广东省沿海地区海沙资源化利用及建议

黄贤忠（潮州市建筑安装总公司）



广东省沿海地区海沙资源化利用及建议

黄贤忠
（潮州市建筑安装总公司）

【摘要】本文对海砂资源综合利用的关键技术进行了概述，结合广东地区近年来在海砂资源综合利用方面的经验，探讨了广东地区在海砂资源综合利用方面存在的一些问题，提出了一些针对广东省的海砂资源化综合利用技术建议。

【关键词】海砂；资源化利用

1　引言

建筑用砂作为大宗建筑基础材料之一，其特点是品质条件要求低、附加值小，但需求总量却特别大，建筑用砂中占主要地位的是河砂，其余还有少量的机制砂和海砂。然而近些年随着广东省经济的快速发展，建筑用砂的需求不断增大，河砂供应有限，河砂采挖还会对河流的生态环境造成极大的影响，建筑用砂的供求矛盾日益明显。

广东省内目前的建筑用砂以河砂为主，开采区域分布在西江、北江、东江、珠江三角洲和韩江等地区。近些年随着广东省大规模开发建设的开展，使得河砂的需求量激增，河砂开采混乱，对河道的生态环境造成了破坏，为此省政府于2014年出台了《关于划定河砂禁采区和可采区的暂行规定》，对河砂的开采从可采区、开采范围、可采长度和宽度、控制采砂量、采砂作业方式、作业工具及其数量、规模控制、采砂期限等方面进行了限制，对省内的河砂进行有序开采，虽然有序开采可以对河道的生态环境进行保护，但也限制了河砂的产量，对于日益增加的建筑用砂需求，则显得捉襟见肘。

基于上述问题，相关研究人员吸取了国内外其他地区在这方面的经验，考虑到广东省是沿海省份，有很长的海岸线和海砂资源，提出使用海砂用作建筑用砂来缓解这一问题的措施，在实际工程中也进行了不少应用，但也出现了一些问题，最为典型的就是深圳地区的“海砂楼”事件［1］，为此本文拟结合海砂的资源化利用及广东省的区位特点对其资源化利用进行探讨，并提出一些建议。

2　海砂资源化利用限制及应对措施

2.1海砂资源化利用限制

海砂相对于河砂而言，具有颗粒级配良好、含泥量少、颗粒坚硬等特点，在理论上可以替代河砂作为建筑用砂，但是在实际应用中受限于海砂中的有害物质，致使其不能得到大规模的应用。海砂中的有害物质主要指的是氯盐和贝壳两大类物质，二者对于建筑用砂的使用都有影响，其影响如下：

⑴氯盐的影响。海砂中的氯盐来源海水［2］，海水中的盐类绝大部分为氯盐，经过沉积、吸附之后进入海砂之中。海砂中的氯盐会对钢筋混凝土的耐久性有着严重的影响，氯盐会加速钢筋腐蚀的电化学反应，破坏钢筋的表层钝化膜，其反应如下［3］：

在整个钢筋腐蚀的过程中，氯离子起到了催化作用，加速了铁锈的生成，同时还降低了钢筋周围的PH，进一步加速了钢筋的腐蚀反应，在整个过程中氯离子并不消失，其催化作用将会一直持续下去。腐蚀过程中产生的铁锈体积将是原有钢筋的2～4倍，铁锈的累积和体积膨胀最终会使得混凝土开裂、结构遭到破坏，海砂中含有的氯盐是导致钢筋混凝土钢筋被腐蚀破坏的主要原因，图1、2是典型的氯盐导致的钢筋混凝土结构破坏。

图1　氯盐破坏混凝土（一）

图2　氯盐破坏混凝土（二）

⑵贝壳等轻物质的影响。贝壳是一种惰性材料，对于混凝土强度没有贡献，同时会降低混凝土的性能（抗拉强度、扛压强度、抗冻性、抗磨性、和易性等），在建筑用砂中被列为有害物质。海砂中一般都会有贝壳，对于混凝土的性能影响与贝壳的尺寸和含量有关，贝壳的特性与海砂所处地理环境有一定的关系。

海砂的应用主要受限于上述两方面，相比较而言，海砂中的贝壳较容易处置，只要通过过筛处理去除掉10mm以上的贝壳即可，细碎贝壳对于混凝土的影响，同时在部分蒸压混凝土制品中避免使用海砂；对于海砂中氯盐的处置，则较为复杂，国内外进行了诸多研究，形成了多种海砂氯盐处置方案，是目前海砂资源化利用研究的重点。

2.2海砂氯盐处置技术

海砂氯盐处置技术的目的是通过技术手段将海砂中的氯盐降低至符合标准要求，国内对于在钢筋混凝土中的海砂要求其氯离子含量必须低于0.06%，预应力混凝土不建议使用海砂，如使用则必须保证所用海砂中的氯离子含量低于0.02%［4］。针对海砂中氯盐的处置问题，现有的技术可以分为两大类，基本情况如下：

⑴海砂淡化技术。郑荣跃等人对不同的海砂淡化技术进行了比较［5］，自然放置法、淡水冲洗法、机械法，指出采用淡水冲洗可以达到较好的效果，在现有的海砂处置中有着较多的应用，但会造成水资源的浪费；除此之外，汤奇岳发明了一种海砂洗涤用水可以用于海砂去除有害物质［6］，还有科学家在研究除氯菌处置海砂的技术，但这些技术尚未应用与海砂的除盐处理。

