海砂处理方法

1、某援外项目碌用海砂的淡化处理实践 摘要：选择合适的淡化冲洗设备，制订严格的操作控制流程，确定合理的 检验批量，实施全 程跟踪，确保了海砂的氯离子含量 V 0.06%,0.06%,满足我国相关现行国家标准要求， 有效控制了 援外工程造价，为海砂的应用技术积累了宝贵经验，取得了较好的 经济效益和社会效益。 关键词：援外项目 海砂 氯离子含量 磔结构的耐久性 海砂淡化 阻锈剂 钢筋锈蚀 1 1 工程概况 援密克罗尼西亚金枪鱼管委会办公楼及领导人官邸项目，为我国的一援外建设项目，总 建筑 面积约为 48204820 宿，两层框架结构，基础、梁板柱磔强度等级为 C20,C20,磔总量约为 4200m42

2、00m3,需 用砂约 3100t3100t。 该国为太平洋一岛国，属于典型的热带海洋性气候，年降雨量为 440044005000mm5000mm 当地建材 市场具有明显的地域局限性，尤其是砂源，无河砂，只有海砂可利用，这对控制磔用海砂的 氯离子含量，提出了严格的强制性标准要求。 2 2 海砂中氯盐对钢筋磔的腐蚀 氯盐腐蚀钢筋的机理是， 磔中的氯离子与钢筋发生化学反应， 引起钢筋锈蚀而膨胀， 导致磔 沿钢筋的位置出现裂缝， 大大降低磔结构的耐久性， 缩短建筑物的设计使用年限。 根据国内 外众多研究者的实验结果表明， 并不是磔中含有氯离子就会对钢筋造成腐蚀， 而是磔内的氯 离子含量达到一定浓度 （

3、即超过某一 “临界值”） 时，才会与钢筋发生化学反应， 如同磔内 的碱含量3.0kg/m3.0kg/m3时，才会发生足以引起磔裂缝的碱骨料反应。 3 3 磔用海砂中氯盐含量的限定 根据砂资源的变化及建筑用砂技术的发展，结合国际同行业对磔用海砂中氯离子含量值 （“临界值”）的限定，我国不断对原有标准作针对性的修订：于 20022002 年 2 2 月 1 1 日起，颁 布并实施了现行建筑用砂 GB/T 14684 GB/T 14684 20012001国家标准，替代建筑用砂 GB/TGB/T14681 14681 - - 19931993; 同时，一些沿海城市利用未经处理的海砂拌制混凝土，使建筑

4、工程出现了氯离子腐蚀情况， 降低了磔结构的耐久性， 给工程质量带来了隐患。 为此，建设部于 20042004 年 8 8 月 2323 日颁布了 建标20041432004143 号文：关于严格建筑用海砂 管理的意见，其中再次强调了 “对钢筋混凝 土，海砂中氯离子含量应 V 0.06%0.06%（以干砂重的百分率计）”。 4 4 海砂处理方法的可行性分析 因密克当地只有海砂可以利用， 且氯离子含量0.06%,0.06%,按我国现行国家标准规定， 不可直接 用于拌制磔，需进行处理，使其氯离子含量 v 0.06%0.06%后方可使用。结合本项目的实际情况及 当地的地域资源进行如下可行性分析： 4.

5、14.1 淡水淡化处理 当地淡水资源较为丰富且雨水充沛，年降雨量在 440044005000mm5000mm 除市政供水外，可利用临 设屋面排水系统和场地硬地坪坡向积水池进行收集， 并配备专门的冲洗设备对海砂作淡化处 理，使其氯离子含量 V 0. 06%0. 06%以满足我国相关现行国家标准要求。 4.24.2 掺用钢筋阻锈剂 钢筋阻锈剂即混凝土中的缓蚀剂， 是保护钢筋不受氯盐腐蚀的一种辅助措施。 目前国内的钢 筋阻锈剂种类主要有：阳极型、阴极型、综合型等，由无机或有机化学物质组成。这些物质 对钢筋（FeFe）有特殊的亲和力，能阻止或减缓钢筋的锈蚀反应，从而起到阻锈作用，但并不 是从根本上消耗

