淡化海砂在混凝土中的应用
海沙淡化处理技术方案
******新型建筑材料有限公司海砂淡化处理技术方案随着中国建筑业的蓬勃发展，作为建筑重要组成部分的混凝土，其需求量也随之增加。
砂子是混凝土主要组成材料，其用量也在逐年攀升，我国年需求建筑用砂将达到 26亿t，这对国内砂源储量是一个巨大挑战。
而如今中国河砂资源日益匮乏，河砂的开采也造成了生态环境的破坏，找到替代砂源变得极为迫切，因此人们将关注度转移到了储量丰富的海砂资源上。
海砂相比于河砂有其特有的优势，它成本低、粒形好、含泥量低，在未来大量合理的利用海砂，成为了必然的发展趋势，但海砂中含有较多有害的杂质，对混凝土的耐久性能有一定的影响，因此，我们需要合理、科学的使用海砂。
1、海砂利用现状：由于全球人口增长、经济发展引发的高速城市化和工业化进程，同时陆地矿产和建筑用料资源不断减少以及环境保护的压力，极大地刺激了对海砂矿产的需求膨胀。
据统计，2003～2008 年，各国建筑用砂用量惊人，以人均消费砂用量计，韩国为 8.5t、日本为 7.8t，美国、德国和法国都达到 7t左右，英国为 3.6t，其中海砂占了相当的比例 (＞30%) 。
海砂在混凝土中应用存在以下问题：（1）海砂中含有的氯盐主要有 KCl、MgCl 2 、CaCl 2 与 NaCl 等，氯离子会促使水泥中的硅酸盐类分解，加速水化反应的进行，在较短的时间内，生成较为致密的 C-S-H 胶体，造成钙钒石的含量较少，氯化铝酸盐水化物的含量较多，因此可使混凝土获得较高的早期强度，然而也会破坏钢筋的钝态保护膜，从而导致钢筋腐蚀。
（2）海砂中含有的硫酸盐类主要为 Na 2 SO 4 ，由于SO 4 2- 会与水泥水化产物 Ca(OH) 2 反应生成 CaSO 4 ·2HO 2 水化物，再与水泥中的水化物发生化学反应，产生高硫酸铝酸钙又称钙钒石，导致体积膨胀，使混凝土产生龟裂，对混凝土的耐久性影响极大。
（3）贝壳主要成分为 CaCO 3 ，属于惰性材料，一般不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，且较易沿节理错裂，而且与水泥浆的黏结能力很差。
海砂快速淡化方法与淡化工艺改良研究
2.1 工艺原理
将开采出的海砂经过输送皮带机进入振动筛沙机，筛去 掉贝壳等多余的杂质成分，经清洗后浸入特定比例的臭氧水 溶液中，将该混合溶液搅拌 2h~5h 进行除氯，完成除氯作业 后将海砂捞取出来并在温度为 60℃ ~90℃的传送皮带上进 行加热并进行清洗作业，得到淡化完成的海砂成品。其工艺 流程图如图 1 所示。
其次，经过上述 3 次淡化方式处理后，另称取 800g 未 经处理的海砂，将 4 种海砂进行烘干，冷却到室温后各称取 500g 的样品分开放入容器内备用，并贴好分类标签。
再次，取 500mL 蒸馏水分别加入上述盛放烘干海砂的 容器内，盖上瓶盖后浸泡 2h，置于氯离子分析检测仪器中 进行测定，在检测前的 15min、10min、5min 分别用玻璃棒 进行搅拌，使氯盐充分溶解。
目前，减少海砂中有害物质的方法是对海砂进行淡化处 理，如果处理方式不当就会导致淡化海砂不符合规范要求， 长期来看则会导致海砂混凝土出现耐久性问题，该类问题主 要体现在钢筋锈蚀、碱骨料反应和化学腐蚀等方面，其中 由氯离子含量超标引起的钢筋锈蚀是降低海砂混凝土耐久 性的主要原因 [2]。钢筋锈蚀后会产生体积膨胀与强度降低现 象，使结构开裂，进而失去耐久性与承载力。因此研究海砂 的快速淡化方法与传统淡化工艺的改良对淡化海砂的应用 发展是有积极作用的 [3]。
通入，使其一直维持在饱和浓度。浸泡搅拌的淡化作业时间
均为 3h，海砂试样均为 100g，将不同重量的臭氧水进行淡
化作业后测定海砂的氯离子含量、含泥量与泥块含量。试验
结果见表 4。
表 4 不同臭氧水质量下的海砂淡化效果
序号 1 2 3 4 5 6
海砂质量/g 100 100 100 100 100 100
参考文献 [1] 吴帅 . 海砂中氯离子含量检测方法的研究 [D]. 北京 ：中国 建筑材料科学研究总院，2016. [2] 田美灵，唐志波 . 海砂混凝土耐久性研究现状综述 [J]. 混凝 土，2010（11）：117-118，127. [3] 孙炳全，王立久，陈超核，等 . 海砂冲洗新工艺研究与应 用 [J]. 混凝土，2011（3）：105-107. [4] 杨子明，李思东，付云飞，等 . 海砂淡化处理新方法及其 性能研究 [J]. 广东化工，2016，43（18）：54-56. [5] 中国建筑材料联合会 . 建设用砂 ：GB/T 14684—2011[S]. 北 京 ：中国标准出版社，2011 ：13-21.
