广东加快海砂开采，上海严控海砂流入，那海砂到底能不能用？

天然河砂作为混凝土细骨料，粗细适中，级配合理，含泥少，是混凝土的主要组成原材料之一。随着我国近些年大规模的基础设施建设，天然河砂目前已不能满足实际需求。这就导致天然河砂的价格持续升高。一些地区，特别是沿海地区的建筑商或原材料供应商为了降低成本、牟取暴利，私自以廉价的海砂代替河砂，大量应用于建设工程中，未经淡化的海砂含有大量的氯离子，氯离子会引起混凝土中钢筋锈蚀，严重影响混凝土结构的耐久性。本文从海砂引起混凝土中钢筋锈蚀机理出发，提出了海砂应用的技术保障措施。同时提出了已有或在建工程中氯离子超标的处理措施，为后续工程提供参考。

海砂中含有大量有害物质，云母、轻物质、有机物、硫化物、硫酸盐及氯盐等，海砂的危害主要来自海砂中含有的氯盐。氯盐中所含有的氯离子会使混凝土中的钢筋失去钝化膜，而使钢筋产生腐蚀，其锈蚀产物的体积将比原来的体积大2.5倍以上，会使混凝土开裂、剥落，最终将导致建筑结构破坏、失效。氯盐对钢筋的腐蚀主要有以下几方面： 

破坏钝化膜。混凝土为钢筋提供了一个PH大于12的高碱性环境，钢筋在这样的环境中会形成一层钝化膜，保护钢筋不被腐蚀。当CL-进入混凝土中并到达钢筋表面后，吸附于局部钝化膜处，使该处的pH 值迅速降低，从而破坏钝化膜。当pH<11.5时，钝化膜就开始不稳定(临界值)；当pH<9.88时，钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜逐渐破坏。 

形成腐蚀电池，加速钢筋腐蚀。混凝土中钢筋的腐蚀是一个电化学过程，混凝土钝化膜破坏后，露出钢筋基体，与钝化膜未破坏的地方形成电位差，构成原电池。腐蚀电池作用的结果，钢筋表面产生点蚀，由于大阴极（钝化膜区）对应于小阳极（钝化膜破坏点），坑蚀发展十分迅速。同时，CL-不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池，而且加速电池作用的过程。CL-与Fe2+与生成的FeCL2是可溶的，其在混凝土中扩散时遇到OH-，立即生成Fe(OH)2沉淀，又进一步氧化生成铁的氧化物（铁锈），由此可见，CL-并不会被“消耗”，只是在其中起到了“搬运”作用，这也是氯离子的主要危害所在。 

海砂如果应用，首先要对海砂进行脱盐处理，使其含有的氯盐满足国家规范的规定。另外对应用海砂的混凝土、钢筋也要进行防腐蚀处理，这样才能保证混凝土结构的耐久性。 

海砂中由于含有大量的有害物质，特别是含有大量的氯盐，因此，海砂未经处理不能直接应用在钢筋混凝土工程中。海砂处理的目的就是降氯,根椐国家规范的要求使海砂中氯离子含量达到规范要求。降氯方法有海砂自然放置法、淡水冲洗法、机械法和混合砂法,目前沿海地区海砂基本上是通过淡水冲洗法进行降氯。 

（1）自然放置法。该法是将海砂自然堆积到一定的厚度，在自然风吹、雨淋、日晒等作用下，经过数月或更长的时间后，经过取样化验含盐量符合规范要求后即可使用。这种方法的缺点：花费时间长、不能解决应急需要；优点：成本低、占地不需太大。 

（2）淡水冲洗法。淡水冲洗法可分为斗式滤水法和散水法。它是利用淡水冲洗海砂，使其含盐量达到标准要求。这种方法的缺点：浪费淡水资源、造价偏高；优点是能满足应急需要。然而淡水资源也是可贵的资源，因此此法的实施应具体分折。 

