海砂是海洋生態(tài)環(huán)境的要素之一,它與海水、巖石、海洋生物以及地形、地貌等要素一起維系著海洋生態(tài)的平衡。海砂有著明顯不同于河砂和山砂的特點,其優(yōu)點在于含泥量低、粒形好、細度均勻,且儲量大、成本低;缺點在于氯鹽等鹽類物質(zhì)、貝殼等輕物質(zhì)含量高。使用未經(jīng)處理的海砂容易造成混凝土中鋼筋過早銹蝕,給建筑工程埋下嚴重的質(zhì)量隱患,因而使用海砂必須慎之又慎。
我國當前城鄉(xiāng)建設速度不斷加快,建筑材料生產(chǎn)對原材料的需求量巨大,導致天然優(yōu)質(zhì)河砂資源日漸枯竭,有些工程開始考慮用海砂代替河砂甚至轉(zhuǎn)而依賴海砂。究其原因,主要有以下幾點。
1)我國正從陸地大國向海洋大國邁進,海島建設與開發(fā)具有極高的環(huán)境和經(jīng)濟價值[3]。若建設海島所需的建筑材料(包括鋼筋混凝土中使用的砂、石)全部依賴內(nèi)陸運輸,則生產(chǎn)成本過高,會嚴重限制海島的建設和開發(fā)速度。
2)我國東部沿海地區(qū)人口稠密,經(jīng)濟發(fā)達,工程建設量大,一直存在著河砂資源不足的問題,若從外地購買河砂,其運輸成本很過高,這與本地區(qū)海砂資源豐富且價格低廉的現(xiàn)象形成了鮮明的對比[4]。
3)各地河砂價格高漲已成為不爭的事實,海砂價格相對低廉,因而在利益驅(qū)使下,暗中用海砂冒充河砂謀利的不法之徒大有人在。社會各界正積極完善相關法律法規(guī),并藉此引導人們正確對待海砂。
與國外許多發(fā)達國家的經(jīng)歷一樣,在河砂資源日漸短缺的情況下,我國海砂儲量較高的地區(qū)紛紛開始將注意力轉(zhuǎn)向當?shù)刎S富的海砂資源,因此有人認為沿海地區(qū)開采利用海砂是經(jīng)濟發(fā)展的客觀需要和歷史發(fā)展的必然[1]
由于海砂中所含的氯鹽、硫酸鹽等鹽類物質(zhì),以及貝殼、云母等輕物質(zhì)。直接使用未經(jīng)淡化處理的海砂配制的混凝土會使其內(nèi)部的鋼筋短期內(nèi)(3-5年)發(fā)生混嚴重銹蝕,導致結(jié)構(gòu)破壞。
海砂中所含氯鹽主要為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣和氯化鎂等氯化物,使用海砂制備混凝土將這些物質(zhì)帶入混凝土結(jié)構(gòu)體,氯鹽除了少部分被水泥水化產(chǎn)物結(jié)合外,大部分仍以自由狀態(tài)存在,成為誘發(fā)和促進鋼筋銹蝕的主要物質(zhì)。
建筑行業(yè)安全利用海砂的有效方法包括:1)海砂淡化除鹽后用作混凝土細骨料;2)在海砂混凝土中摻加鋼筋阻銹劑;
海砂淡化:是通過淡水沖洗的方法把海砂中的氯鹽、硫酸鹽含量降至國家標準要求。
優(yōu)點是能使海砂徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢杂糜诟黝惢炷恋奶烊簧?;缺點:需要大量的淡水、堆積用地量大、生產(chǎn)量有限。在環(huán)保要求日益嚴格的環(huán)境中,淡化海砂的成本將會進一步上升。