淡化海砂在商晶混凝土中的应用
比， 并分析 了淡化 海砂在 沿海地 区的应 用情况 ， 认 为淡化 海砂 可 以满足 商品混凝土的 需求 ， 但 同时需要加 强对淡化海
砂 市 场 的监 管 。 关键 词 淡化 海砂 ； 控 制 指标 ； 商 品混 凝 土
Ｏ 引 言
我 国淡化海砂的概念正式提 出是在 １ ９ ９ ７ 年， Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ４ ６ ８ ４
・
４５ ・
■ 工 程应 用
翘
２ ０ １ ３ 血
由图 ２ 、 图 ３可见 ， 在混凝土抗压强度方面 ， 淡 化海砂与 河砂并无 明显差别 ； 在 早期强 度方 面 ， 淡化海 砂 由于含 泥量
以监 管 ， 容易产 生不合格 的淡 化海砂 ， 此外 淡化过程需 要大
量 的淡水 ， 对淡水 资源也是个 巨大 的消耗 ， 此外淡化海 砂 中 难 以彻底去 除的贝壳 （ 其 主要 成分为碳 酸钙 ） ， 对混 凝土 （ 尤 其是 高标号 ） 的后期强度和耐久性有副作用 。
其是后者从行业 标准层面对海 砂混凝土的应用做 出规定 ， 其 主要控 制指标见表 １ 。
淡化 海砂 作为天然河砂 的替代 品出现 ，其优点 和缺点 都很 明显。其优 点主要有 ： 储量大 ， 淡化成本低 ， 单 价仅 为天
然河砂 的 ５ ０ ％， 甚 至不 到 ， 含泥量少 ， 级配较好 。其缺点也很 明显 ， 海砂 淡化并 没有一个标 准化 的过程 ， 过 程和结果都难
３ 淡化 海砂 在沿 海地 区的应 用情 况
浙 江宁波地 区从 ９ ０年代初就发 展淡化海砂产业 ， 并 于 ２ ０ ０ ３年宁波市 出台了 《 宁波市建筑 工程使用海砂 管理规定
（ 试行 ） 》 ， 从２ ０ ０ ９年后 宁波地 区的商 混站已基 本都采用淡化
论海砂对混凝土质量的影响
我 国建筑 用 砂 每年 需 要 ３ 亿 吨 ， 着 天然 砂 资 源 的枯 竭 匮乏 ， 筒 时 问则 比较接 近 ；试 验 组 ２ 海 砂 混凝 土 的坍 落度 与 扩展 度 较 河 Ｏ 随 ＃ 海 砂 自然 地 成为 替代 天 然 砂 的首 选 。我 国海砂 资 源 非 常丰 富 ， 海 砂 混 凝土 稍 差 ， 坍 落 度仍 比较好 。 由此说 明海砂 混凝 土 工作 性 能 浅 但 海 砂储 量达 到 约 １ 万 亿 吨 Ⅲ ． ６ 。然 而 不合 理 地 使 用 不经 淡 化 处 理 的 接 近 河砂 混 凝 土 ，＃ 结 果 海砂 虽 比河 砂 稍差 ， 工作 性 仍 满 足 要 ２组 但 海 砂 ， 给建 筑造 成 严重 的损 害 ，海 砂屋 ” 出现 就 是很 好 的说 明 。 求 。 会 “ 的 针 对海 砂 对 混凝 土质 量 的影 响 ， 文 从使 用 未 淡化 海 砂 的危 害 性 和 本 ２１ ．． ２海砂 混 凝 土强 度 合理使用海砂 的混凝土性能两方面进行了讨论。 表 ２ 凝 土强 度试 验 结果 ［ 混 ３ １ １使 用未 淡 化海 砂 的危 害性 １１海 砂 的特 点 ． 海砂 是 产于 海洋 （ 括 滩砂 、 底 砂 ） 包 海 和人 海 口附 近 的砂 海 砂 。 受海 水 的影 响 ， 淡 化处 理 的海 砂 有 以下 ２ 特点 ： 未经 个 １ ． 盐量 高 。 砂所 含 盐 主要 是氯 盐 和硫 酸 盐 ， ． １含 １ 海 氯盐 含量 是 从表 ２ 以看 出 ３ 砂 配制 的混 凝 土 中淡 化海 砂 最 优 ， 砂 次 可 种 黄 硫酸盐的 ｌ 倍 （ ０ 氯盐折算为 ｃ～ 硫酸盐折算为 Ｓ ４）所以海砂主 之 ， 化 海砂 最 差 。 是 由 于未 淡化 海砂 含 有 较多 贝壳类 物 质 ， ｌ， Ｏ２ ， 一 未淡 这 而 要 是 含氯 盐 高［ ３ １ 资 料介 绍 含盐 高 的海砂 其 含 盐 量 的 达到 ０１ 贝 壳 强度 较 差 ， 与 水 泥 浆 的粘 结 力 差 ， 以强 度 较 黄 砂 和 淡 化 海 。