廣東省沿海地區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】本文對海砂資源綜合利用的關鍵技術進行了概述，結合廣東地區近年來在海砂資源綜合利用方面的經驗，探討了廣東地區在海砂資源綜合利用方面存在的一些問題，提出了一些針對廣東省的海砂資源化綜合利用技術建議。

【關鍵詞】海砂；資源化利用

1　引言

建筑用砂作為大宗建筑基礎材料之一，其特點是品質條件要求低、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，其余還有少量的機制砂和海砂。然而近些年隨著廣東省經濟的快速發展，建筑用砂的需求不斷增大，河砂供應有限，河砂采挖還會對河流的生態環境造成極大的影響，建筑用砂的供求矛盾日益明顯。

廣東省內目前的建筑用砂以河砂為主，開采區域分布在西江、北江、東江、珠江三角洲和韓江等地區。近些年隨著廣東省大規模開發建設的開展，使得河砂的需求量激增，河砂開采混亂，對河道的生態環境造成了破壞，為此省政府于2014年出臺了《關于劃定河砂禁采區和可采區的暫行規定》，對河砂的開采從可采區、開采范圍、可采長度和寬度、控制采砂量、采砂作業方式、作業工具及其數量、規模控制、采砂期限等方面進行了限制，對省內的河砂進行有序開采，雖然有序開采可以對河道的生態環境進行保護，但也限制了河砂的產量，對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，相關研究人員吸取了國內外其他地區在這方面的經驗，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，在實際工程中也進行了不少應用，但也出現了一些問題，最為典型的就是深圳地區的“海砂樓”事件［1］，為此本文擬結合海砂的資源化利用及廣東省的區位特點對其資源化利用進行探討，并提出一些建議。

2　海砂資源化利用限制及應對措施

2.1海砂資源化利用限制

海砂相對于河砂而言，具有顆粒級配良好、含泥量少、顆粒堅硬等特點，在理論上可以替代河砂作為建筑用砂，但是在實際應用中受限于海砂中的有害物質，致使其不能得到大規模的應用。海砂中的有害物質主要指的是氯鹽和貝殼兩大類物質，二者對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，經過沉積、吸附之后進入海砂之中。海砂中的氯鹽會對鋼筋混凝土的耐久性有著嚴重的影響，氯鹽會加速鋼筋腐蝕的電化學反應，破壞鋼筋的表層鈍化膜，其反應如下［3］：

在整個鋼筋腐蝕的過程中，氯離子起到了催化作用，加速了鐵銹的生成，同時還降低了鋼筋周圍的PH，進一步加速了鋼筋的腐蝕反應，在整個過程中氯離子并不消失，其催化作用將會一直持續下去。腐蝕過程中產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使得混凝土開裂、結構遭到破壞，海砂中含有的氯鹽是導致鋼筋混凝土鋼筋被腐蝕破壞的主要原因，圖1、2是典型的氯鹽導致的鋼筋混凝土結構破壞。

圖1　氯鹽破壞混凝土（一）

圖2　氯鹽破壞混凝土（二）

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

海砂的應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，細碎貝殼對于混凝土的影響，同時在部分蒸壓混凝土制品中避免使用海砂；對于海砂中氯鹽的處置，則較為復雜，國內外進行了諸多研究，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。

2.2海砂氯鹽處置技術

海砂氯鹽處置技術的目的是通過技術手段將海砂中的氯鹽降低至符合標準要求，國內對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%，預應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］。針對海砂中氯鹽的處置問題，現有的技術可以分為兩大類，基本情況如下：

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

⑵鋼筋阻銹劑技術。鋼筋阻銹劑技術的基本原理是通過使用化學藥劑來抑制、消除氯鹽對鋼筋腐蝕［7］，阻銹劑按照其成分可以分為無機阻銹劑（亞硝酸鹽、鉻酸鹽、磷酸鹽等）、有機阻銹劑（胺類、醇類、羧酸類等）、復合阻銹劑三大類。阻銹劑技術在國外有著廣泛應用，據統計至1998年，全世界至少有5億m3混凝土中使用了阻銹劑，其用量還在繼續增加，國內的阻銹劑用量也在逐年增加，寧波、溫州、北京、青島、湛江、臺灣等沿海地區都己經開始大量使用鋼筋阻銹劑，尤其是在海工工程。

