浅谈海沙中贝壳含量对钢筋混凝土建筑物的危害、检测及淡化处理

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海沙淡化处理技术方案

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。

推荐:结构设计:为何海沙不能用于建筑结构?

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海沙本身纯净含泥量低,但由于其含有的水分中有大量的游离氯离子等酸根离子,当其应用与钢筋混凝土中的时候,这些游离的氯离子将会腐蚀钢筋,造成钢筋膨胀,进而引起结构构件本身膨胀变形,承载力降低,严重影响建筑安全。

结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。

事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。

在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。

希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。

混凝土在海洋环境下的应用探究

混凝土在海洋环境下的应用探究

混凝土在海洋环境下的应用探究混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设的材料,但在海洋环境下的使用却面临着一些挑战。

本文将探究混凝土在海洋环境下的应用,并介绍一些解决方案以及优化材料的方法。

一、海洋环境对混凝土的影响混凝土在海洋环境下面临着多种影响,其中最主要的是海水的侵蚀和氯离子的渗透。

海水中的氯离子会渗透到混凝土中,与钢筋发生反应,导致钢筋锈蚀,从而破坏混凝土的强度和耐久性。

此外,海洋环境还会对混凝土的物理性能造成影响。

海水中的盐分会导致混凝土膨胀和收缩,从而使其变形,影响其结构的稳定性和耐久性。

海水中的浪涌和潮汐也会对混凝土结构造成冲击和振动,导致其疲劳和损坏。

二、混凝土在海洋环境下的应用1. 海岸防护海岸防护是混凝土在海洋环境下的主要应用之一。

混凝土防波堤、海堤和海岸护坡等结构可以有效地抵御海浪的冲击和侵蚀,保护海岸线的稳定。

2. 海洋建筑混凝土在海洋建筑中的应用也十分广泛。

例如,混凝土平台、码头、船坞、海上风电塔等结构可以为海洋工业和交通提供支持和保护。

3. 海洋资源开发混凝土在海洋资源开发中也有重要的应用。

例如,混凝土海底油井、海底管道和海底隧道等结构可以为海洋资源的开发和利用提供支持和保护。

三、优化混凝土材料的方法为了在海洋环境下提高混凝土结构的耐久性和稳定性,需要进行一系列的材料优化措施。

1. 添加防护剂添加防护剂可以有效地防止海水中的氯离子渗透到混凝土中,从而减少钢筋锈蚀的风险。

防护剂还可以减少混凝土膨胀和收缩,提高其耐久性。

2. 使用高性能混凝土高性能混凝土具有更高的强度和耐久性,可以更好地抵御海水的侵蚀和氯离子的渗透。

使用高性能混凝土可以延长混凝土结构的使用寿命,并减少维护成本。

3. 添加纤维增强剂添加纤维增强剂可以提高混凝土的韧性和抗裂性,从而增强其抵御海浪冲击和振动的能力。

4. 优化设计优化混凝土结构的设计,如合理设置混凝土厚度、采用合适的钢筋布置等,可以减少混凝土结构的变形和破坏,提高其稳定性和耐久性。

海水对砼质量的影响

海水对砼质量的影响

海水对砼质量的影响首先,海水对混凝土水化反应有着直接的影响。

混凝土在水泥与水发生反应后形成胶状物质,使混凝土能够通过内部微观结构的改变和外部基质提供的持久保护来耐久地使用。

然而,如果使用海水作为混凝土中的水源,海水中的盐分会对混凝土的水化反应产生干扰。

因为海水中盐分的存在会提高混凝土中的电导率,导致电解过程中水泥浆液中阳极和阴极的聚集,从而破坏了水化反应的正常进行。

海水中的盐分还会影响混凝土内部的化学平衡,降低凝胶的硬化速度,从而降低混凝土的强度和耐久性。

其次,海水中的盐分对混凝土结构的侵蚀也是一个重要的影响因素。

海水中的氯离子和硫酸根离子可以与混凝土内部的金属纤维形成电池,导致金属纤维的腐蚀和混凝土的侵蚀。

尤其是在海洋环境中,氯盐深入混凝土结构内部会导致钢筋锈蚀,进而引发混凝土的龟裂和剥落。

此外,海水中的盐分还会通过渗透作用将海水中的盐分带入混凝土内部,进一步加剧了混凝土结构的侵蚀。

最后,海水对混凝土耐久性的影响主要体现在海水中的镁离子和硫酸根离子。

海水中的镁离子与水泥中的氢氧化钙反应生成较稳定的氢氧化镁,使得砼的内部发生体积膨胀,从而导致砼结构的损坏。

硫酸根离子则会与水泥中的固化合物反应,形成三钙矾土矿物,使得混凝土产生体积膨胀,进而导致剥落和龟裂,并降低混凝土的强度和耐久性。

为了减少海水对混凝土质量的影响,可以采取一些措施。

首先,可以适当改变混凝土的配方设计,增加水泥掺量或采用高性能水泥,以提高混凝土的强度和耐久性。

其次,可以采用特殊的防护涂层或添加剂,形成具有密封性能的保护层,减少海水中离子的渗透。

另外,可以采用耐久性较好的增强材料,如纤维增强材料,以提高混凝土的耐久性和抗裂性。

此外,定期进行维护和修复工作也是保护海水环境下混凝土结构的有效方式。

总之,海水对混凝土质量的影响主要体现在对水化反应的干扰、对混凝土结构的侵蚀以及对混凝土耐久性的影响等方面。

通过采取适当的措施来减少这些影响,可以保证混凝土结构在海水环境中的安全运行和长久使用。

港口水工混凝土建筑物的缺陷与处理措施浅谈

港口水工混凝土建筑物的缺陷与处理措施浅谈

港口水工混凝土建筑物的缺陷与处理措施浅谈港口水工混凝土建筑物作为海岸线上的基础设施之一,承载着重要的海洋货运和码头装卸功能。

然而由于长期受海水侵蚀,氧化、物理撞击及化学腐蚀等因素的影响,其建筑材料难以免于产生一定的缺陷,如裂缝、腐蚀、渗漏等。

因此,港口水工混凝土建筑物的缺陷处理是一个关键的问题,根据缺陷的特点不同,采取的处理措施也需有所区分。

下文将介绍港口水工混凝土建筑物通常存在的缺陷及其相应的处理措施。

一、港口结构裂缝钢筋混凝土构件的断裂和弯曲是造成结构裂缝的常见原因。

注意到裂缝的类型不同,有水平、垂直、斜向和环向裂缝,因此需要采用不同的处理措施。

一般来说,若裂缝宽度较小(小于0.3毫米),可以采用密封喷涂技术,如喷洒聚合物材料等;若裂缝宽度超过0.3毫米,就需要进行钢筋的加固、具体形式如绑扎热轧钢筋、避震加固和张拉加固等。

