淺議淡化海砂應用于建筑工程的可行性

摘 要：本論文介紹了我國具有豐富的淡化海砂資源，指出氯鹽是誘發混凝土中鋼筋銹蝕的主要原因，通過線性極化試驗證明自然降氯與混凝土表面涂覆阻銹劑相結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論。

關鍵詞：淡化海砂；阻銹劑；線性極化電阻

引 言

近年來，由于建筑市場的迅速發展，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所趨。我國擁有一萬八千公里的海岸線，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，適合大規模的工業化開采，同時從經濟角度考慮，海運費用相對低廉，能夠降低生產成本，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河砂資源普遍匱乏的難題，另一方面也避免了遠程砂石料的開采補給，很大程度上起到了節約能源和保護生態環境的作用。

但使用未經處理的海砂，在一定程度上會縮短建筑物的安全使用壽命，給建筑工程埋下嚴重的隱患。近年來沿海地區引發出許多海砂屋破壞的工程實例[2]。造成海砂屋大量出現的主要原因是，建筑商大量使用了沒有經過任何處理的海砂。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混凝土和鋼筋產生破壞。因此，采用適當的防治措施降低或消除海砂中的氯鹽，阻止混凝土中鋼筋產生銹蝕，將使淡化海砂在工程中的應用成為一種可能。

1 氯離子誘發鋼筋腐蝕的機理

1.4 導電、降低混凝土電阻的作用

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

2 防止鋼筋產生銹蝕的技術方法

根據國內外的相關規程規定，防止海砂混凝土中鋼筋腐蝕的技術措施常用的有以下方法：通過配合比的設計來改善混凝土自身的結構、鋼筋涂層、對混凝土進行表面改性、鋼筋表面進行鈍化處理、陰極保護、電化學除鹽、氯離子固化、摻加鋼筋阻銹劑、表面涂覆阻銹劑等。基于國內外的研究成果，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單有效的方法之一。但亞硝酸鹽類阻銹劑對環境和人體健康都有負面影響。所以，研究非亞硝酸鹽系列的復合型鋼筋阻銹劑對混凝土耐久性的影響具有重要的意義。

本文通過自然堆置海砂，對海砂進行淡化處理的基礎上，在混凝土表面涂覆阻銹劑，研究其對鋼筋的保護作用，從而探討淡化海砂在工程中的應用可行性。

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?？凇Ｈ牒？谑堑秃Ｋ旌系膮^域，此處的鹽份濃度變化無常。但因有淡水的沖洗，氯鹽含量較低。根據《海砂混凝土應用技術規范》（JGJ206-2010）的規定，浪暖口江河入?？诘摹岸啊睉患{入海砂的范疇。該處存有一定資源的海砂，其細度模數在3.0～2.3之間，級配區屬Ⅱ區，且氯離子含量較低，經淡化處理能夠緩解建筑用砂的矛盾。

采來的砂選擇自然放置法[5]，利用室外條件進行自然降氯。將砂放置在砂場，自然堆放了近四個月，經歷了夏季、秋季多雨季節，經天然雨水的多次沖刷降氯后，用于本次試驗中。

2.2 混凝土試塊

試塊的成型方法及標準養護條件嚴格按照現行國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081的規定執行。試塊尺寸：邊長為100mm的立方體試件。

2.3 表面涂覆阻銹劑2010

混凝土試塊在標準養護室養護3d后，將試塊取出，晾干一天，開始進行混凝土表面涂敷阻銹劑試驗[6]。1塊不涂作為空白組，待與涂阻銹劑的做對比，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，放標準養護室養護。

3 線性極化電阻試驗

3.1 試驗原理

3.2 試驗儀器

試驗系統采用PARSTAT2273電化學綜合測試系統的三電極體系，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 試驗結果及分析

4 結 語

（1）淡化海砂資源豐富，而且具有價格優勢，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，經過雨水多次沖洗，能夠起到很明顯的自然降氯效果，在此基礎上對混凝土表面進行表面涂覆阻銹劑技術，可起到阻止鋼筋銹蝕的作用，使淡化海砂在工程中的應用更加有保障。

（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，尤其是對混凝土耐久性的研究是今后努力的方向。

參考文獻

[1]王圣潔，劉錫清.中國海砂資源分布特征及找礦方向.海洋地質與第四紀地質.2003.8.

[2]洪乃豐.海砂對鋼筋混凝土的腐蝕與對策.混凝土.2002.8.

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

[4]干偉忠.海砂對鋼筋混凝土結構耐久性影響的試驗研.工業建筑.2002年第32卷第2期.

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

[6]劉洋，付玉彬，李偉華.阻銹劑在鋼筋混凝土結構中的研究與應用.混凝土.2011年第11期.

作者簡介：史迪（1971-），女，漢族，山東省昌邑市人，研究生，高級工程師，結構工程。