1 工程概況

        援密克羅尼西亞金槍魚管委會(huì)辦公樓及領(lǐng)導(dǎo)人官邸項(xiàng)目，為我國的一援外建設(shè)項(xiàng)目，總建筑面積約為4820m²，兩層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)、梁板柱砼強(qiáng)度等級為C20，砼總量約為4200m³，需用砂約3100t。

        該國為太平洋一島國，屬于典型的熱帶海洋性氣候，年降雨量為4400～5000mm；當(dāng)?shù)亟ú氖袌鼍哂忻黠@的地域局限性，尤其是砂源，無河砂，只有海砂可利用，這對控制砼用海砂的氯離子含量，提出了嚴(yán)格的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 海砂中氯鹽對鋼筋砼的腐蝕

        氯鹽腐蝕鋼筋的機(jī)理是，砼中的氯離子與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起鋼筋銹蝕而膨脹，導(dǎo)致砼沿鋼筋的位置出現(xiàn)裂縫，大大降低砼結(jié)構(gòu)的耐久性，縮短建筑物的設(shè)計(jì)使用年限。根據(jù)國內(nèi)外眾多研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，并不是砼中含有氯離子就會(huì)對鋼筋造成腐蝕，而是砼內(nèi)的氯離子含量達(dá)到一定濃度（即超過某一“臨界值”）時(shí)，才會(huì)與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如同砼內(nèi)的堿含量>3.0kg/m³時(shí)，才會(huì)發(fā)生足以引起砼裂縫的堿骨料反應(yīng)。

3 砼用海砂中氯鹽含量的限定

        根據(jù)砂資源的變化及建筑用砂技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合國際同行業(yè)對砼用海砂中氯離子含量值（“臨界值”）的限定，我國不斷對原有標(biāo)準(zhǔn)作針對性的修訂：于2002年2月1日起，頒布并實(shí)施了現(xiàn)行《建筑用砂GB/T 14684－2001》國家標(biāo)準(zhǔn)，替代《建筑用砂GB/T14681－1993》；同時(shí)，一些沿海城市利用未經(jīng)處理的海砂拌制混凝土，使建筑工程出現(xiàn)了氯離子腐蝕情況，降低了砼結(jié)構(gòu)的耐久性，給工程質(zhì)量帶來了隱患。為此，建設(shè)部于2004年8月23日頒布了《建標(biāo)[2004]143號文》：關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見 ，其中再次強(qiáng)調(diào)了“對鋼筋混凝土,海砂中氯離子含量應(yīng)≤0.06%(以干砂重的百分率計(jì))”。

4 海砂處理方法的可行性分析

        因密克當(dāng)?shù)刂挥泻Ｉ翱梢岳�，且氯離子含量>0.06%，按我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不可直接用于拌制砼，需進(jìn)行處理，使其氯離子含量≤0.06%后方可使用。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況及當(dāng)?shù)氐牡赜蛸Y源進(jìn)行如下可行性分析：

        4.1 淡水淡化處理

        當(dāng)?shù)氐Y源較為豐富且雨水充沛，年降雨量在4400～5000mm，除市政供水外，可利用臨設(shè)屋面排水系統(tǒng)和場地硬地坪坡向積水池進(jìn)行收集，并配備專門的沖洗設(shè)備對海砂作淡化處理，使其氯離子含量≤0.06%，以滿足我國相關(guān)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

        4.2 摻用鋼筋阻銹劑

        鋼筋阻銹劑即混凝土中的緩蝕劑，是保護(hù)鋼筋不受氯鹽腐蝕的一種輔助措施。目前國內(nèi)的鋼筋阻銹劑種類主要有：陽極型、陰極型、綜合型等，由無機(jī)或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)組成。這些物質(zhì)對鋼筋（Fe）有特殊的親和力，能阻止或減緩鋼筋的銹蝕反應(yīng)，從而起到阻銹作用，但并不是從根本上消耗砼中的氯離子含量。國內(nèi)外眾多研究試驗(yàn)表明，阻銹劑的缺點(diǎn)是它的有效性與混凝土本身的質(zhì)量關(guān)系密切，即阻銹劑能夠較好地適用于高質(zhì)量（強(qiáng)度高、自身密實(shí)度好）的混凝土，而且保護(hù)鋼筋主要依靠混凝土自身。本項(xiàng)目砼強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級為C20，并不能充分發(fā)揮其阻銹效果。