二、港口混凝土结构腐蚀问题港口建筑物处于海洋环境,长期浸泡在盐水中,难免会产生钢筋锈蚀、混凝土炭化等腐蚀问题。

这些腐蚀问题不仅危及建筑物的安全性,而且影响美观。

处理策略包括:(1)钢筋防腐处理。

将其涂上特殊防腐材料,延缓钢筋腐蚀的过程。

(2)混凝土防腐补强。

在混凝土表面覆盖一层聚合物涂层,在其表面保护混凝土免受海水的腐蚀。

(3)针对深度锈蚀、炭化,采用切割法和剥落法将腐蚀混凝土部分清除条干。

三、港口建筑物渗漏问题随着时间的推移,常港口建筑物的密封性能会降低,出现渗漏问题,这给繁忙的货运业务带来了许多问题。

渗漏就意味着水分的滋润和加速结构建筑的损坏。

因此,在发现渗漏问题后,需要判定渗漏的位置和原因,以便采取合适的补救措施。

根据渗漏的严重程度和裂缝类型,常用的处理途径包括注浆、涂层覆盖、渗透密封、填缝剂填充、瓦楞板封闭等。

综上所述,港口水工混凝土建筑物的缺陷处理应区分缺陷类型和性质,采用适当的方法。

对于严重破损或腐蚀的场所,需要采取一些拆除及重建的方式。

强化维护工作,进行预防性检修是最好的措施。

沿海城市海砂混凝土问题及对策

沿海城市海砂混凝土问题及对策

物质进入到混凝土内部后, 混凝土碱度降低, 钝化膜被破坏 , 此处钢筋表面发生 电化学腐 蚀形成蚀 坑以及锈 蚀产物 。一 般
0 . 0 2%。但没 有规定含盐量 超标 后 的技术措 施 , 也 即不允许 使用超标海砂 。随着经 济建设 的发 展 , 沿海 地 区对 河 砂 的需 求量不 断扩 大 , 沿海 地 区的不合 理利 用海砂 资源 埋下 了较 大
的不确定 因素。 2 海砂质量及对结构的危害
混凝 土 中钢 筋 锈 蚀 是 一 电 化 学 过 程 , 它是 海砂 混凝 土结
月或更长 的时 间 , 取 样化 验其 氯化 物 的含量 , 合格 后再 使 用。 此方法不需要 特别大的场地 , 但 放置时间一般需要 2 个月 以上。
2 ) 淡水冲洗法 。这种 方法 又包 括斗 式滤 水法 和散 水法 。
其 中斗式滤水法可 在较 窄的场 地上作 业 , 每立方 米砂 需 消耗
境 中( 特别 是卫 生间 、 厨房 中) 可 以长期 不锈 , 这是 由于一般 混
的钢筋腐蚀 , 导致混 凝 土结构 耐久性 的 急剧 下降 。滥 用海 砂 已经引发 了“ 海砂屋” 等严 重工程事故 。工程界 已充 分认识 到
了海砂混凝 土结 构耐 久性研 究 的重要 性和迫 切性 , 指 出滥 用
定 的早强效果 , 即氯离 子可 与水 泥水解后 的 C a ( O H ) 起反 应 生成 C a C 1 2 , 即:
2 N a C 1 +C a ( O H ) — C a C 1 2 +N a O H
用量特别巨大 , 受河 砂资源减少的影 响 , 在沿 海某些 地区相继 出现河砂短缺 、 滥用 海砂 的现象 。海 砂作 为建 筑 用砂一 方 面 可 以缓解河砂短 缺局 面、 避 免过度 开采 河砂 带来 的生态 环境 问题 , 另一方面由于海砂中所含 的氯离 子腐蚀 钢筋 , 引起严 重

海洋生物对混凝土强度的影响

物理腐蚀
海洋生物及其活动(如潮汐、海浪冲刷)对混凝土表面的物理性破坏。
- 长期的冲刷和磨损作用可能使混凝土表面粗糙,甚至剥落,从而降低其整体强度。- 海水结冰和解冻过程中的冻融循环也可能导致混凝土内部结构破坏,降低等)在混凝土表面附着并生长,产生腐蚀作用。
海洋生物对混凝土强度的影响
影响因素
描述
对混凝土强度的影响
化学腐蚀
海洋生物活动产生的酸性物质,如代谢物中的有机酸,以及海水中的盐分(如Cl-、SO42-等)与混凝土中的成分发生化学反应。
- 酸性物质可能侵蚀混凝土表面,降低其强度。- 盐分与混凝土中的成分反应,导致结构破坏,如胶凝性减弱、碱度降低等,从而降低混凝土强度。
- 附着生物可能通过其代谢活动产生酸性物质,进一步加剧化学腐蚀。- 附着生物的生长可能导致混凝土表面形成裂缝或剥落,降低其强度。- 某些生物还可能分泌具有腐蚀性的物质,直接对混凝土造成破坏。

浅议淡化海砂应用于建筑工程的可行性

浅议淡化海砂应用于建筑工程的可行性本论文介绍了我国具有丰富的淡化海砂资源,指出氯盐是诱发混凝土中钢筋锈蚀的主要原因,通过线性极化试验证明自然降氯与混凝土表面涂覆阻锈剂相结合是阻止钢筋锈蚀的有效措施。

得出淡化海砂在建筑工程中的可行性结论。

标签:淡化海砂;阻锈剂;线性极化电阻引言近年来,由于建筑市场的迅速发展,天然砂资源日益匮乏,河砂地方材料已不能满足建筑用原材料的需求,有效利用其他砂源已是大势所趋。

我国拥有一万八千公里的海岸线,雄踞世界前列,浅海砂资源极其丰富[1],并具备分选好和分布集中的特点,适合大规模的工业化开采,同时从经济角度考虑,海运费用相对低廉,能够降低生产成本,因此有效的利用丰富的海砂资源,一方面可以解决沿海地区河砂资源普遍匮乏的难题,另一方面也避免了远程砂石料的开采补给,很大程度上起到了节约能源和保护生态环境的作用。

