深圳市建筑市場河砂的開發(fā)利用

深圳市建筑市場河砂的開發(fā)利用

1深圳河砂市場的現(xiàn)狀自2008年以來，深圳建筑市場的建設發(fā)生了重大變化。世界大學生夏季運動會2011年8月在深圳召開。隨著世界大學生夏季運動會的召開,建筑市場混凝土的需求量隨之增大,三年來共生產混凝土8470萬立方米,建筑用砂達到6770萬噸。大的建筑市場使深圳建筑市場用河砂價格迅速上漲。深圳又屬于河砂資源匱乏地區(qū),各企業(yè)均在異地采購河砂,導致深圳周邊的東江、西江、北江的生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。從這幾年現(xiàn)狀統(tǒng)計,珠江口的砂用量占70%,三江一代河砂用量占30%。隨著國家對環(huán)境保護政策的實施,天然砂源日益枯竭,由于骨料是混凝土不可缺少的重要組分,對開發(fā)和使用人工砂及海砂已經成為必然的需求。于是我國制定了《海沙混凝土應用技術規(guī)范》JGJ206-2010。海砂作為混凝土的細骨料,問題的關鍵不是用與不用的問題,而是如何用的問題,是如何在工程實踐中認真執(zhí)行相應的技術標準與規(guī)范、規(guī)程的問題。2珠江口海域海砂、充填材料深圳毗鄰的珠江口海域,海砂資源豐富。珠江口海域可采砂范圍是以廣州黃埔港以南、淇澳島和內伶仃島連線以內的海域,包括獅子洋和伶仃洋,包含了廣州、東莞、中山的全部海域和深圳西部海域,是珠江流域八大口門中的東四門(虎門、蕉門、橫門、洪奇門)的入?？?。根據中國科學院南海海洋研究所(2003)及青島海洋地質研究所(2005)分別對“珠江口海砂資源”及“珠江口近海海砂及相關資源”的物探和調查工作,珠江口海域可劃分出20個海砂區(qū),預測總儲量超過12.5億立方米。其中儲量達5.38億立方米的10個海砂區(qū)無明顯開采限制因素,通過評估后可安排開采。另據國家海洋局南海分局公示的勘探資料,珠江口海域海砂包含粉砂、細砂、中砂及粗砂。珠江口海域水深約4~8m,適合與混凝土用砂要求的中、粗砂埋深約17.1~30.1m,開采較為便利。深圳可因地制宜,科學、合理地開發(fā)利用海砂資源,可以解決當?shù)亟ㄔO用砂的來源問題,利用海砂淡化資源可降低工程造價,節(jié)約資源和能源,又能更好地保證工程質量,將有利于深圳經濟建設、社會的和諧發(fā)展。3氯離子對混凝土結構的影響混凝土中鋼筋銹蝕機理主要以兩種形式出現(xiàn):(1)混凝土碳化和氯離子侵入;(2)海砂中氯離子含量偏高?；炷两Y構中鋼筋銹蝕主要原因又是氯離子的侵入及潮濕環(huán)境因素引起。氯離子在混凝土中的反應狀況:一是事先混入混凝土中、二是環(huán)境中的氯離子慢慢滲透,三是混凝土沿鋼筋的位置出現(xiàn)裂縫時的氯離子滲透。對含有氯離子導致混凝土結構中鋼筋的銹蝕是一個電化學反應過程,需要在水分子和氧氣的參與條件下發(fā)生。反應式為:在陽極,鐵逐漸被離子化:(Fe→Fe2++2e)。在陰極,產生氫氧根離子:(O2+2H2O+4e→4OH)?；炷林新入x子不僅是從海砂中帶入,在其它材料中也有帶入,如水泥熟料、化學外加劑、骨料等。而混凝土是堿性材料,其PH值一般大于12.5。在堿性環(huán)境中,鋼筋容易發(fā)生鈍化作用,在鋼筋表面產生一層致密的鈍化膜,能夠阻止混凝土中鋼筋的銹蝕。