（3）机械法。机械法就是采用机械设备对海砂进行处理，主要需要有：分级设备、离心设备、给排水设备等机械设备。这种方法的缺点：浪费淡水资源、造价偏高；优点是所耗时间短、可工业机械化 

（4）混合法。混合法是将海砂与河砂按适当的比例掺合在一起，其根本原理也是降低含盐量。海砂与河砂的比例可根据其混合物取样化验其含盐量（氯化物含量），当其含盐量小于国家有关规范要求时，即可使用。这种方法的缺点：没有具体的规范可循；优点：操作方便，原理简单。 

（5）混凝土的处理措施。一方面是掺入粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料，这些掺合料可以提高混凝土的密实性，减少水汽、氧气的侵入。另外，C3A含量较普通水泥高,化学结合氯离子数量多,有利于海砂混凝土内部游离氯离子含量的减少。另一方面是掺加钢筋阻锈剂，该方法可以有效遏制钢筋锈蚀，但造价偏高。 

（6）钢筋的处理措施。钢筋处理后主要是隔绝氯离子等一些有害物质与钢筋的接触。处理方法常见的主要有两种:钢筋表面涂防腐涂料和钢筋表面镀锌处理。

由于环境、人为等因素造成已有或在建建筑物或构筑物中氯离子含量超过国家规定的现象经常发生。对于氯离子含量已经超标的建筑物或构筑物可以采取以下措施进行除氯，保证混凝土的耐久性。 

打补丁法。针对已经受氯盐污染混凝土结构的钢筋腐蚀问题，传统的、最直接的修补方法是将表面受污染混凝土直接清除，对钢筋作除锈、阻锈处理，再使用抗渗性较高的混凝土或砂浆做保护层进行修补，这种方法存在施工工艺复杂，不能清除已侵入混凝土内层的有害组分，不能使受腐蚀钢筋表面重新钝化，而且存在新旧混凝土界面粘结性不良等缺点。同时这是一种破损的修补方法，当修补层再次受到氯盐污染危及钢筋腐蚀时，需要对受污染混凝土层进行二次清除并替换为新混凝土或砂浆层。修补用混凝土或砂浆与旧混凝土有可能构成新的宏观腐蚀电偶，起相反的作用。 

电化学除氯法。该方法以混凝土内的钢筋为阴极、外部电解液中的材料为阳极施加直流电，使氯离子向其侵入的反方向迁移。非破损修复，不影响结构的正常使用。采用电化学方法可以在无需破坏原混凝土结构保护层的条件下，既可使侵入混凝土保护层的氯盐排出，又能使已经活化开始腐蚀的钢筋表面重新钝化，从而可以实现对因氯盐污染的钢筋混凝土结构进行无损、低成本、快速修复。 

混凝土排盐剂除氯。混凝土排盐剂是一种新型的排除混凝土内部氯盐和硫酸盐等有害杂质的试剂，一般由5组分组成，包括催化剂、胶体改性硅粒子混合物、减阻剂、特制水基分散介质以及助剂。胶体改性硅粒子混合物的尺寸大小在1~100nm之间。喷涂在混凝土表面，能够快速的渗透进入水泥混凝土的表面，并且其渗透力极强，可以渗透最少7.5cm~10cm或更深的距离，生成非结晶的无定形胶体硅酸盐水凝胶。硅酸盐水凝胶是永久无定形非结晶的，体积膨胀，使混凝土内部的氯离子、硫酸根离子以及其他杂质等被从混凝土内部向混凝土外部排挤出来，同时堵塞或填充了混凝土内部的毛细管、缝隙以及孔洞等。所以对氯离子、硫酸根离子以及其他杂质等再加入混凝土中有一定的屏蔽作用；且生成的硅酸盐水凝胶的PH值大于12。 

目前，由于河砂资源有限，海砂应用被提上日程。为了避免海砂被不正当应用在工程中，更有效的海砂除氯方法、海砂应用的保障措施等应该被深入研究。这样既可以建设河砂的乱开采，保护环境，也可以有效利用海砂资源。