但使用未经处理的海砂,在一定程度上会缩短建筑物的安全使用寿命,给建筑工程埋下严重的隐患。

近年来沿海地区引发出许多海砂屋破坏的工程实例[2]。

造成海砂屋大量出现的主要原因是,建筑商大量使用了没有经过任何处理的海砂。

海砂中含有大量的氯离子,在有水和氧气的条件下将持久地对混凝土和钢筋产生破坏。

因此,采用适当的防治措施降低或消除海砂中的氯盐,阻止混凝土中钢筋产生锈蚀,将使淡化海砂在工程中的应用成为一种可能。

1 氯离子诱发钢筋腐蚀的机理1.4 导电、降低混凝土电阻的作用另外,氯盐对混凝土也起一定的破坏作用,如增加冻融破坏和结晶膨胀等,但是氯盐所诱发的混凝土中钢筋的锈蚀破坏通常起主导作用。

2 防止钢筋产生锈蚀的技术方法根据国内外的相关规程规定,防止海砂混凝土中钢筋腐蚀的技术措施常用的有以下方法:通过配合比的设计来改善混凝土自身的结构、钢筋涂层、对混凝土进行表面改性、钢筋表面进行钝化处理、阴极保护、电化学除盐、氯离子固化、掺加钢筋阻锈剂、表面涂覆阻锈剂等。

