等），在建筑用砂中被列為有害物質(zhì)。海砂中一般都會(huì)有貝殼，對(duì)于混凝土的性能影響與貝殼的尺寸和含量有關(guān)，貝殼的特性與海砂所處地理環(huán)境有一定的關(guān)系。

海砂的應(yīng)用主要受限于上述兩方面，相比較而言，海砂中的貝殼較容易處置，只要通過過篩處理去除掉10mm以上的貝殼即可，細(xì)碎貝殼對(duì)于混凝土的影響，同時(shí)在部分蒸壓混凝土制品中避免使用海砂；對(duì)于海砂中氯鹽的處置，則較為復(fù)雜，國內(nèi)外進(jìn)行了諸多研究，形成了多種海砂氯鹽處置方案，是目前海砂資源化利用研究的重點(diǎn)。

2.2海砂氯鹽處置技術(shù)

海砂氯鹽處置技術(shù)的目的是通過技術(shù)手段將海砂中的氯鹽降低至符合標(biāo)準(zhǔn)要求，國內(nèi)對(duì)于在鋼筋混凝土中的海砂要求其氯離子含量必須低于0.06%，預(yù)應(yīng)力混凝土不建議使用海砂，如使用則必須保證所用海砂中的氯離子含量低于0.02%［4］。針對(duì)海砂中氯鹽的處置問題，現(xiàn)有的技術(shù)可以分為兩大類，基本情況如下：

⑴海砂淡化技術(shù)。鄭榮躍等人對(duì)不同的海砂淡化技術(shù)進(jìn)行了比較［5］，自然放置法、淡水沖洗法、機(jī)械法，指出采用淡水沖洗可以達(dá)到較好的效果，在現(xiàn)有的海砂處置中有著較多的應(yīng)用，但會(huì)造成水資源的浪費(fèi)；除此之外，湯奇岳發(fā)明了一種海砂洗滌用水可以用于海砂去除有害物質(zhì)［6］，還有科學(xué)家在研究除氯菌處置海砂的技術(shù)，但這些技術(shù)尚未應(yīng)用與海砂的除鹽處理。

⑵鋼筋阻銹劑技術(shù)。鋼筋阻銹劑技術(shù)的基本原理是通過使用化學(xué)藥劑來抑制、消除氯鹽對(duì)鋼筋腐蝕［7］，阻銹劑按照其成分可以分為無機(jī)阻銹劑（亞硝酸鹽、鉻酸鹽、磷酸鹽等）、有機(jī)阻銹劑（胺類、醇類、羧酸類等）、復(fù)合阻銹劑三大類。阻銹劑技術(shù)在國外有著廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)至1998年，全世界至少有5億m3混凝土中使用了阻銹劑，其用量還在繼續(xù)增加，國內(nèi)的阻銹劑用量也在逐年增加，寧波、溫州、北京、青島、湛江、臺(tái)灣等沿海地區(qū)都己經(jīng)開始大量使用鋼筋阻銹劑，尤其是在海工工程。

海砂淡化技術(shù)和鋼筋阻銹劑技術(shù)是目前處置海砂氯鹽危害較為成熟的技術(shù)，在實(shí)際工程中都有著較為廣泛的應(yīng)用，從技術(shù)層面而言不存在問題。與歐美、日本等發(fā)達(dá)國家的海砂綜合利用技術(shù)相比較，國內(nèi)的海砂利用不充分一個(gè)重要原因是政策引導(dǎo)不夠，制定相應(yīng)的規(guī)范和政策對(duì)海砂資源化利用進(jìn)行引導(dǎo)是當(dāng)務(wù)之急。

3　廣東省海砂資源利用現(xiàn)狀

廣東省作為經(jīng)濟(jì)大省，建筑工程對(duì)于建筑用砂有著很大的需求，根據(jù)2010年公布的省管河道允許開采的河砂總量是1300萬m3，而廣東省的建筑河砂需求量達(dá)到了7000萬m3，其中使用海砂的量達(dá)到了3500萬m3，2010年之后的海砂使用量呈現(xiàn)增加的趨勢，海砂已經(jīng)成為廣東省建筑河砂的重要組成部分。

在實(shí)際使用過程中，廣東省的有關(guān)建筑工地雖然大量使用了海砂用作建筑砂，但近年不時(shí)有媒體報(bào)道有關(guān)的海砂使用問題，最為典型的是2012年深圳的海砂樓事件，由于海砂的使用，導(dǎo)致了大面積的建筑質(zhì)量問題（如圖3、4所示），引起了全國的關(guān)注，除此之外在廣東其他地區(qū)的也存在海砂違規(guī)使用問題，其具體狀況也無從估計(jì)。