        4.3 選用國內(nèi)的河砂

        密克國地處太平洋一島國，路途遙遠(yuǎn)，國內(nèi)物資抵達(dá)項(xiàng)目所在地港口的時(shí)間長達(dá)30天左右，再加上清關(guān)、提貨等手續(xù)，運(yùn)至現(xiàn)場還需10天左右，歷時(shí)長達(dá)40余天，與現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)度不能很好地銜接，若海運(yùn)中途出現(xiàn)其他情況，則有可能造成施工現(xiàn)場的待料停工狀態(tài)；而且，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸費(fèi)用相當(dāng)昂貴：每只集裝箱（容許最大載重量20t）高達(dá)1900美元。

        4.4 可行性分析結(jié)論

        綜合以上處理方法，結(jié)合本項(xiàng)目施工進(jìn)度要求、工程造價(jià)及所在地的淡水資源，砼用海砂采用淡水進(jìn)行淡化沖洗處理是可行的。

5 海砂淡化處理

        5.1 淡化設(shè)備選擇

        海砂淡化效果主要取決于有充足的淡水資源和合適的沖洗設(shè)備，目前市場上也有相關(guān)的清洗設(shè)備，但并沒有形成一個(gè)系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目所選用的沖洗設(shè)備，是在我司自行研制開發(fā)的“濕混凝土分離回收技術(shù)”設(shè)備的基礎(chǔ)上（該技術(shù)被國家環(huán)境保護(hù)總局確認(rèn)為“二OO三年國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)”），經(jīng)我司研發(fā)部對此設(shè)備作針對性改進(jìn)后，用于海砂淡化沖洗。經(jīng)“援剛果（金）xx醫(yī)院”項(xiàng)目實(shí)踐證明，該設(shè)備不但能提供較好的淡化沖洗效果，而且操作簡便、自動(dòng)化程度高。

        成套海砂淡化沖洗設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)見表一，構(gòu)造及位置布設(shè)見附圖一：

序號 項(xiàng)　　　目 技  術(shù)  參　數(shù) 1 海砂淡化處理能力 6～8 m３/h 2 清洗滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率 2×4 KW 3 清洗滾筒用水量 8~10 m３/h 4 清洗滾筒外形尺寸 5.5×2.3×2.3 m 5 水泵電機(jī)功率 2.2 KW

      5.2 海砂淡化流程

        為確保砼用海砂中氯離子含量≤0.06%，援密克施工技術(shù)組注重淡化沖洗過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，制訂了嚴(yán)格的操作控制流程，對“氯離子含量檢測”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行專業(yè)檢測控制。

        5.3 海砂淡化方法

        5.3.1 工作原理：海砂淡化沖洗機(jī)的工作原理如同一臺(tái)滾筒式洗衣機(jī)，滾筒內(nèi)設(shè)置螺旋葉片和抓斗，確保出料自動(dòng)完成；滾筒旋轉(zhuǎn)攪拌，供水系統(tǒng)連續(xù)不斷注入淡水，對海砂進(jìn)行震蕩沖洗，使含鹽水不斷地從分離筒低端口溢出，完成去鹽工作。
 

        5.3.2 淡化沖洗方法：沖洗前，海砂需在淡水浸泡池浸泡不少于24h，然后用裝載機(jī)將其送入進(jìn)料滑槽斗，滑槽斗的兩邊設(shè)有淡水進(jìn)水口，機(jī)械振動(dòng)輔以人工將海砂在不斷沖擊的淡水沖洗下進(jìn)入清洗滾筒，旋轉(zhuǎn)的攪拌滾筒對海砂進(jìn)行充分的攪拌清洗，淡化后的海砂在滾筒內(nèi)置螺旋葉片的推動(dòng)下進(jìn)入抓斗，經(jīng)出料斗和出料皮帶機(jī)至過篩，篩分出貝殼、珊瑚石等較大顆粒的雜質(zhì)后輸送到臨時(shí)堆場，經(jīng)檢測合格后待用。