基于国内外的研究成果,在混凝土中掺加钢筋阻锈剂仍然是防止或者延缓钢筋锈蚀的最简单有效的方法之一。

海砂的净化程度对混凝土中钢筋锈蚀的影响

海砂的净化程度对混凝土中钢筋锈蚀的影、河砂混凝土。净化程度越高, 混凝土氯离子 的抗渗系 数越 小,混凝 土的抗渗性越 混凝土 中钢筋锈蚀的影响进行了综合性地描述总 结。 好 ;抗 渗性好 的混凝 土,其中的钢筋的锈蚀程度也 越低 。 f 关键词】 海砂 氯离子 钢 筋锈蚀 净化程度 2 .氯离子对混凝土中钢筋锈蚀程度的影响 氯离 子对海砂 中钢 筋锈蚀机理:氯离子在钢筋 如 今 , 随着 我 国经 济 的迅 速 发 展 , 人 们 对 建 筑 表 面 积 累 ,达 到 某 一 临 界 值 后 , 破 坏 了钢 筋 的表 面 材料 的需求量越 来越大 。作为重要建筑材料混凝土 钝 化膜 ;然后在 钢筋表面钝化和未钝化的部位产生 的原 材 料 之 一 :砂 而 言 ,每 年 的 建筑 需 求 量 达 了电位 差,形成原电池,产生坑蚀现象;氯离子减 3 O亿 t 。近些年,河砂的短缺问题越来越严重 ,作 小 了 电 化 学 溶 液 的 电阻 ,又 因 为 原 电池 的 存 在 ,加 为 替代 的 海 砂 越 来 越 受 到 业 界 人 士 的 关 注 。海 砂 充 速了整个锈蚀过程,导致钢筋锈蚀速度不断加快 , 足 的存 储 量 能 缓 解 河 砂 短 缺 所 带 来 的 建 筑 原 材 料 不 锈蚀 程 度 远 严 重 与氯 离 子 含 量 低 的 混 凝 土 。 足的问题,但海砂中 以氯离子为主 的杂质会锈蚀钢 以下是电化 学腐蚀 的具体过程 : 筋 ,毁坏混凝土结构。如果不对海砂进行净化处理 , 在阳极,铁逐渐离子化为 F e = F e + 2 e ; 会引发如 “ 海 砂 屋 ”等 严 重 的工 程 事 故 。海 砂 屋 是 在 阴 极 , 产 生氢 氧根 离 子 为 0 2 + + 2  ̄O + 4 e = 4 0 H。 指 使 用 了 不 合 格 的 海 砂 所 建 造 的建 筑 物 ,这 种 耐 久 在 氯 离子 存在 的环 境 中 , 氯离子 c 1 一 将 和 氢氧 根 性和质量存在问题的建筑物 ,尤其是在地震 中会 带 离子 0 H争夺因腐蚀 产生 的 F e ,形成绿锈从钢筋 阳 来灾难 。所 以,海砂的净化是应用海砂 的关键环节 , 极向含氧量较高的混凝土孔隙迁徙,分解为 F e ( O H ) z 而海砂的净化程度会对混凝士 中钢筋 的锈蚀 产生什 ( 褐锈 ) 。褐锈沉积于 阳极周 围,同时放出 H 和C 1, 么样的影响也是十分值得研 究的。这 会增加 我们对 它们又 回到 阳极 区,使 阳极 区附近 的孔隙液局部酸 l再 带 出 更 多 的 F e 。 海砂和钢筋锈蚀之 间关系 的了解 ,为 更安全 地、更 化 ,c 大面积地利用海砂提供 理论保 障。 钢 筋 锈 蚀 后 ,所 产 生 的铁 锈 的 体 积 是 相 应 钢 筋 海砂净化技术 体积的 2 ~ 4倍 ,因 而 会 向 四周 膨 胀 。随 着 锈 蚀 的 加 2 0 0 4年 ,《 建设部关于 严格建 筑用海 砂管理的 剧 ,会 导致 混 凝 土保 护 层 的开 裂 ,钢 筋 与 混 凝 土 之 意 见 》 中就 已 明确 要求 “ 建筑 工 程 中 采 用 的 海 砂 必 间的黏 结力破坏 、钢 筋受力截 面减少、结构强度降 须是经过专 门处理的淡化海砂 ” “ 对钢筋混凝土,海 低等 ,导致结构耐久性的降低 。 砂 中氯离子含量不应大于 0 . 0 6 % ” 。 