⑵钢筋阻锈剂技术。钢筋阻锈剂技术的基本原理是通过使用化学药剂来抑制、消除氯盐对钢筋腐蚀［7］，阻锈剂按照其成分可以分为无机阻锈剂（亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐等）、有机阻锈剂（胺类、醇类、羧酸类等）、复合阻锈剂三大类。阻锈剂技术在国外有着广泛应用，据统计至1998年，全世界至少有5亿m3混凝土中使用了阻锈剂，其用量还在继续增加，国内的阻锈剂用量也在逐年增加，宁波、温州、北京、青岛、湛江、台湾等沿海地区都己经开始大量使用钢筋阻锈剂，尤其是在海工工程。

海砂淡化技术和钢筋阻锈剂技术是目前处置海砂氯盐危害较为成熟的技术，在实际工程中都有着较为广泛的应用，从技术层面而言不存在问题。与欧美、日本等发达国家的海砂综合利用技术相比较，国内的海砂利用不充分一个重要原因是政策引导不够，制定相应的规范和政策对海砂资源化利用进行引导是当务之急。

3　广东省海砂资源利用现状

广东省作为经济大省，建筑工程对于建筑用砂有着很大的需求，根据2010年公布的省管河道允许开采的河砂总量是1300万m3，而广东省的建筑河砂需求量达到了7000万m3，其中使用海砂的量达到了3500万m3，2010年之后的海砂使用量呈现增加的趋势，海砂已经成为广东省建筑河砂的重要组成部分。

在实际使用过程中，广东省的有关建筑工地虽然大量使用了海砂用作建筑砂，但近年不时有媒体报道有关的海砂使用问题，最为典型的是2012年深圳的海砂楼事件，由于海砂的使用，导致了大面积的建筑质量问题（如图3、4所示），引起了全国的关注，除此之外在广东其他地区的也存在海砂违规使用问题，其具体状况也无从估计。

图3　深圳海砂楼（一）　

图4　深圳海砂楼（二）

综合而言，造成此类问题的主要是监管缺失和利益驱动两方面原因，导致海砂的质量不能达到相关规范要求，影响建筑质量，具体情况如下：

⑴监管缺失。国内现行的海砂监管主要集中在两个方面，一是海砂开采监管，二是例行抽检。海砂开采监管主要是考虑到海砂资源的可持续利用以及其对生态环境的影响，对海砂的用途及质量关注较少，不能为后续的海砂资源化利用提供参考；例行抽检与河砂没有差别，没有针对性的抽检，其监管效力极为有限，地方监管部门的突击抽检与例行抽检的结果差别很大，可见一斑。早在2004年建设部出台的文件《建设部关于严格建筑用海砂管理的意见》中提出要对海砂的使用进行严格的监管，但各地的海砂在应用中的监管仍然缺位，没有形成有成效的海砂质量监管体系，这也是近些年出现的各类海砂事故的主因。

⑵利益驱动。河砂限制开采，海砂资源丰富，二者的差价可以达到30元/立方米以上，为了降低成本不进行淡化处理，很多企业为之铤而走险，利用监管漏洞，直接将海砂用于建筑工程，造成隐患。

4　广东省海砂资源化利用建议

针对广东省海砂资源利用的现状，结合国外的海砂利用经验，从技术和监管两个方面提出如下建议：

⑴技术层面。海砂的资源化利用技术已经较为成熟，政府应该以推进技术产业化为主。在海砂淡化技术方面，通过科研资助的方式鼓励企业进行有产业化前景的技术研发，对成熟技术的应用政府可以给予一定资金进行示范推广，促进海砂淡化技术在行业内的应用；推进阻锈剂的研发和应用，鼓励企业和科研院所进行新型高效阻锈剂的研发，制定阻锈剂的相关应用规范，在使用海砂的建筑工程中强制推广使用阻锈剂，将阻锈剂的合理使用列入到项目建设和验收的内容之中，政府通过行政手段来引导行业内对于阻锈剂的研发和大规模使用。

⑵监管层面。在监管层面，现有的开采监管和例行抽检仍然有很大的不足，对于海砂从开采到最终应用的整个流通环节把控不够，不能够满足海砂质量监管的需求。因此有必要成立专门的海砂监管部门，对海砂开采、海砂处置、海砂售卖、海砂应用等流通环节进行监管，建立完善的海砂监管备案体系，在海砂的流通环节中以质量检测为核心，并结合联单制度实现海砂从开采到工程应用全程质量跟踪，在建筑工程档案中将海砂的使用情况进行存档，对企业和有关负责人施行终生追责制度，通过建立全面的海砂监管体系杜绝监管漏洞来保障海砂的质量，以及相关建筑工程的质量。●

【参考文献】

［1］洪乃丰.海砂腐蚀与海砂屋的危害［J］.工业建筑，2004（11）：64-67.

［2］傅建彬.海砂建筑材料资源化几个关键技术的研究［D］.武汉：武汉大学，2005.

［3］周海华，张振文，贺智敏，柳俊哲.海砂混凝土中钢筋锈蚀机理及其防治［J］.低温建筑技术，2010（12）∶6-7.

［4］赵嘉玮，薛瑞丰.海砂混凝土的研究和应用综述［J］.山西建筑，2015（3）∶103-104.

［5］郑荣跃，袁丽莉，贺智敏.宁波地区的海砂问题及其对策［J］.混凝土，2004（10）：22-24.

［6］汤岳奇.超临界洗涤海砂、河砂、山砂的方法［P］.中国专利：200810043175.5，2009-09-23.

［7］洪乃丰.钢筋阻锈剂的发展与应用［J］.工业建筑，2005（6）：68-70.