有 ． ％一 其 所 １ 淡砂质量百分比 ， 算为 ｃ ％ （ 折 ｌ 约 是 ００ ％一 ． ）远 超 过 规 砂 差 ； 化 海 砂经 处 理 含 泥 量 、 壳 含量 较 低 ， 利 于强 度 的 发 挥 。 大 ． ６ ０％ ， ６ 淡 贝 有 范要求的限值——Ｊ Ｊ０ — ００《 Ｇ ２６ ２ １ 海砂混凝土应用技术规范》后 面 所 以 ， 经 过淡 化处 理 完全 可 以取 代 黄砂 配 制优 质 混凝 土 。 （ 海砂 律 简 称《 术 规 范 》规定 水 溶性 氯 离子 最 大含 量 为 ０ ３ 技 ） ． ％。 ０ ２１ ． ３海 砂 混凝 土 耐久 性 能 ． 其 实使 用 未 经淡 化处 理 的 海砂 ， 般 常 规技 术 指 标 也是 可 以满 一 １ ． 贝壳 含量 较 高 。贝壳 主要 成 分是 Ｃ Ｃ 其 特 点是 外形 呈 ．２ １ ａＯ， 薄 片状 ， 面光 滑 ， 度低 ， 沿解 理 方 向破 坏 。 表 强 易 足 要求 的 ， 是 耐久 性 能不 符合 要 求 。 ３ 淡化 海 砂 、 淡化 海 关键 表 是 未 １ 海砂 屋 ” ． ２“ 的危 害根 源 砂 与 黄砂 配制 混 凝 土 的电通 量试 验 结 果 。 “ 砂 屋 ” 指使 用 未经 淡 化 处理 的海砂 配 制 的 混凝 土 建 房 ， 海 是 经 表 ３混凝 土 电通 量试 验 结 果日 过 一定 时 间 （ 一般 几 年 时 间 ） 混 凝土 内部 的钢 筋 受 到严 重 锈蚀 ， 后 结 构受到破坏 ， 的负荷能力大幅下降 ， 房屋 遇到严重的地质灾害 ， 如地 震等极容易垮塌 ， 甚至有 的建筑不经天灾也会 自行坍塌 ， 可见“ 海砂 屋” 的危 害是 极其 严 重 的 ， 能 等 闲视 之 。下面 讨 论危 害 根源 。 不 １． ． １氯离 子 的 危害 性 ２ 从表 ３可 以看 出 ： ） 时 间 的延 长 ， （ 随着 １ 电通 量是 逐 渐 下 降 的 ， 养 海砂混凝土 的钢筋腐蚀是一个极其复杂的过程 ， 它与氯离子含 护初 期 电通 量更 高 ； ） （ 黄砂 电通 量 最低 ， 次 是 淡化 海 砂 ， 淡 化海 ２ 其 未 量 、Ｌ 特征 、 化 效 果 、 孑隙 水 温湿 度 、 化 特征 、Ｈ值 、 护 层 厚度 等 诸 砂 最差 ， 碳 Ｐ 保 未淡 化 海 砂 的 电通 量 超 过 黄 砂 三分 之 一 ， 这样 的结 果 与前 多 因素有 关 ， 各 因素 之 间相 互 作 用影 响 的 结果 。氯离 子 在 钢筋 锈 面 的分 析是 一致 的 。 是 文 献 ［ 验 研 究 表 明未 淡 化 海 砂 混凝 土初 始 氯 离 子 含 量 高 ， ７ １ 试 从 蚀过 程 中起 着催 化 剂 的作 用 ， 电化 学 反应 过 程 下 ： 其 如 Ｆ ＋２ Ｉ＋４ ０ Ｆ Ｃ ， １２ Ｐ Ｃ Ｈ， ｅ Ｉ ４４ ０ ・ （ ．） 而 使混 凝 土过 早暴 露 于 高 ｄ １１ 浓 度 环境 中 ， 加 了钢 筋腐 蚀 的 机率 。 增 这 进一 步 说 明使用 未 淡化 海 砂是 非 常不 合 适 的 。 ＦＣ ・ ２ Ｆ（Ｈ） ＋ｃ一 ２ ２ ￣ ｅＩ４ ０ ｅ ２ｆ Ｈ ＋Ｈ Ｏ ２Ｈ Ｏ ＋ （２ １） 文 献 ［ 碳 化 角 度 比较 河 砂 混 凝 土 、 化 海 砂 混 凝 土 和 未 淡 化 ８ １ 从 淡 Ｆ（Ｈ， ＋ ｎｅ ｍ （ 绣）Ｆ３ （ （ ） 海 砂 混凝 土 的耐 久 性 ， 验 研究 说 明未 淡 化 海砂 混 凝 土 、 化 海 砂 ｅ ） Ｏ ＋ Ｏ Ｆ２ ０ 红 ＋ ｅ ４ Ｑ・ ｏ 黑绣） １ ３ 试 淡 Ｆ（Ｈ） Ｃ － ｅ Ｈ Ｃ＋ Ｈ ｅ Ｉ－Ｆ（ ）Ｉ Ｏ Ｏ ＋ ＋ Ｏ （４ 混 凝 土 的碳化 发 展规 律 与河 砂 混凝 土一 致 ， 化 深度 随 时 问延 长 而 １） 碳 Ｆ（Ｈ）Ｉ Ｏ＋ ０ ｒｅ ３ Ｈ０ ￣ ）Ｈ ｌ ｅＯ Ｃ＋ ２ ｉ ２ ・ ２（ ＋ Ｃ Ｆ ０ｍ （５ 增 加 。 １） ． 上 述 过 程 通 过局 部 酸 化 （ 如 碳 化 等 作 用 ） 例 引起 ，Ｈ 值 降 至 某 Ｐ ２ ． 改善 海砂 混 凝土 的综合 性 能 ．４ １ 种程 度达 到氯 离 子 临界浓 度后 钢筋 表面 钝 化膜 被 破 坏 ； 在 没 有 这样 使 用淡 化 海 砂 是 限制 氯 离 子 含量 的重 要措 施 ，然 而 这 并 不 足 破 坏 的 钝 化膜 和 附近 已破坏 钝 化 膜 之 间 产生 电位 差 一 形 成 锈 蚀 原 够 ， 究 表 明淡 化 后 的海 砂 仍 存 在 少 量氯 离 子 和 贝 壳 ， 配 制 的混 研 其 电池 ； 离 子 在 该 过 程 中循 环 往 复参 与其 中 ， 至 锈 蚀 现 象 越 来 越 凝 土 电通 量 仍 高于 河砂 。解 决 办法 主要 有 两 点 ： 氯 终 （ ） 加矿 物 掺 合 料 如粉 煤 灰 、 １掺 矿渣 、 灰 等 ， 以显 著改 善混 硅 可 严 重 ， 使混 凝 土也 开 裂劣 化 。 致 氯离 子 既参 与上 述 反应 ， 成 中 间产 形 物 ， 在 电化 学 反 应 溶 液 中起 着 润 滑 剂 的作 用 ， 减 少 了 电化 学 溶 凝 土的 结构 ， 加致 密 性 ， 也 它 增 减少 混凝 土 中钢 筋 锈蚀 机 会 。 液 的 电阻 ， 降低 了 Ｐ Ｈ值 ， 速 了锈 蚀 反应 的进 程 。 加 （ ） 钢筋 阻锈剂 ， 加 混凝 土 的缓 蚀效 果 。 般 应该 两 种 方 ２ 使用 增 一 １ ． 壳物 质 的不 利影 响。贝壳 由 于容 易解 理 破裂 ， 与水 泥 法协 同使 用 ， 果更 好 。 ． ２贝 ２ 其 效 ３ 结论 浆 的结 合 效 果 较差 ， 它数 量 较 多 时 会使 混 凝 土 和 易 性 变差 ， 使 当 也 混凝 土 的抗 拉 、 折 、 压 强度 下 降 ， 磨 、 渗性 能 变差 。 抗 抗 耐 抗 通 过 分 析 未淡 化 海 砂 的危 害 性 和 使 用 淡 化 海 砂 的 混 凝 土 性 能 说明： ２合 理 使 用海 砂 的混 凝 土性 能 ２１海 砂混 凝 土 的性 能 ． ３１未 淡化 海 砂对 混 凝土 质 量 的影 响是 负 面 的 ，尤 其 是对 耐 久 ． ２１１海 砂 混凝 土 工作 性 ． ． 性能的影响很大 ， 它直接危及建筑物 的安全 ， 因而禁止使用未淡化 表 １ 混凝 土 工作性 能 海 砂 的做 法是 正 确 的 。 ３ ． 化 处理 良好 的海砂 则 可 以用 于配 制 混凝 土 ，其 对 混凝 土 ２淡 试 验组 号 试 验 砂种 类 坍 落度 ／ａ 扩 展度／ ｒｎ ｒ ｍｍ 倒 筒 时间， 工 作性 ｓ 质量一般无不良影响； 采用淡化处理的海砂解决了天然河砂资源不 １ ＃ 河砂 ２５ ５ ６０ ６ ｌ ６ 良好 足 的问 题 ， 应 当鼓 励 的 ， 要 严 格 控 制淡 化 海 砂 的生 产 和 应 用 环 是 但 海砂 ２５ ６ ６０ ５ ２ ２ 良好 节， 以确保 海 砂质 量 符合 要 求 。 ２ 样 河砂 ２０ ６ ６０ ８ ９ 良好 ３ 为 了使海 砂 混凝 土 的质 量更 有保 障 ，配制 混凝 土 应该 使 用 ． ３ 海砂 ２０ ５ ６０ ２ １ ７ 良好 矿 物 掺合 料 和钢 筋 阻锈 剂 。 参 ��
淡化海砂在混凝土中应用前景浅析
降 低 。当 Ｃ ：Ｃ一 聚 足 够 的数 量 ， Ｏ 、Ｉ 积 导致 混 凝 土 的 ｐ ＜ Ｈ ９时 ， 钢 筋 表 面 的 钝 化 膜 被 逐 渐 破 坏 ， 钝 活 化 。 而 导 致 钢 筋 发 生 脱 从
关键词 海砂 ； 化 ； 离子 ； 筋 锈 蚀 ； 凝 土 淡 氟 钢 混