未经处理过的海 氯离子虽然 不构成腐蚀产物 ,在腐蚀 中也不消 砂 氯 离 子 含 量大 多不 同 ,但 都超 出 国家 标 准 的 耗 , 但 是 作 为腐 蚀 的 中 间产 物 给 腐 蚀 起 了催 化 作 用 , 0 . 0 6 % 。不 同的净化技术下净化的海 砂,净化程度一 成为了混凝土结构在使用寿命期间最危险的侵蚀介 般不 同, 净 化技 术 的进 步 大大 提 高海 砂 的净 化 程 度 。 质。 现在我 国的净化技术主要有机械法 ,海滩 自然 综合 半电池 电位法和线性极化法来研 究混凝土 放置 法 、 掺 加 阻 锈 剂 法 、 淡 水 冲 洗 法 、混 合 法 、 自 中钢筋 电位的变化情况,采用 电位扫描技术 ,判 断 然砂法 ,还有一些最近发明的新的净化方法 。一种 钢筋锈蚀程度的实验中:海砂混凝土 中的腐蚀 电位 是 应 用 气 态 的 臭 氧 、 碳 酸 气 与 液 态 水 混 合 形 成 两 相 和腐蚀 电流密度都 明显大于淡化海砂混凝土 中的腐 共存的超临界洗涤用水,用这种水清洗海砂 中的各 蚀 电 位 和 腐 蚀 电流 密 度 ,而 且 海 砂 混 凝 土 中锈 蚀 情 种各样的有害物 ,当然也包括氯离子 。还有一种 是 况较严重,速度 快且程 度大 。 用 生 物 方 法 除 氯 菌 去 除 氯 化 物 ,不 过 这 种 方 法 还 在 通 过 实 验 发 现 ,不 是 所 有 海 砂 混 凝 土 中 的 钢 筋 都 会 很 快 产 生 明显 的锈 蚀 现 象 ,存 在 一 个 钢 筋 锈 蚀 研究中,尚未应 用到海砂净化 中。 二 、 海 砂 对 混 凝 土 钢 筋 锈 蚀 的 影 响机 理 叙述 临界浓度。 根据实验 数据分 析, 氯盐含量值在 0 . 0 9 2 % 通过探宄海砂对混凝土 中钢 筋锈蚀 的影 响,可 以下时 ,海砂混凝土 中的钢筋锈蚀程度较慢 ,经 过 以看 出有 两 个 方 面 :海 砂 混凝 土 抗 渗 性 的 好 坏 : 海 数 年 才 会 产 生 严 重 的锈 蚀 问 题 , 影 响 结 构 安 全 。 在 砂中氯离子参与 电化学反应加快 腐蚀 。下面就从这 H o u s e m e n等 人 的 实 验 中 ,当 混 凝 土 液 相 中 氯 离 子 和 氢 氧 根 离 子 浓 度 比值 小 于 0 , 6 1时 , 钢 筋 锈 蚀 会 非 常 两 个 方 面 来 叙 述 海砂 对 混凝 土 的影 响机 理 。 1 . 氯 离子 对 钢 筋 混 凝 土 抗 渗 性 的 影 响 缓慢 。 抗渗性是混凝 土强度 的重要影响因素 ,抗渗性 由此可 以看 出,随着 海砂 净化程度的提高 ,氯 良好 的混凝 土中钢 筋的锈蚀情况较差 。所 以,海砂 离子 的浓度 减低 ,钢筋的锈蚀程度也随之降低 ,锈 净化程 度对抗 渗性 的影响会直接影响到混凝土中钢 蚀速度也减慢 。 当氯离子 的净化程度低于临界值时 , 筋 的锈 蚀 程 度 。 钢筋锈蚀情况会得到很大程度上的缓解。 其他 物质 的净 化 程 度 对 混 凝 土 的 影 响 采用不 同的细骨料 ( 宁波海砂 、宁波淡化海砂 、 三、 福建 河 砂 )制 成 混 凝 土 试 块 , 采用 A S T M C 1 2 0 2的 方 在不同贝壳含量的淡化海砂配制的混凝土 中, 法 , 即 用 同 电量 法 测 试 混 凝 土 氯 离 子 渗 透 性 ,评 定 随着贝壳含量的提高 ,混凝土拌合物流动性逐渐变 混凝土 的抗渗性 。实验发现 ,其他条件相 同的情况 差 , 坍 落 度 和 扩 展 度 值 也 逐 渐 降 低 ,和 易 性 降低 , 下 ,海砂混凝土氯离子渗透性最 大,淡化 海砂 混凝 保水性变差 ,泌水现象变 明显 。这既延长 了混凝土