海砂淡化技術和鋼筋阻銹劑技術是目前處置海砂氯鹽危害較為成熟的技術，在實際工程中都有著較為廣泛的應用，從技術層面而言不存在問題。與歐美、日本等發達國家的海砂綜合利用技術相比較，國內的海砂利用不充分一個重要原因是政策引導不夠，制定相應的規范和政策對海砂資源化利用進行引導是當務之急。

3　廣東省海砂資源利用現狀

廣東省作為經濟大省，建筑工程對于建筑用砂有著很大的需求，根據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到了7000萬m3，其中使用海砂的量達到了3500萬m3，2010年之后的海砂使用量呈現增加的趨勢，海砂已經成為廣東省建筑河砂的重要組成部分。

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

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管缺失和利益驅動兩方面原因，導致海砂的質量不能達到相關規范要求，影響建筑質量，具體情況如下：

⑴監管缺失。國內現行的海砂監管主要集中在兩個方面，一是海砂開采監管，二是例行抽檢。海砂開采監管主要是考慮到海砂資源的可持續利用以及其對生態環境的影響，對海砂的用途及質量關注較少，不能為后續的海砂資源化利用提供參考；例行抽檢與河砂沒有差別，沒有針對性的抽檢，其監管效力極為有限，地方監管部門的突擊抽檢與例行抽檢的結果差別很大，可見一斑。早在2004年建設部出臺的文件《建設部關于嚴格建筑用海砂管理的意見》中提出要對海砂的使用進行嚴格的監管，但各地的海砂在應用中的監管仍然缺位，沒有形成有成效的海砂質量監管體系，這也是近些年出現的各類海砂事故的主因。

⑵利益驅動。河砂限制開采，海砂資源豐富，二者的差價可以達到30元/立方米以上，為了降低成本不進行淡化處理，很多企業為之鋌而走險，利用監管漏洞，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

針對廣東省海砂資源利用的現狀，結合國外的海砂利用經驗，從技術和監管兩個方面提出如下建議：

⑴技術層面。海砂的資源化利用技術已經較為成熟，政府應該以推進技術產業化為主。在海砂淡化技術方面，通過科研資助的方式鼓勵企業進行有產業化前景的技術研發，對成熟技術的應用政府可以給予一定資金進行示范推廣，促進海砂淡化技術在行業內的應用；推進阻銹劑的研發和應用，鼓勵企業和科研院所進行新型高效阻銹劑的研發，制定阻銹劑的相關應用規范，在使用海砂的建筑工程中強制推廣使用阻銹劑，將阻銹劑的合理使用列入到項目建設和驗收的內容之中，政府通過行政手段來引導行業內對于阻銹劑的研發和大規模使用。

⑵監管層面。在監管層面，現有的開采監管和例行抽檢仍然有很大的不足，對于海砂從開采到最終應用的整個流通環節把控不夠，不能夠滿足海砂質量監管的需求。因此有必要成立專門的海砂監管部門，對海砂開采、海砂處置、海砂售賣、海砂應用等流通環節進行監管，建立完善的海砂監管備案體系，在海砂的流通環節中以質量檢測為核心，并結合聯單制度實現海砂從開采到工程應用全程質量跟蹤，在建筑工程檔案中將海砂的使用情況進行存檔，對企業和有關負責人施行終生追責制度，通過建立全面的海砂監管體系杜絕監管漏洞來保障海砂的質量，以及相關建筑工程的質量。●

【參考文獻】

［1］洪乃豐.海砂腐蝕與海砂屋的危害［J］.工業建筑，2004（11）：64-67.

［2］傅建彬.海砂建筑材料資源化幾個關鍵技術的研究［D］.武漢：武漢大學，2005.

［3］周海華，張振文，賀智敏，柳俊哲.海砂混凝土中鋼筋銹蝕機理及其防治［J］.低溫建筑技術，2010（12）∶6-7.

［4］趙嘉瑋，薛瑞豐.海砂混凝土的研究和應用綜述［J］.山西建筑，2015（3）∶103-104.

［5］鄭榮躍，袁麗莉，賀智敏.寧波地區的海砂問題及其對策［J］.混凝土，2004（10）：22-24.

［6］湯岳奇.超臨界洗滌海砂、河砂、山砂的方法［P］.中國專利：200810043175.5，2009-09-23.

［7］洪乃豐.鋼筋阻銹劑的發展與應用［J］.工業建筑，2005（6）：68-70.