但當二氧化碳、水汽和氯離子等有害物質從混凝土表面通過進入到混凝土內部后,與混凝土材料中的堿性物質發(fā)生中和反應,導致混凝土的PH值降低,出現(xiàn)PH<9的情況時,埋置在混凝土中鋼筋表面的鈍化膜被逐漸破壞,即發(fā)生“脫鈍”現(xiàn)象,從而導致鋼筋發(fā)生銹蝕。4砂的主要兩種有害物質海砂不能直接被用于建筑中,主要原因是含有兩種有害物質:4.1混凝土和配合物海砂中的含鹽量主要來自海水,海水中硫酸鹽含量折合硫酸根離子SO42-僅為氯離子Cl-的十分之一左右,這樣少量的硫酸鹽對混凝土及鋼筋無明顯有害作用;因此海砂含鹽量主要是含氯鹽的問題。混凝土空隙中的水分,通常以飽和氫氧化鈣Ca(OH)2形式存在,其中還含有一些NaOH和kOH,PH值大約為12.5。這樣的強堿性環(huán)境中,鋼筋表面形成一種鈍化薄膜,正是這種很薄的氧化膜層,使鋼筋受到保護,不致于腐蝕。氯鹽能破壞混凝土鋼筋表面的堿性保護層,而促使鋼筋發(fā)生銹蝕。混凝土中鋼筋不斷銹蝕的結果,不但削弱了鋼筋截面,而且由于銹蝕產物的膨脹作用致使混凝土保護層開裂、剝落,影響到結構的正常使用。氯鹽對于預應力鋼筋的危害性更加大。另外,海砂中的氯鹽還可能對混凝土拌和物有促進凝結硬化的作用(含鹽量在0.2%~0.3%以上時比較明顯);對于大體積混凝土則有初期溫升較高的問題;使用含鹽量較高的海砂混凝土早期強度較高,但后期強度可能較低,海砂中的鹽分還可能使干燥收縮增加。總之,氯離子是導致混凝土鋼筋腐蝕的最為有害的物質。4.2貝殼類等輕物質貝殼類主要成分為CaCO3,貝殼類雖然為惰性材料,一般不會與水泥發(fā)生化學反應,但這些輕物質往往呈薄片狀,表面光滑,本身強度很低,易沿節(jié)理錯裂,帶來與水泥漿的黏結能力很差。一般來說,當貝殼類等輕物質含量較多時,會明顯使混凝土和易性變差,致使混凝土的抗拉、抗壓、抗折強度及抗凍性、抗磨性、抗?jié)B性等耐火性能均有所下降;因此必須對其含量加以限制。5重要的淡水處理指標凈化海砂必須達到行業(yè)標準《海砂混凝土應用技術規(guī)范》JGJ206-2010對海砂的質量要求,主要性能指標應滿足如表1。6生產線及控制原則⑴日本有四種方法:自然放置法、機械法、斗式灌水法、散水法。⑵目前我國使用機械淡水沖洗:臨界臭氧法(臨界臭氧-淡水沖洗)、電離子水法(電離子水-淡水沖洗)、普通洗滌法(中水70%~淡水沖洗30%)。⑶海砂淡化遵循的原則:(1)在有效凈化的前提下,淡水用量最小化,充分利用中水和循環(huán)水技術;(2)水砂比例可根據含鹽量(與海砂細度相關)適時調整;(3)應符合“淘洗充分、濾水徹底”的原則,盡量保證濾水過程徹底,以提高凈化效果;(4)凈化后的海砂含鹽量和含水率均勻、穩(wěn)定;(5)生產線應具有較精確的計量設備,并盡可能實現(xiàn)自動化控制。⑷淡化海砂的原則首先要制定嚴格的操作控制流程,確保海砂氯離子含量≤0.06%。對于預應力混凝土用砂氯離子含量不得大于0.02%。使用淡化的海砂一定要滿足相關現(xiàn)行國家標準要求。7混凝土中氯離子含量檢測方法深圳市建筑行業(yè)使用海砂應該持謹慎態(tài)度,這不意味著我們要拒絕海砂。隨著建筑用砂技術的發(fā)展及地域資源的局限性,深圳應用海砂前景是不可估量的,關鍵是海砂淡化的相關法律法規(guī)的建立和市場的規(guī)范化。隨著我國對海砂淡化技術不斷發(fā)展和成熟,最終控制混凝土中氯離子含量的標準體系是建筑業(yè)必須遵照執(zhí)行的標準、規(guī)程或規(guī)范。即GB50164-2011《混凝土質量控制標準》、JGJ206-2010《海砂混凝土應用技術規(guī)范》、