海砂在混凝土中的应用

海砂在混凝土中的应用目前海砂的应用还是受到自身特点的限制,海砂中含有会腐蚀钢材的氯离子,传统钢筋混凝土结构中不能直接用其替代河砂配置混凝土。

为此,工程界首先从材料净化和防护的角度出发,提出了海砂淡化、添加阻锈剂、钢筋防护等阻锈措施。

我国主要以海砂淡化法为主,海砂淡化措施需要增加投入,由于“利益驱使”,很多质量不合格的淡化海砂流入建材市场,沿海地区因滥用或误用海砂已经出现了大批质量不合格的房屋建筑,被称为“海砂屋”,给国家和民众造成了巨大的经济损失[1]。

为了解决锈蚀的问题,材料替换方法被认为是最有效的技术途径。

应用纤维增强复合材料( Fiber Reinforced Polymer,FRP) 与海砂混凝土组合替代钢材和普通混凝土,不仅可以避免锈蚀的发生,还可直接使用未经淡化处理的海砂、海水,节约淡水资源;FRP轻质高强,有很好的可设计性,与海砂混凝土组合可形成一系列结构形式;而且FRP耐腐蚀能力强,现有研究已表明氯盐环境对其性能没有显著影响,可保证结构长期耐久。

将海砂混凝土与FRP组合应用于海洋、岛礁建设时,海砂和海水可直接从海中取材,利用广阔的海洋资源,大幅度减少原材料运输量,取之于海,用之于海,具有其他材料不可比拟的优势。

因此,一种面向于海洋的新型FRP海砂混凝土组合结构被提出,为我国海洋工程建设提供了新的技术方案,同时也为海砂混凝土在工程领域中的应用提供了一个新思路。

地球上海砂资源储备量大,将其应用于工程建设领域一直受到广泛关注,为此,国内外学者首先展开了针对海砂自身性质的研究,取得的结果表明,海砂的坚固性和级配都较好,适宜用来配置混凝土。

海砂混凝土的性能也被进行了广泛研究,包括抗压强度、轴压强度、抗折强度、劈拉强度、弹性模量和应力应变曲线等,与同等条件下的河砂混凝土比较发现两者的力学性能基本相当,在结构设计时其力学性能不需进行特殊考虑,与普通混凝土一样按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定确定其各项性能指标的标准值和设计值,《混凝土强度检验评定标准》GB /T 50107有关混凝土力学性能的规定也适用于海砂混凝土。

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浅谈海沙中贝壳含量对钢筋混凝土建筑物的危害、检测及淡化处理
摘要:我国的建筑事业发展迅速,砂作为混凝土的细骨料,需求量与日俱增。

目前,河砂已供不应求。

海砂中的有害物质较多,特别是氯离子和贝壳含量对钢
筋混凝土结构建筑物耐久性存在巨大影响,为了保证工程长久的使用安全,必须
严格明确海砂对构建物的危害,认真落实海砂检测工作,杜绝违规使用海砂。