随着 我 国现 代 化建 设 规 模 的 不 断 扩 大 ． 筑 用 砂 需 求 总 建 量 巨 大 。经 过 几 十 年 的 开采 ． 分 河 道 砂 资 源 已 经 大 为 减 少 部 或接 近枯 竭 ， 然 河 砂 资 源 短 缺 的 问 题 日益 突 出 。而 天 然 河 天 砂 的 市场 价 格 也迅 速 上 涨 ， 至 出现 过 一 年 翻 番 。一 方 面 ， 甚 为 了 满 足 供 应 ， 多 地 方 出 现 了 滥 采 乱 挖 的现 象 ， 致 当 地 水 许 导
锈蚀 。
Ｃ 锈 蚀 是一 个 电化学 过程 。Ｃ ｒ ｒ和 阳 极 因 腐 蚀 产 生 的
Ｆ ， 成 Ｆ Ｃ！绿 锈 ） 从 钢 筋 阳极 向 含氧 量 较 高 的 混 凝 土 孔 ｅ 形 ｅＩ （ 。
隙 迁 徙 ， 解 为 Ｆ （Ｈ） 褐 锈 ）褐 锈 沉 积 于 阳极 周 围 ， 分 ｅ Ｏ ： （ 。 同时 放
海砂 的 淡 化 过 程 应 更 加 合 理 ， 其检 验 指 标 应 在 一 定 程 度 上 收 紧 国 家标 准 所 规 定 的 闽 值 ． 砂 混 凝 土 出厂 前应 进 行 海 氯 离子 检 验 。掺 加 阻 锈 剂 等 阻 锈 方 法 应 进 一 步 深 入研 究 ， 海 砂 的 使 用 拓 宽 道 路 。 为
建筑中合理利用海砂资源的技术及保障措施
摘要:国内建筑业的迅猛发展，导致河砂供应短缺，合理开发利用海砂资源是非常必要的。
但因海砂中贝壳、氯盐超标，能致使混凝土中的钢筋锈蚀，严重破坏建筑物的质量。
本文介绍了不合理使用海砂的一些危害，并提出几种技术措施。
关键词:海砂危害氯盐腐蚀技术措施0引言随着经济建设的飞速发展，建筑行业也迅猛发展，导致大多数沿海地区均出现河砂枯竭的现象。
源于运输成本及河砂价格高的限制，大多数企业会选择利用本地资源解决建筑用砂问题。
因此合理利用本地丰富的海砂资源以缓解河砂资源不足的局面显得尤为迫切。
我国国土资源部于1999年发表了《关于加强海砂开采管理的通知》，允许在保护海洋资源的前提下，合理有序的开发海砂。
这原本是“变废为宝”的好事，但部分建筑商经不住“短期行为”和“利益驱使”的诱惑，不按规定使用海砂，导致“海砂屋”等各种危害出现[1]。
1海砂的特点及危害海砂泥含量少、细度均匀、粒形好，适合配制混凝土。
但未经淡化处理的海砂氯盐、贝壳等有害物质含量较高。
氯离子不仅能破坏钢筋的钝化膜，形成腐蚀电池，造成钢筋锈蚀，而且能增大溶液导电性，增大电位差从而加速钢筋腐蚀过程。
贝壳因易解理破裂，其与水泥浆的结合效果较差，数量多时会致使混凝土和易性变差，抗拉、抗压强度和抗渗性能变差[2]。
因此，使用未经处理的海砂作为混凝土骨料，势必造成建筑物潜在的危险。
关于“海砂屋”的危害国内外教训惨痛。
例如1999年土耳其地震，大量海砂建筑物倒塌；震惊世界的韩国汉城的“三丰大厦”突然坍塌；日本地震房屋倒塌人员伤亡惨重的原因“天灾人祸各占一半”；我国台湾1999年的“海砂屋事件”；内陆宁波、舟山、深圳等沿海地区凸现的“海砂屋建筑”[3]。
2淡化海砂技术要求未经处理的海砂危害无穷，但是若将海砂中的有害杂质降低到规定范围内，即经过净化的海砂是可以被应用到混凝土建筑中的。
因为Cl-在钢筋表面的腐蚀只有达到“临界值”时才会发生。
对钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应大于0.06%，贝壳含量8%，泥含量5%；对预应力混凝土，不宜用海砂，若必须使用海砂时，则应经淡水冲洗，其氯离子含量不得大于0.02％，贝壳含量5%，泥含量3%[4-5]。
海砂在水泥砂浆中的应用研究
（ ） ： 度 模 数 和 颗 粒 级 配 相 当 的 普 通 河 砂 及 淡 化 海 ２砂 细 砂， 细度 模 数 为 ２５ ．。通 过 试 验 对 比 ， 化 前 后 海 砂 的 氯 盐 含 淡 量 、 泥 量 及 贝壳 含 量 变 化 如表 ｌ 示 。 含 所
表 １ 海 砂 淡 化 处 理 前 后 的 性 能 指 标 对 比
