海砂处理方法

某援外项目砼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≤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砼结构的耐久性海砂淡化阻锈剂钢筋锈蚀

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4820m2，两层框架结构，基础、梁板柱砼强度等级为C20，砼总量约为4200m3，需用砂约3100t。

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4400～5000mm；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，这对控制砼用海砂的氯离子含量，提出了严格的强制性标准要求。

2 海砂中氯盐对钢筋砼的腐蚀

氯盐腐蚀钢筋的机理是，砼中的氯离子与钢筋发生化学反应，引起钢筋锈蚀而膨胀，导致砼沿钢筋的位置出现裂缝，大大降低砼结构的耐久性，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，并不是砼中含有氯离子就会对钢筋造成腐蚀，而是砼内的氯离子含量达到一定浓度（即超过某一“临界值”）时，才会与钢筋发生化学反应，如同砼内的碱含量>3.0kg/m3时，才会发生足以引起砼裂缝的碱骨料反应。

3 砼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，结合国际同行业对砼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2002年2月1日起，颁布并实施了现行《建筑用砂GB/T 14684－2001》国家标准，替代《建筑用砂GB/T14681－1993》；同时，一些沿海城市利用未经处理的海砂拌制混凝土，使建筑工程出现了氯离子腐蚀情况，降低了砼结构的耐久性，给工程质量带来了隐患。为此，建设部于2004年8月23日颁布了《建标[2004]143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≤0.06%(以干砂重的百分率计)”。

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%，按我国现行国家标准规定，不可直接用于拌制砼，需进行处理，使其氯离子含量≤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：

4.1 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4400～5000mm，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≤0.06%，以满足我国相关现行国家标准要求。

4.2 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（Fe）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砼中的氯离子含量。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。本项目砼强度设计等级为C20，并不能充分发挥其阻锈效果。

4.3 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30天左右，再加上清关、提货等手续，运至现场还需10天左右，历时长达40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）高达1900美元。

4.4 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，砼用海砂采用淡水进行淡化冲洗处理是可行的。

5 海砂淡化处理

5.1 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OO 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。经“援刚果（金）xx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：

表一

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2×4 KW

3 清洗滚筒用水量8~10 m３/h

4 清洗滚筒外形尺寸 5.5×2.3×2.3 m

5 水泵电机功率 2.2 KW

5.2 海砂淡化流程

为确保砼用海砂中氯离子含量≤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，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：

5.3 海砂淡化方法

5.3.1 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。

5.3.2 淡化冲洗方法：冲洗前，海砂需在淡水浸泡池浸泡不少于24h，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。

5.3.3 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。