关键词:海砂、贝壳含量、危害、检测、淡化
一、引言
我国的建筑事业发展迅速,砂作为混凝土的细骨料,需求量与日俱增。

如此
大规模用砂持续多年后,目前,河砂已供不应求。

于此同时,为了避免河砂的过
度开采对自然生态环境造成重大毁坏,各地政府机关已逐步采取办法限制了河砂
的开采。

在我国的东部靠海地域,人口密度大,经济相对来说比较发达,大量的
工程正在建设,当河砂资源出现供不应求时,又没有其余的砂用来代替(例如,
内陆地区利用开采的山砂或机制砂等代替),河砂的长距离运输也将大大提高项
目的成本。

就像许多外国采用的代替方案,在内陆河砂货源紧缺的大环境下,海
砂吸引了大家的注意力。

可是未经处理的海砂,其有害物质含量较高,对钢筋混凝土的构建
物的耐久性存在很大的安全隐患。

忽视其危害盲目使用,容易造成无法估量的后果,不仅会在经济上造成重大的损失,甚至还会造成人员的伤亡。

为此,对和贝
壳含量的检测不容忽视,需要严格把关,杜绝违章使用海砂。

同时由于部分沿海
地区,海砂取用方便,相对成本较低,海砂的淡化处理及后续检测、使用,相对
而言具有良好前景。

二、砂的分类
目前,市场上常见的砂分为矿砂、河砂、海砂。

矿砂,是采自石英矿,在开采过程中,由机械破碎的矿砂外形多为不规则的
多菱角,能够与混凝土水泥胶凝材料形成较强的粘接力,增强混凝土的抗折、抗
压性能。

矿砂的泥块含量相对较高,且由于产量及开采成本等因素,往往价格较高。

河砂,是指石子在天然状态下,通过水流的长时间冲刷而形成的,外表面有
光滑性,来源比较普遍,但杂质含量较高。

海砂,是指受海水侵蚀而没有经过淡化处理的砂。

相对而言,海砂较为洁净,含泥量较其他砂低、颗粒形状优良、细度平均、储量丰富、来源广泛,且开采成
本低,但海砂中含有很高的氯离子含量、贝壳含量和轻物质等有害物质。

三、海砂中贝壳含量的危害
贝壳类的主要化学成份为碳酸钙,为惰性材料,表面光滑,强度很低,与水
泥无化学反应,但能阻碍水泥和骨料的结合,降低混凝土强度。

海砂中所含有的
贝壳对混凝土的耐久性能、拌合物的和易性都有着很大的不利之处。

较高含量的
贝壳在海砂中不但会阻碍水泥骨料之间的结合,还会加大混凝土拌合物的水胶比。

不仅混凝土强度降低了,还会加大混凝土的收缩性,导致混凝土的各项耐久性能
降低。

下面简单列举下海砂中不同的贝壳含量对混凝土拌合物和易性和抗压强度
的影响。

海砂中不同的贝壳含量对拌合物塌落度、流动性、粘聚性、保水性的影响如
下表1。

表1
如上表中所述,随着贝壳含量的逐步增加,混凝土拌合物的各项性能逐步变差。

上表中数据表明,当砂中的贝壳在3.02%以下,混凝土的各项拌合物性能均很好(如图1)。

当砂中的贝壳含量7.18%时,混凝土的拌合物性能逐步降低,当砂中的贝壳含量为10.15%时,流动性损失及坍落度损失较大(如图2)。


1 图2
砂中不同含量的贝壳对拌合物抗压强度的影响如下表2。

表2
如上表中所示,当砂中的贝壳含量在3.02%以下,对混凝土拌合物抗压强度的结果值基本无影响,但是当贝壳在砂中的比例逐步增加时,贝壳对混凝土拌合物抗压强度的影响逐步显著,特别是砂中贝壳含量为10.15%时,28天混凝土抗压强度为33.5MPa ,比贝壳含量为1.05%时的28天抗压强度少了25.9%。

当存在微量贝壳的时候,对拌合物抗压强度的不利影响忽略不计,但当砂中的贝壳含量为一定程度时,样品内部会产生很多的脆弱面,使抗压强度急剧减少。

(如图3、图4)