6、磔中的氯离子含量。 国内外众多研究试验表明，阻锈剂的缺点是它的有效性 与混凝土本身的质量关系密切，即阻锈剂能够较好地适用于高质量（强度高、自身密实度好） 的混凝土，而且保护钢筋主要依靠混凝土自身。本项目磔强度设计等级为 发挥其阻锈效果。 4.34.3 选用国内的河砂 密克国地处太平洋一岛国， 路途遥远，国内物资抵达项目所在地港口的时间长达 3030 天左右， 再加上清关、提货等手续，运至现场还需 1010 天左右，历时长达 4040 余天，与现场实际进度不 能很好地衔接，若海运中途出现其他情况，则有可能造成施工现场的待料停工状态；而且， 远洋运输费用相当昂贵：每只集装箱（容许最大载重量 20t

7、 20t ）高达 19001900 美元。 4.44.4 可行性分析结论 综合以上处理方法， 结合本项目施工进度要求、 工程造价及所在地的淡水资源， 磔用海砂采 用淡水进行淡化冲洗处理是可行的。 5 5 海砂淡化处理 5.15.1 淡化设备选择 海砂淡化效果主要取决于有充足的淡水资源和合适的冲洗设备， 目前市场上也有相关的清洗 设备，但并没有形成一个系统的行业标准。 本项目所选用的冲洗设备， 是在我司自行研制开 发的“湿混凝土分离回收技术”设备的基础上（该技术被国家 环境保护总局确认为“二 OOOO 三年国家重点环境保护实用技术”） ，经我司研发部对此设备作针对性改进后， 用于海砂淡 化冲洗。

8、经“援刚果（金） xxxx 医院”项目实践证明，该设备不但能提供较好的淡化冲洗效 果，而且操作简便、自动化程度高。 成套海砂淡化冲洗设备主要技术参数见表一，构造及位置布设见附图一：020,020,并不能充分 序号 项 目 技术参数 1 海砂淡化处理能力 6 8 m3 /h 2 清洗滚筒驱动电机功率 2X 4 KW 3 清洗滚筒用水量 810 m3 /h 4 清洗滚筒外形尺寸 5.5 X2.3 X2.3 m 5 水泵电机功率 2.2 KW 5.25.2 海砂淡化流程 为确保磔用海砂中氯离子含量 v 0.06%,0.06%,援密克施工技术组注重淡化冲洗过程中的每个环节， 制订了严格的操作控制流程，

9、 对“氯离子含量检测”这一关键环节进行专业检测控制， 见附 图二： IA |A 的瑚 *瑚 5.35.3 海砂淡化方法 5.3.15.3.1 工作原理：海砂淡化冲洗机的工作原理如同一台滚筒式洗衣机， 滚筒内设置螺旋叶片 和抓斗，确保出料自动完成；滚筒旋转搅拌，供水系统连续不断注入淡水， 对海砂进行震荡 冲洗，使含盐水不断地从分离筒低端口溢出，完成去盐工作。 5.3.25.3.2 淡化冲洗方法：冲洗前，海砂需在淡水浸泡池浸泡不少于 24h,24h,然后用装载机将其送 入进料滑槽斗，滑槽斗的两边设有淡水进水口， 机械振动辅以人工将海砂在不断冲击的淡水 冲洗下进入清洗滚筒， 旋转的搅拌滚筒对海砂进行

10、充分的搅拌清洗， 淡化后的海砂在滚筒内 置螺旋叶片的推动下进入抓斗， 经出料斗和出料皮带机至过筛， 筛分出贝壳、珊瑚石等较大 颗粒的杂质后输送到临时堆场，经检测合格后待用。 5.35.3.3.3 大量冲洗前应先进行淡化效果试验，检测人员根据试验数据调整进料滑槽斗的进砂 量、淡水供水系统的进水量、滚筒旋转搅拌速度，达到海砂一次性淡化冲洗的最佳效果。 7t i d b 6 6 氯离子含量检测试验 6.16.1 检测试验方法 氯离子含量的检测试验是整个海砂淡化过程中的关键控制环节， 将直接关系到碌结构的耐久 性。我国现行国家标准建筑用砂(GB/T14684(GB/T14684- -2001 2001

