深圳市建筑市场河砂的开发利用

深圳市建筑市场河砂的开发利用

1深圳河砂市场的现状自2008年以来，深圳建筑市场的建设发生了重大变化。世界大学生夏季运动会2011年8月在深圳召开。随着世界大学生夏季运动会的召开,建筑市场混凝土的需求量随之增大,三年来共生产混凝土8470万立方米,建筑用砂达到6770万吨。大的建筑市场使深圳建筑市场用河砂价格迅速上涨。深圳又属于河砂资源匮乏地区,各企业均在异地采购河砂,导致深圳周边的东江、西江、北江的生态环境受到严重破坏。从这几年现状统计,珠江口的砂用量占70%,三江一代河砂用量占30%。随着国家对环境保护政策的实施,天然砂源日益枯竭,由于骨料是混凝土不可缺少的重要组分,对开发和使用人工砂及海砂已经成为必然的需求。于是我国制定了《海沙混凝土应用技术规范》JGJ206-2010。海砂作为混凝土的细骨料,问题的关键不是用与不用的问题,而是如何用的问题,是如何在工程实践中认真执行相应的技术标准与规范、规程的问题。2珠江口海域海砂、充填材料深圳毗邻的珠江口海域,海砂资源丰富。珠江口海域可采砂范围是以广州黄埔港以南、淇澳岛和内伶仃岛连线以内的海域,包括狮子洋和伶仃洋,包含了广州、东莞、中山的全部海域和深圳西部海域,是珠江流域八大口门中的东四门(虎门、蕉门、横门、洪奇门)的入海口。根据中国科学院南海海洋研究所(2003)及青岛海洋地质研究所(2005)分别对“珠江口海砂资源”及“珠江口近海海砂及相关资源”的物探和调查工作,珠江口海域可划分出20个海砂区,预测总储量超过12.5亿立方米。其中储量达5.38亿立方米的10个海砂区无明显开采限制因素,通过评估后可安排开采。另据国家海洋局南海分局公示的勘探资料,珠江口海域海砂包含粉砂、细砂、中砂及粗砂。珠江口海域水深约4~8m,适合与混凝土用砂要求的中、粗砂埋深约17.1~30.1m,开采较为便利。深圳可因地制宜,科学、合理地开发利用海砂资源,可以解决当地建设用砂的来源问题,利用海砂淡化资源可降低工程造价,节约资源和能源,又能更好地保证工程质量,将有利于深圳经济建设、社会的和谐发展。3氯离子对混凝土结构的影响混凝土中钢筋锈蚀机理主要以两种形式出现:(1)混凝土碳化和氯离子侵入;(2)海砂中氯离子含量偏高。混凝土结构中钢筋锈蚀主要原因又是氯离子的侵入及潮湿环境因素引起。氯离子在混凝土中的反应状况:一是事先混入混凝土中、二是环境中的氯离子慢慢渗透,三是混凝土沿钢筋的位置出现裂缝时的氯离子渗透。对含有氯离子导致混凝土结构中钢筋的锈蚀是一个电化学反应过程,需要在水分子和氧气的参与条件下发生。反应式为:在阳极,铁逐渐被离子化:(Fe→Fe2++2e)。在阴极,产生氢氧根离子:(O2+2H2O+4e→4OH)。混凝土中氯离子不仅是从海砂中带入,在其它材料中也有带入,如水泥熟料、化学外加剂、骨料等。而混凝土是碱性材料,其PH值一般大于12.5。在碱性环境中,钢筋容易发生钝化作用,在钢筋表面产生一层致密的钝化膜,能够阻止混凝土中钢筋的锈蚀。但当二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过进入到混凝土内部后,与混凝土材料中的碱性物质发生中和反应,导致混凝土的PH值降低,出现PH<9的情况时,埋置在混凝土中钢筋表面的钝化膜被逐渐破坏,即发生“脱钝”现象,从而导致钢筋发生锈蚀。4砂的主要两种有害物质海砂不能直接被用于建筑中,主要原因是含有两种有害物质:4.1混凝土和配合物海砂中的含盐量主要来自海水,海水中硫酸盐含量折合硫酸根离子SO42-仅为氯离子Cl-的十分之一左右,这样少量的硫酸盐对混凝土及钢筋无明显有害作用;因此海砂含盐量主要是含氯盐的问题。混凝土空隙中的水分,通常以饱和氢氧化钙Ca(OH)2形式存在,其中还含有一些NaOH和kOH,PH值大约为12.5。这样的强碱性环境中,钢筋表面形成一种钝化薄膜,正是这种很薄的氧化膜层,使钢筋受到保护,不致于腐蚀。氯盐能破坏混凝土钢筋表面的碱性保护层,而促使钢筋发生锈蚀。混凝土中钢筋不断锈蚀的结果,不但削弱了钢筋截面,而且由于锈蚀产物的膨胀作用致使混凝土保护层开裂、剥落,影响到结构的正常使用。氯盐对于预应力钢筋的危害性更加大。另外,海砂中的氯盐还可能对混凝土拌和物有促进凝结硬化的作用(含盐量在0.2%~0.3%以上时比较明显);对于大体积混凝土则有初期温升较高的问题;使用含盐量较高的海砂混凝土早期强度较高,但后期强度可能较低,海砂中的盐分还可能使干燥收缩增加。总之,氯离子是导致混凝土钢筋腐蚀的最为有害的物质。4.2贝壳类等轻物质贝壳类主要成分为CaCO3,贝壳类虽然为惰性材料,一般不会与水泥发生化学反应,但这些轻物质往往呈薄片状,表面光滑,本身强度很低,易沿节理错裂,带来与水泥浆的黏结能力很差。一般来说,当贝壳类等轻物质含量较多时,会明显使混凝土和易性变差,致使混凝土的抗拉、抗压、抗折强度及抗冻性、抗磨性、抗渗性等耐火性能均有所下降;因此必须对其含量加以限制。5重要的淡水处理指标净化海砂必须达到行业标准《海砂混凝土应用技术规范》JGJ206-2010对海砂的质量要求,主要性能指标应满足如表1。6生产线及控制原则⑴日本有四种方法:自然放置法、机械法、斗式灌水法、散水法。⑵目前我国使用机械淡水冲洗:临界臭氧法(临界臭氧-淡水冲洗)、电离子水法(电离子水-淡水冲洗)、普通洗涤法(中水70%~淡水冲洗30%)。⑶海砂淡化遵循的原则:(1)在有效净化的前提下,淡水用量最小化,充分利用中水和循环水技术;(2)水砂比例可根据含盐量(与海砂细度相关)适时调整;(3)应符合“淘洗充分、滤水彻底”的原则,尽量保证滤水过程彻底,以提高净化效果;(4)净化后的海砂含盐量和含水率均匀、稳定;(5)生产线应具有较精确的计量设备,并尽可能实现自动化控制。⑷淡化海砂的原则首先要制定严格的操作控制流程,确保海砂氯离子含量≤0.06%。对于预应力混凝土用砂氯离子含量不得大于0.02%。使用淡化的海砂一定要满足相关现行国家标准要求。7混凝土中氯离子含量检测方法深圳市建筑行业使用海砂应该持谨慎态度,这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,深圳应用海砂前景是不可估量的,关键是海砂淡化的相关法律法规的建立和市场的规范化。随着我国对海砂淡化技术不断发展和成熟,最终控制混凝土中氯离子含量的标准体系是建筑业必须遵照执行的标准、规程或规范。即GB50164-2011《混凝土质量控制标准》、JGJ206-2010《海砂混凝土应用技术规范》、