鋼筋海砂混凝土的應用

      海砂資源儲備量大，將其應用于工程建設領域 一直受到廣泛關注，為此，國內外學者首先展開了針對海砂自身性質的研究，取得的結果表明，海砂的堅固性和級配都較好，適宜用來配置混凝土；海砂混凝土的性能也被進行了廣泛研究，包括抗壓強度、 軸壓強度、抗折強度、劈拉強度、彈性模量和受壓應力應變曲線等，與同等條件下的河砂混凝土比較發現兩者的力學性能基本相當，在結構設計時其力 學性能不需進行特殊考慮，與普通混凝土一樣按照 現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010 的 規定確定其各項性能指標的標準值和設計值， 《混凝土強度檢驗評定標準》GB /T 50107 有關混凝 土力學性能的規定也適用于海砂混凝土。 

      制約海砂混凝土在工程領域應用的問題是海砂中含有較多的氯離子，會導致鋼材迅速銹蝕發生。直接將海砂用于鋼筋混凝土結構時，氯離子的存在會降低混凝土的 pH 值，從而破壞鋼筋表面鈍化膜， 形成腐蝕原電池銹蝕鋼筋，造成混凝土開裂，會導致結構因耐久性問題破壞。為此，工程技術人員和研究學者提出了很多解決辦法，主要是對海砂、混 凝土或鋼筋進行處理，按照所處理的對象可以分為 三大類。

( 1) 海砂淡化法

      海砂淡化法是通過凈化措施，降低海砂中的氯離子含量和篩除有害物質，處理工藝主要有自然放置法、淡水沖洗法和機械法三種。自然放置法是將海砂堆積放置數月以上，經雨水沖刷降低其氯離子 含量，取樣化驗合格后即可使用，該方法簡單，但占地費時，不能保證材料供應的時效性。淡水沖洗 法是利用淡水沖洗海砂，該方法降氯效果較好，所需設備投資較少。機械法是利用機械對海砂進行分選、沖洗，該方法效率高，所需時間短，但需要分 級、離心、給水和排水的成套設備，投資大，所需淡水量也大。

( 2) 添加阻銹劑法

      添加阻銹劑法是對混凝土進行處理，拌制混凝土時摻加一定量的阻銹劑和摻合料，以抑制氯離子 對鋼筋的腐蝕作用，改善海砂混凝土的護筋性。該 方法簡單可靠，可直接用海水、海砂拌制混凝土，在日本已經得到了廣泛應用，實際應用效果較好， 但對阻銹劑的質量要求較高。 

( 3) 鋼筋處理保護法

      鋼筋處理保護法是在鋼筋表面添加涂層來避免氯離子對鋼筋的腐蝕，包括鍍鋅、鍍鉻等金屬涂層和環氧樹脂類的非金屬涂層，使用時需要保證涂層 的厚度和質量，同時還要求涂層不影響鋼筋與混凝 土間的粘結性能，工藝要求高，實際防銹效果并不顯 著。另一思路是通過鋼筋冶金技術提高表層鋼材的致密程度和抗腐蝕能力; 但此方法成本較高，難度較 大，目前尚未有較好的發展。 

      目前，鋼筋海砂混凝土結構在我國已經有一定的應用，主要是采用海砂淡化法，但是由于海砂淡化會增加成本，我國海砂凈化處理工藝和市場監管機制還不完備，建材市場上的淡化海砂質量不 穩定，很多海砂混凝土建筑還是出現了嚴重的鋼筋銹蝕問題，沿海地區的“海砂屋”現象較為普遍，所以海砂作為建筑用砂使用受到了很大的質疑，阻礙了淡化海砂的廣泛應用。 

      針對這樣的情況，我國在近年來出臺了很多相關規程，嚴格控制海砂及混凝土拌合物中的氯離子 含量，《海砂混凝土應用技術規范》JGJ 206-2010 中 “用于配制混凝土的海砂應作凈化處理”是強制性 條文，需要嚴格執行；此外，該規范還提高了對氯 離子含量的要求，不僅嚴格限制了各項原材料中氯離子的含量，而且對混凝土拌合物中總的水溶性氯 離子含量提出了明確的限值。這些從嚴控制的方法加上完善的海砂市場監管機制能保障鋼筋海砂混凝 土建筑的質量。但是海砂淡化需要消耗大量淡水資源，而在河砂匱乏、亟需利用海砂的地區，淡水資源一 般也會比較緊張，海砂淡化法的應用還是受到限制。