11、 )、混凝土质量控制标准(GB60164(GB60164- -92)92)、 行业标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法( JGJ52JGJ52- -92 )92 )、建设部关于严格建筑用 海砂管理的意见(建标20041432004143 号)，均明文强调了海砂拌制磔前必须进行检测试验， 保证氯离子含量 v 0.06%0.06%。 检测试验过程必须严格按照现行国家标准建筑用砂( GB/T14684GB/T14684- -2001 ) 2001 ) 进行，计算与评 定按下式进行： (K-K)0.0355 xl0 Z . = g 】 - - - xlOO% “最终氯离子含量”取两次试验结果的算术平均

12、值，精确至 0.01 0.01 %：若上述检测试验结果 值 v 0.06%,v 0.06%,则满足现行国家标准中关于“磔用海砂的氯离子含量”的要求；若上述结 果0.06%,0.06%,则需回淡化冲洗机再次淡化，直至检测试验结果满足规范要求。 具体试验过程在此不作描述。但值得一提的是，由于该试验方法采用的是试剂法， 不可避免 会出现人为的判断差异，主要体现在上式中的 V1V1、V2V2 两值(V(V 为“样品滴定时消耗的硝酸银 标准溶液的体积”；V V2为“空白试验时消耗的硝酸银标准溶液的体积”) ，现场试验员为将 人为误差缩小到最低程度，采取了 “最终氯离子含量”取四次试验结果的算术平均值，

13、保证 了计算结果基于原始数据的离散性和代表性。 6.26.2 合理确定检验批量 我国现行相关标准未对现场海砂淡化的检验批量作出定量约束，若按照常规的 检验批量，即以 200m200m3或 300t300t 作为一个检验批显然是不太合理的，不能全面、真实有效地反 映出海砂淡化后氯离子含量的动态变化， 需确定合理有效的检验批量。 为此，援密克施工技 术组检测人员，结合淡化冲洗设备的生产能力， 淡化初期按每天的生产量为不少于 3 3 个检验 批、后期按每天的生产量为不少于 2 2 个检验批，作为内控标准，保证了淡化后海砂的氯离子 含量处于全程受控状态。 7 7 经济效益分析 本项目磔用海砂淡化与其他

14、可行性处理方法的经济效益作如下表二分析： 表二 经济分析 海砂处理方 法 碌用砂的费用组成（约 3100t） 费用总计 购砂费用 运输费用 淡化费用 当地淡化处 理 217X 3100= 67.27 万元 1.60万元 （淡化成套 设备运抵现 场） 冲洗成套设备费用： 20万元当地人工及耗 能：21.3万元费用合 计：41.3万元 110.17 万 元 国内采购 40X 3100= 12.40 万元 244.44万元 / 256.84 万 元 掺用钢筋阻 锈剂 据可行性分析得知，该方法的处理效果不佳，故未作比较。 从上表数据对比可知，本项目磔用砂采取淡化海砂的经济效益优势是明显的。 8 8 简

15、要结语 对于建筑用海砂，应该持谨慎态度，但这并不意味着我们要拒绝海砂。随着建筑用砂技术的 发展及地域资源的局限性，海砂的应用前景是不可避免的，其关键在于海砂淡化或外加剂辅 助措施（如钢筋阻锈剂）等技术的不断发展和成熟，并最终形成规范性的标准体系， 供我们 遵照执行。 由于援外技术组严格执行既定的海砂淡化控制程序， 淡化海砂成功应用了两个援外项目的磔 用砂，在满足现行相关标准的前提下节约了工程造价， 而且为海砂淡化的应用技术和前景积 累了宝贵经验，以供同行交流。 海砂对水泥基材料水化行为及护筋性能的影响研究 近年来，随着我国基础设施建设的大规模展开 ，混凝土使用量逐年增大 ，建筑用砂的短缺问题 逐渐暴露出来.在沿海地区，科学合理地开采海砂用作建筑砂是一个因地制宜的解决之策 .但 众所周知的是，海砂含有贝壳、氯（略）质，不经处理直接用作混凝土细骨料的话 ，会引发钢筋 锈蚀 （略） .所以，要科学地使用海砂，首先必须了解海砂，掌握海砂可能对混凝土造成的影响及 机理.在这样的背景下，本文研究了海砂的特性、海砂对水泥水化的影响及海砂混凝土中的氯 离子结合与钢筋锈蚀规律，具体内容如下.1.1）通过调查和试验研究，探讨了海砂的特性（