砂 中 的大 颗 粒 杂 物 进 行 筛 滤 ， 贝壳 含 量 相 对 减 少 ， 盐 含 量 、 氯 含 泥 量 也 明显 减 少 。通 过 多 次 试 验 验 证 ， 水 冲 洗 法 可 以有 淡 效 地 降 低 氯 盐 含 量 及 贝 壳 含 量 回， 其 指 标 达 到 《 筑 用 砂 》 使 建 Ｇ ／ ４ ８ — ０ １ 及 《 砂 混 凝 土 应 用 技 术 规 范 》Ｇ ０ — Ｂ １ ６４ ２０ 嘲 海 Ｔ Ｊ Ｊ２ ６
问 题 日益 突 出ｆ 我 国海 岸 线 长 ， 砂 资 源 丰 富 ， 理 有 效 的 ｌ Ｊ 。 海 合 利 用 海 砂 资 源 ， 解 决 河 砂 供 应 不 足 的 一 个 可 行 途 径 。２ １ 是 ００ 年 颁 布 实 施 的 《 砂 混 凝 土 应 用 技 术 规 范 ￣Ｊ Ｊ２６ ２ １ ） 海 （Ｇ ０ — ０ ０ 主 要 是 针 对 海 砂 在 混 凝 土 中 的 应用 制 定 的 规 范 ， 对 于 海 砂 在 而 砂浆 中 的 应用 研 究 很 少 。本 文 主要 通 过 比较 淡 化 海 砂 与河 砂 对 制 备 水 泥 砂 浆 强 度 及 工 作 性 能 的 差 异 ， 究 分 析 淡 化 海 砂 研 对 水 泥 砂 浆 性 能 的影 响 因 素 ， 为更 好 在 建 筑 工 程 中应 用淡 化 海砂提供指导。
浅析淡化海砂在混凝土中的应用前景
大 ， 离 子 除 了 破 坏 钢 筋 的钝 化 膜 ， 成 钢 筋 腐 蚀 以 外 ， 会 氯 造 还 增 大 电位 差 从 而 加 速钢 筋腐 蚀 的 过 程 ， 些 都 会 严 重 影 响 混 这
的 应 用 研 究 也 正 在 逐 步 进 行 ， 化 海 砂 技 术 的不 断 改 进 和 完 淡
过 两 次 淡 水 冲洗 ， 淡 水 冲洗 的过 程 中 降 低 海 砂 的含 泥 量 以 在 及存 在 的 各类 盐 分 的较 大 含量 。在第 一 轮 滚 筛 后 基 本 上 氯 的 含量将会降低七成 ， 贝壳 含 量 降低 六 成 ， 步 达 到 标 准 ． 过 逐 经 淡 水 冲 洗 的工 序 后 氯 含 量再 次 减 低 一 成 半 ． 泥 量 再 次 降 低 含
凝 土 的 耐 久 性 。因 此 ， 海 砂 的处 理 要 十 分 谨 慎 ， 根 本 的 方 对 最 法 就 是 排 除 海 砂 中所 含 的各 种 盐 分 ， 使 其 达 到 建 筑 用 砂 的 并
标准 。
益 紧 张 ， 些 河 道 的 河 砂 日近 枯 竭 。 筑 用 砂 和 河 砂 的 供 需 有 建 短 缺 问 题 Ｅ益 突 出 。 在 此 基 础 上 ， 然 河 砂 的 成 本 价 格 也 在 ｔ 天
砂 作 为建 筑 用 混 凝 土 的 细 骨料 和砂 浆 用 料 。但 由于 长 时 间 的
开 采 ． 国许 多 沿 海 及 周 边 地 区 已 经 出现 了河 砂 资 源 枯 竭 的 我 现 象 。 河 砂 的 枯 竭 将 会 造 成 建 筑 工 程 造 价 大 幅 度 增 加 ． 此 因
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淡化海砂在混凝土中的应用
摘要：本文详细介绍海砂淡化处理的设备工艺流程及在某排水工程中的
应用。
关键词：海砂淡化；混凝土配合比；试验；应用
The application of desalted sea sandinconcrete
QingShan-chen JiaLong-zhang
(The secondEngg.Co.of CHEC-Guangzhou Port Const 510180 china)
Abstract: In this paper，desalinationprocessingequipment and applicationin
in a drainage project of sea sand had been introduced.