圖3　深圳海砂樓（一）　

圖4　深圳海砂樓（二）

綜合而言，造成此類問題的主要是監(jiān)管缺失和利益驅(qū)動(dòng)兩方面原因，導(dǎo)致海砂的質(zhì)量不能達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求，影響建筑質(zhì)量，具體情況如下：

⑴監(jiān)管缺失。國內(nèi)現(xiàn)行的海砂監(jiān)管主要集中在兩個(gè)方面，一是海砂開采監(jiān)管，二是例行抽檢。海砂開采監(jiān)管主要是考慮到海砂資源的可持續(xù)利用以及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，對(duì)海砂的用途及質(zhì)量關(guān)注較少，不能為后續(xù)的海砂資源化利用提供參考；例行抽檢與河砂沒有差別，沒有針對(duì)性的抽檢，其監(jiān)管效力極為有限，地方監(jiān)管部門的突擊抽檢與例行抽檢的結(jié)果差別很大，可見一斑。早在2004年建設(shè)部出臺(tái)的文件《建設(shè)部關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見》中提出要對(duì)海砂的使用進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，但各地的海砂在應(yīng)用中的監(jiān)管仍然缺位，沒有形成有成效的海砂質(zhì)量監(jiān)管體系，這也是近些年出現(xiàn)的各類海砂事故的主因。

⑵利益驅(qū)動(dòng)。河砂限制開采，海砂資源豐富，二者的差價(jià)可以達(dá)到30元/立方米以上，為了降低成本不進(jìn)行淡化處理，很多企業(yè)為之鋌而走險(xiǎn)，利用監(jiān)管漏洞，直接將海砂用于建筑工程，造成隱患。

4　廣東省海砂資源化利用建議

針對(duì)廣東省海砂資源利用的現(xiàn)狀，結(jié)合國外的海砂利用經(jīng)驗(yàn)，從技術(shù)和監(jiān)管兩個(gè)方面提出如下建議：

⑴技術(shù)層面。海砂的資源化利用技術(shù)已經(jīng)較為成熟，政府應(yīng)該以推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化為主。在海砂淡化技術(shù)方面，通過科研資助的方式鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行有產(chǎn)業(yè)化前景的技術(shù)研發(fā)，對(duì)成熟技術(shù)的應(yīng)用政府可以給予一定資金進(jìn)行示范推廣，促進(jìn)海砂淡化技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用；推進(jìn)阻銹劑的研發(fā)和應(yīng)用，鼓勵(lì)企業(yè)和科研院所進(jìn)行新型高效阻銹劑的研發(fā)，制定阻銹劑的相關(guān)應(yīng)用規(guī)范，在使用海砂的建筑工程中強(qiáng)制推廣使用阻銹劑，將阻銹劑的合理使用列入到項(xiàng)目建設(shè)和驗(yàn)收的內(nèi)容之中，政府通過行政手段來引導(dǎo)行業(yè)內(nèi)對(duì)于阻銹劑的研發(fā)和大規(guī)模使用。

⑵監(jiān)管層面。在監(jiān)管層面，現(xiàn)有的開采監(jiān)管和例行抽檢仍然有很大的不足，對(duì)于海砂從開采到最終應(yīng)用的整個(gè)流通環(huán)節(jié)把控不夠，不能夠滿足海砂質(zhì)量監(jiān)管的需求。因此有必要成立專門的海砂監(jiān)管部門，對(duì)海砂開采、海砂處置、海砂售賣、海砂應(yīng)用等流通環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管，建立完善的海砂監(jiān)管備案體系，在海砂的流通環(huán)節(jié)中以質(zhì)量檢測為核心，并結(jié)合聯(lián)單制度實(shí)現(xiàn)海砂從開采到工程應(yīng)用全程質(zhì)量跟蹤，在建筑工程檔案中將海砂的使用情況進(jìn)行存檔，對(duì)企業(yè)和有關(guān)負(fù)責(zé)人施行終生追責(zé)制度，通過建立全面的海砂監(jiān)管體系杜絕監(jiān)管漏洞來保障海砂的質(zhì)量，以及相關(guān)建筑工程的質(zhì)量?！?/p>

【參考文獻(xiàn)】

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