深圳市建筑市場(chǎng)河砂的開(kāi)發(fā)利用

深圳市建筑市場(chǎng)河砂的開(kāi)發(fā)利用

1深圳河砂市場(chǎng)的現(xiàn)狀自2008年以來(lái)，深圳建筑市場(chǎng)的建設(shè)發(fā)生了重大變化。世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)2011年8月在深圳召開(kāi)。隨著世界大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)的召開(kāi),建筑市場(chǎng)混凝土的需求量隨之增大,三年來(lái)共生產(chǎn)混凝土8470萬(wàn)立方米,建筑用砂達(dá)到6770萬(wàn)噸。大的建筑市場(chǎng)使深圳建筑市場(chǎng)用河砂價(jià)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(gòu)河砂,導(dǎo)致深圳周邊的東江、西江、北江的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。從這幾年現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì),珠江口的砂用量占70%,三江一代河砂用量占30%。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)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(duì)開(kāi)發(fā)和使用人工砂及海砂已經(jīng)成為必然的需求。于是我國(guó)制定了《海沙混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ206-2010。海砂作為混凝土的細(xì)骨料,問(wèn)題的關(guān)鍵不是用與不用的問(wèn)題,而是如何用的問(wèn)題,是如何在工程實(shí)踐中認(rèn)真執(zhí)行相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、規(guī)程的問(wèn)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(nèi)伶仃島連線以內(nèi)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?？凇８鶕?jù)中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所(2003)及青島海洋地質(zhì)研究所(2005)分別對(duì)“珠江口海砂資源”及“珠江口近海海砂及相關(guān)資源”的物探和調(diào)查工作,珠江口海域可劃分出20個(gè)海砂區(qū),預(yù)測(cè)總儲(chǔ)量超過(guò)12.5億立方米。其中儲(chǔ)量達(dá)5.38億立方米的10個(gè)海砂區(qū)無(wú)明顯開(kāi)采限制因素,通過(guò)評(píng)估后可安排開(kāi)采。另?yè)?jù)國(guó)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(xì)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(kāi)采較為便利。深圳可因地制宜,科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)利用海砂資源,可以解決當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)用砂的來(lái)源問(wèn)題,利用海砂淡化資源可降低工程造價(jià),節(jié)約資源和能源,又能更好地保證工程質(zhì)量,將有利于深圳經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)的和諧發(fā)展。3氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shí)的氯離子滲透。對(duì)含有氯離子導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,需要在水分子和氧氣的參與條件下發(fā)生。反應(yīng)式為:在陽(yáng)極,鐵逐漸被離子化:(Fe→Fe2++2e)。在陰極,產(chǎn)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(xué)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(chǎn)生一層致密的鈍化膜,能夠阻止混凝土中鋼筋的銹蝕。但當(dāng)二氧化碳、水汽和氯離子等有害物質(zhì)從混凝土表面通過(guò)進(jìn)入到混凝土內(nèi)部后,與混凝土材料中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),導(dǎo)致混凝土的PH值降低,出現(xiàn)PH<9的情況時(shí),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(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕。4砂的主要兩種有害物質(zhì)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(zhì):4.1混凝土和配合物海砂中的含鹽量主要來(lái)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(duì)混凝土及鋼筋無(wú)明顯有害作用;因此海砂含鹽量主要是含氯鹽的問(wèn)題?；炷量障吨械乃?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(qiáng)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(hù),不致于腐蝕。氯鹽能破壞混凝土鋼筋表面的堿性保護(hù)層,而促使鋼筋發(fā)生銹蝕?；炷林袖摻畈粩噤P蝕的結(jié)果,不但削弱了鋼筋截面,而且由于銹蝕產(chǎn)物的膨脹作用致使混凝土保護(hù)層開(kāi)裂、剝落,影響到結(jié)構(gòu)的正常使用。氯鹽對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋的危害性更加大。另外,海砂中的氯鹽還可能對(duì)混凝土拌和物有促進(jìn)凝結(jié)硬化的作用(含鹽量在0.2%~0.3%以上時(shí)比較明顯);對(duì)于大體積混凝土則有初期溫升較高的問(wèn)題;使用含鹽量較高的海砂混凝土早期強(qiáng)度較高,但后期強(qiáng)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(dǎo)致混凝土鋼筋腐蝕的最為有害的物質(zhì)。4.2貝殼類等輕物質(zhì)貝殼類主要成分為CaCO3,貝殼類雖然為惰性材料,一般不會(huì)與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但這些輕物質(zhì)往往呈薄片狀,表面光滑,本身強(qiáng)度很低,易沿節(jié)理錯(cuò)裂,帶來(lái)與水泥漿的黏結(jié)能力很差。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)貝殼類等輕物質(zhì)含量較多時(shí),會(huì)明顯使混凝土和易性變差,致使混凝土的抗拉、抗壓、抗折強(qiáng)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(duì)其含量加以限制。5重要的淡水處理指標(biāo)凈化海砂必須達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ206-2010對(duì)海砂的質(zhì)量要求,主要性能指標(biāo)應(yīng)滿足如表1。6生產(chǎn)線及控制原則⑴日本有四種方法:自然放置法、機(jī)械法、斗式灌水法、散水法。⑵目前我國(guó)使用機(jī)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(shù);(2)水砂比例可根據(jù)含鹽量(與海砂細(xì)度相關(guān))適時(shí)調(diào)整;(3)應(yīng)符合“淘洗充分、濾水徹底”的原則,盡量保證濾水過(guò)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(chǎn)線應(yīng)具有較精確的計(jì)量設(shè)備,并盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。⑷淡化海砂的原則首先要制定嚴(yán)格的操作控制流程,確保海砂氯離子含量≤0.06%。對(duì)于預(yù)應(yīng)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(guān)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。7混凝土中氯離子含量檢測(cè)方法深圳市建筑行業(yè)使用海砂應(yīng)該持謹(jǐn)慎態(tài)度,這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,深圳應(yīng)用海砂前景是不可估量的,關(guān)鍵是海砂淡化的相關(guān)法律法規(guī)的建立和市場(chǎng)的規(guī)范化。隨著我國(guó)對(duì)海砂淡化技術(shù)不斷發(fā)展和成熟,最終控制混凝土中氯離子含量的標(biāo)準(zhǔn)體系是建筑業(yè)必須遵照?qǐng)?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程或規(guī)范。即GB50164-2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》、JGJ206-2010《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、