Keywords: desalted sea sand；concrete mix proportion；testing；
application
1．前言
淡化海砂是海砂经淡水冲洗、筛分后形成的天然砂。
海砂经淡化后，去除了粗颗粒和杂质，氯离子和贝壳含量明显下降。
利用海砂来
用做细骨料，不仅可以解决沿海地区标准砂石资源普遍匾乏的难题，
而且避免了远程砂石料的开采补给，有利于节约能源、保护生态环境，符合我国的可持续性发展战略。
福建某排水工程采用抛石斜坡堤结构型式，抛石斜坡堤护面由扭
王字块体组成,混凝土强度等级为C40，总方量近17万m3。
2009年10月开始预制扭王字块施工，由于福建闽江河砂全面禁采，当地已经无
法找到合适的河砂来源。
为保证扭王字块体预制施工，针对当地人工砂及海砂资源，研究河砂替代方案：
1）．采用人工砂：由于人工砂石粉含量高达15%，混凝土试配过程中，同样坍落度的混凝土用水量达180kg/m3，那就意味着每方混凝土需要增加77kg水泥用量，成本相应升高；
2）．采用淡化海砂：当地产海砂，细度模数3.3左右，含泥量2.0～3.0%，氯离子含量为0.18%，贝壳含量在3%左右。
通过淡化处理降低海砂中的贝壳、氯离子以及泥等杂质后，可用于本工程。
两种方案对比，采用淡化海砂工艺成熟、技术可行、成本更低，研究采取合适的淡化处理工艺流程，降低海砂有害杂质含量，并通过对掺入海砂混凝土性能对比，确定满足C40要求的混凝土配合比用于扭王字块体预制施工
2．淡化海砂的生产工艺、质量及质量控制措施
2.1 淡化海砂的生产工艺
淡化海砂的生产工艺见图1、图2。
图1 海
砂淡化工艺流程图
图2 海砂淡化设备平面布置
用装载机将海砂送入进料斗（图1-①），料斗的两边设有淡水进
水口，通过皮带输送机将海砂在大量淡水冲洗下进入圆滚筛除去杂质（图1-②），旋转的搅拌圆滚筛对海砂进行充分的清洗筛分，在此过程中除去的贝壳和卵石通过废料输送杆排走，冲洗过的砂和水一同进
入第一淡化池进行除泥处理（图1-③）；淡化池对海砂进行搅拌清洗，降低含泥量后的海砂在滚筒内置螺旋叶片的推动下进入挖斗，通过皮
带输送机进入轮式淡化池内（图1-④）再次进行二次水洗，此次水洗主要是降低氯离子含量，经过淡化处理后的砂输送到堆场，经检测合
格后再投入使用。
2.2 海砂淡化处理结果分析
海砂淡化处理前后颗粒级配如下表所示。
淡化处理后的海砂细度模数从3.1降低为2.6，粒径为5mm以上的颗粒以及粒径为0.16mm以下的颗粒数量明显降低。
这是因为在第一次除去贝壳的过程中，其筛网孔径为5mm，可将粒径大于5mm的颗粒连同贝壳一起筛走；在清洗海砂降低含泥量的过程中，粒径小于0.075mm的颗粒会随同泥一起被洗掉一部分，这就使粒径为1.25mm～0.315mm的颗粒较处理前比例明显提高。
表1 海砂处理前后颗粒级配
图3 海砂处理前后级配曲线
从海砂处理前后级配曲线图中，可以看出淡化处理使得海砂级配
发生较大改变，处于级配II区上限的未处理海砂，经过淡化处理后，其级配曲线明显向下移动，处于II区上限与下限的中部，并相对接
近III区上限。
海砂淡化处理前后贝壳、氯离子、泥及泥块等有害杂质的变化
如下表所示。
经淡化处理后，海砂中有害杂质含量大幅度降低。
海砂
淡化处理后，贝壳含量降为1.3%，根据《JGJ 52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》第3.1.11条对于C40及以上等级混凝
土贝壳含量不能大于3%。
处理后的海砂贝壳含量为1.3%,能够满足
C40以上强度等级的混凝土使用要求。
氯离子含量从0.186%降低至
0.008%。
含泥量由淡化处理前的2.8%降为处理后的0.7%，泥块含量
由淡化处理前的0.8%降为处理后的0.1%。
，淡化处理的海砂含泥量
及泥块含量满足C40强度等级混凝土要求。
表2 海砂处理前后有害杂质含量
从海砂淡化的工艺流程来看，适宜于用于用来淡化的海砂质量要
求如下：中粗砂，细度模数介于2.8～3.3间,含泥量以5%以内为宜。