3
图4
贝壳含量对混凝土的危害性主要表现为以下几个方面:
1、贝壳含量的增加会降低混凝土中的砂率,使得混凝土的坍落度、流动性、粘聚性、保水性变差。

2、贝壳的主要化学成份为碳酸钙,为惰性材料,表面光滑,强度很低,与水泥无化学反应,但能阻碍水泥和骨料的结合,由于砂中贝壳含量的缘故,骨料与胶凝材料的粘结强度会大大降低从而降低了混凝土强度。

3、贝壳含量的增大还会加大混凝土拌合物的水胶比。

不仅混凝土各项强度降低了,还会加大混凝土的收缩性,导致混凝土的各项耐久性能也会大大降低。

四、相关规定
鉴于海砂的严重危害,为了更好的保障建筑工程质量,各级政府机关发布了《住房城乡建设部等关于开展治理违规海砂专项行动的通知》(建质电[2018]22号)、《省住房城乡建设厅关于加强违规海砂检测工作的通知》(苏建质[2018]480号)等文件,加强对海砂的监控检测力度,杜绝违规使用海砂,避免人民生命财产安全遭到潜在的安全隐患。

五、海砂中贝壳含量检测
海砂中贝壳含量的检测标准要求、检测方法参照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52-2006。

(一)、贝壳含量标准要求
JGJ 52-2006中条款3.1.11 海砂中贝壳含量应符合下列表3规定:
贝壳含量(按
质量计)
表3 海砂中贝壳含量
(二)、检测方法
条款6.19.3 试样制备应符合下列规定:
1、将样品缩分至不少于2400g,置温度为(105±5)℃的烘箱中烘干至恒重,冷却至室温后,过筛孔公称直径为5.00mm的方孔筛后,称取500g()试样两份,先按JGJ 52-2006第6.8节测出砂的含泥量,再将试样放入烧杯中备用。

2、把(1+5)盐酸溶液900mL加入到盛有试样的烧杯中,不停用玻璃棒搅拌,使两者充分反应直至溶液中无气体产生后,再向烧杯中加入少量的上述盐酸溶液,如果无气体产生则表明已反应完全。

不然,应继续重复上一个步骤,直到不再产
生气体为止。

然后进行五次清洗,清洗过程中要避免砂粒丢失。

然后,置于温度
为(105±5)℃的烘箱中,取出冷却至室温,称重()。

条款6.19.5 砂中贝壳含量应按下式计算,精确至0.1%:
式中—砂中贝壳含量(%);
—试样总量(g);
—试样除去贝壳后的质量(g);
—含泥量(%);
取两次测试结果的算术平均值作为测定结果值,两次结果之差超过0.5%时,
应重新取样进行试验。

六、淡化处理
《建筑及市政工程用净化海砂》JG/T494-2016规定,净化海砂的有害物质限量,应符合下表4的规定。

硫化物计硫酸盐(按质
量计)/%
表4 净化海砂有害物质限量
传统的海砂淡化技术有自然放置雨淋法、淡水冲洗法、淡水浸泡法等,但这些方法淡化效率低、淡水资源浪费等不足之处。

但由于海砂开采运输方便,成本低,为控制成本,淡化后的海砂具有较大市场。

为了市场的需求,海砂淡化技术不断更新,发明了一系列去除海砂里面掺杂的氯、碱盐、贝壳等杂质的的分离设备。

这些新器械、新方法改良了原海砂淡化工艺,使得更加高效,大大减少了淡水资源的浪费,同时降低了淡化成本,更加符合市场的需求。

淡化后的海砂,存在一定的经济优势,且资源丰富,在达到使用条件的前提下,具有可观前景。

七、结论
未经处理的海砂对钢筋混凝土构建物危害巨大,需要明确其危害,严格把关,杜绝违规使用。

而经过淡化处理的海砂,由于成本等因素,具有可观前景,但需
严格把关质量,防止不法商贩以次充好。

同时需要进一步改良淡化技术,提高相
关使用淡化后海砂的混凝土制品的耐久性,确保建筑工程的质量。

参考文献
[1] 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准:JGJ52-2006,中国建筑工业
出版社
[2] 海砂混凝土应用技术规范:JGJ206-2010,中国建筑工业出版社
[3] 建筑及市政工程用净化海砂:JG/T494-2016,中国标准出版社
姓名:吴斌(1988.11.28);性别:男,民族:汉族籍贯:江苏省苏州人,学历:
本科,毕业于延安大学西安创新学院;现有职称:中级工程师;研究方向:建筑工程。

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