        5.3.3 大量沖洗前應(yīng)先進(jìn)行淡化效果試驗(yàn)，檢測人員根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整進(jìn)料滑槽斗的進(jìn)砂量、淡水供水系統(tǒng)的進(jìn)水量、滾筒旋轉(zhuǎn)攪拌速度，達(dá)到海砂一次性淡化沖洗的最佳效果。

6 氯離子含量檢測試驗(yàn)

        6.1 檢測試驗(yàn)方法

        氯離子含量的檢測試驗(yàn)是整個(gè)海砂淡化過程中的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，將直接關(guān)系到砼結(jié)構(gòu)的耐久性。我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂（GB/T14684-2001）》、《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（GB60164-92）》、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法（JGJ52-92）》、《建設(shè)部關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見（建標(biāo)[2004]143號）》，均明文強(qiáng)調(diào)了海砂拌制砼前必須進(jìn)行檢測試驗(yàn)，保證氯離子含量≤0.06%。

        檢測試驗(yàn)過程必須嚴(yán)格按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂（GB/T14684-2001）》進(jìn)行，計(jì)算與評定按下式進(jìn)行：

 

        “最終氯離子含量”取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.01％：若上述檢測試驗(yàn)結(jié)果值≤0.06％，則滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于“砼用海砂的氯離子含量”的要求；若上述結(jié)果>0.06％，則需回淡化沖洗機(jī)再次淡化，直至檢測試驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范要求。

        具體試驗(yàn)過程在此不作描述。但值得一提的是，由于該試驗(yàn)方法采用的是試劑法，不可避免會(huì)出現(xiàn)人為的判斷差異，主要體現(xiàn)在上式中的V1、V2兩值（V1為“樣品滴定時(shí)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積”；V2為“空白試驗(yàn)時(shí)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積”），現(xiàn)場試驗(yàn)員為將人為誤差縮小到最低程度，采取了“最終氯離子含量”取四次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，保證了計(jì)算結(jié)果基于原始數(shù)據(jù)的離散性和代表性。

        6.2 合理確定檢驗(yàn)批量

        我國現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未對現(xiàn)場海砂淡化的檢驗(yàn)批量作出定量約束，若按照常規(guī)的檢驗(yàn)批量，即以200m3或300t作為一個(gè)檢驗(yàn)批顯然是不太合理的，不能全面、真實(shí)有效地反映出海砂淡化后氯離子含量的動(dòng)態(tài)變化，需確定合理有效的檢驗(yàn)批量。為此，援密克施工技術(shù)組檢測人員，結(jié)合淡化沖洗設(shè)備的生產(chǎn)能力，淡化初期按每天的生產(chǎn)量為不少于3個(gè)檢驗(yàn)批、后期按每天的生產(chǎn)量為不少于2個(gè)檢驗(yàn)批，作為內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，保證了淡化后海砂的氯離子含量處于全程受控狀態(tài)。

7 經(jīng)濟(jì)效益分析

        本項(xiàng)目砼用海砂淡化與其他可行性處理方法的經(jīng)濟(jì)效益作如下表二分析：

     從上表數(shù)據(jù)對比可知，本項(xiàng)目砼用砂采取淡化海砂的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢是明顯的。

8 簡要結(jié)語
 

        對于建筑用海砂，應(yīng)該持謹(jǐn)慎態(tài)度，但這并不意味著我們要拒絕海砂。隨著建筑用砂技術(shù)的發(fā)展及地域資源的局限性，海砂的應(yīng)用前景是不可避免的，其關(guān)鍵在于海砂淡化或外加劑輔助措施（如鋼筋阻銹劑）等技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，并最終形成規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)體系，供我們遵照執(zhí)行。

        由于援外技術(shù)組嚴(yán)格執(zhí)行既定的海砂淡化控制程序，淡化海砂成功應(yīng)用了兩個(gè)援外項(xiàng)目的砼用砂，在滿足現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下節(jié)約了工程造價(jià)，而且為海砂淡化的應(yīng)用技術(shù)和前景積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，以供同行交流。
 

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