对于细度模数太大的砂，大于5mm粒径偏多，除贝壳过程中，5mm以
上颗粒会被连同贝壳一起筛走，合格砂的产量降低。
细度模数小于
2.8的砂，在洗泥过程中细颗粒又会连同泥一起被流水冲走，合格砂
的产量也会降低；同时含泥量大的砂，在冲洗过程中会消耗大量的水
同时要耗费更多的时间，往往冲洗两次后含泥量还是超过3%，只得重新进行返工处理，会增加淡化处理成本、降低产能。
2.3海砂生产过程中的质量监控
海砂淡化生产初期，因作为原材料的海砂质量良莠不齐，海
砂贝壳含量高，含泥量偏高，甚至有部分海砂中夹有泥团。
给海砂淡
化带来产能不高，处理后的海砂含泥量偏高满足不了质量要求的现象。
经过对生产流程分析，决定从原材料着手，对工程附近的海砂砂源进
行取样，确定细度模数介于2.8～3.3间，含泥量以3%以内的海砂作
为淡化处理原材料，指定该海域的砂作为淡化处理专用砂源。
质量检验方面，淡化海砂使用初期，对所有指标全部进行检验，
随着淡化海砂质量的稳定，现进行筛析、堆积密度、含泥量、泥块含
量按每400m3进行一批次的检验，贝壳含量和氯离含量则每季度进行
一次检验。
3. 淡化海砂在海工工程中的应用
3.1对混凝土拌和物工作性能的影响
分别利用河砂及经过淡化处理的河砂配制C40扭王字块混凝土，具体配合比如下表所示。
表3 扭王字块混凝土配合比
表4 扭王字块混凝土配合比性能指标
首先利用河砂配制满足要求的扭王字块混凝土配合比，在此
基础上，保持水胶比、胶凝材料组成、外加剂掺量不变，调整海砂在
混凝土集料中所占比例。
经配合比试拌，与河砂混凝土对比，采用40%砂率的海砂混凝土，坍落度增大20mm，产生明显的泌水，保水性不足、和易性较差。
这与经过处理后海砂细颗粒相对偏少有关，海砂在水洗
淡化过程中较细的颗粒连同泥一起被洗走，使得淡化后的海砂
0.315mm以下粒级颗粒偏少。
提高1%砂率后的混凝土拌和物，混凝土
拌和物和易性有所改善，但混凝土的泌水率仍然较大；把砂率提高到42%、43%后坍落度有所降低，但混凝土粘聚性、保水性提高，和易性
整体良好。
与河砂混凝土相比，海砂混凝土的7d抗压强度，除40%砂率稍有
降低外，其余砂率混凝土强度相差不大；28d抗压强度河砂混凝土与
不同砂率的海砂混凝土相差不大。
表5 扭王字块混凝土原材料氯离子含量
处理扭王字块混凝土原材料氯离子含量如上表所示。
处理海砂氯
离子含量大大降低，根据《水运工程混凝土质量控制标准JTJ269-96》中3.3.19条款对氯离子含量的规定，该排水工程预制扭王字块是素
混凝土，对于素混凝土来说，只要每方混凝土中氯离子含量不超过水
泥用量的1.3%即可满足规范要求。
扭王字块河砂混凝土以及海砂混凝
土配合比中氯离子含量如下表所示，各组混凝土的氯离子含量均满足
规范要求。
表6 扭王字块混凝土氯离子含量
备注：混凝土中氯离子含量以胶凝材料质量百分比计。
3.2淡化海砂在本工程中的应用
采用编号为5#的海砂混凝土配合比用于扭王字块预制施工中，并严格控制混凝土坍落度处于100±20mm范围。
现场测试混凝土工作性能满足预制施工要求，新拌混凝土和易性良好，无离析、泌水现象出现，硬化混凝土强度满足设计要求，混凝土外观良好。
4 结论
经过处理后检验合格的淡化海砂，用于该工程的扭王字块的预制
施工中，完成全部160000m3混凝土扭王字块预制，取得了较好的经济效益和社会效益。
对于海砂的使用，应持谨慎态度，但这并不意味着我们要拒绝海砂。
近几十年来，建筑领域持续繁荣，对各类建筑材料需求巨大，取
之于江河的淡水砂资源以前一直比较丰富。
但经过数十年的滥采乱挖，河砂资源的日趋枯竭；再加上对航道和环境的毁坏，也引起国家相关
部门的日益重视。
从今后的市场趋势来看，伴随着地域资源的局限性
及建筑用砂技术的发展，海砂淡化和外加剂辅助措施（如钢筋阻锈剂）等技术的不断发展和成熟，海砂的大规模应用是不可避免的。
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