海砂资源制备高性能混凝土应用试验检测

摘 要：海洋资源丰富，使很多工程用海砂取代工程中传统河砂，配制高性能混凝土。本文针对利用海砂配制高性能混凝土的部性能及试验检测和对其影响因素、经济效益和社会效益进行讨论，得出了海砂资源配制的高性能混凝土性能指标。

关键词：海砂；高性能混凝土；试验；资源

1. 引言 在新世纪的改革大潮中，随着我国建筑行业规模的日益壮大，砂作为建筑材料主要成分之一，其市场需求越来越大。目前大部分工程项目仍采用河砂，然而河砂资源有限，随着大量的开采其质量和产量都在下降，相应的价格也连年攀升，更甚者造成的环境破坏结果无法弥补，河砂资源的匮乏和恶意开采带来的危害已经影响到我国高速发展的城市建设。在此背景下，海砂的使用影响着建筑行业的发展，解决了资源上的难题，同时也带来了一些问题。海砂中含有大量的贝壳类杂质和大量的盐和氯离子，这些影响着所配制的混凝土的和易性、耐久性和强度等。利用海砂配制高性能混凝土对于我国经济建设有较好的社会效益和经济效益。 2.建筑业海砂资源应用价值 市场上目前的天然河砂算上运至混凝土搅拌站的价格大约每吨50元，海砂淡化加运输等价格仅35元左右，每吨净节约60元。普通搅拌站按每年生产50万方混凝土计，每方用混凝土平均0.7吨，即可节约2000多万，经济效益可观。海砂取代河砂投入使用，一方面解决建筑大量用砂的需求同资源有限的矛盾，另一方面通过严格控制海砂级配更有利于保证高性能混凝土的品质（高性能混凝土包括强度性能），减少环境污染。使用海砂资源制备高性能混凝土势在必行，具有良好的经济效益和社会效益。 3.海砂制备高性能混凝土中阻锈剂影响 海砂中往往含有氯盐和硫酸盐等，这些成分不仅影响混凝土的力学性能，对钢筋混凝土耐久性的影响很大，常常造成混凝土硫酸盐腐蚀、钢筋腐蚀和混凝土强度变化较大等。针对这些较河砂复杂的特性，海砂制备混凝土尤其是高性能混凝土中需采取多种手段，包括海砂中添加阻锈剂、海砂淡化处理以及掺加多种矿物掺合料等。常用的醇胺类阻锈剂对混凝土的抗裂性能、耐久性能和力学性能都有很大的影响。 表1 混凝土配合比 kg/m3 很多专家利用淡化海砂进行了配制混凝土性能试验，得到了很多重要结论。上表1是其中较为成功的混凝土配合比设计。根据以上配合比的混凝土配方，采用对照试验，一组试件内添加hlc 阻锈剂，另一组正常制备，成型养护28d 后进行各项性能检测。力学性能方面，两个配比所得混凝土28d 抗压强度都能够满足计算配合比c35混凝土强度要求。相比而言，添加阻锈剂的一组抗压强度有所提高，原因主要是阻锈剂中含有胺类物质促进水泥水化作用，早期水化速度快，减少了水泥石的孔隙率，从而提高混凝土的密实度，减少内部缺陷。根据试件实验观察发现，添加阻锈剂的混凝土抗变形能力增强，检测得到的混凝土极限拉伸值较高，弹性模量较低。加入hlc 阻锈剂的混凝土抗裂系数大得多，从混凝土抗裂系数表2对照组表明抗裂能力提高了32%左右，具有更高的抗拉强度、更大的极限拉伸值和更小的自主提及变形性能。检测数据表明，加入hlc 阻锈剂的混凝土密实度明显提高，同时，碳化实验得到的碳化深度减小，抗碳化能力提高，抗氯离子侵蚀能力也提高了，所以整体的耐久性较为优越。 表2 混凝土的抗裂系数试验 4.海砂制备高性能混凝土氯离子钢筋锈蚀试验 高性能混凝土指具有高工作性、高抗渗性、高强度和长期稳定性的混凝土，作为河砂的替代品，海砂可以保证自身强度和工作性能，能配置强度和工作性能优越的混凝土。尽管淡化过程中贝壳和氯离子含量明显下降，海砂中不可避免存在的氯离子等物质严重影响着所制备的混凝土的耐久性性能，对海砂资源制备的高性能混凝土全面检测的同时必须重点分析氯离子钢筋锈蚀研究。 根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（gbt50082-2009）第十二章操作要求，按照直接测量被检钢筋的锈蚀面积及失重情况的方法，定性的进行海砂制备的高性能混凝土的氯离子钢筋锈蚀试验。混凝土仍采取前面所述配合比，选用二级钢，尺寸按照规范选取。配制好后，首先，

在成型室养护24h 后拆模；接着拆模后在端部刷毛，涂上不小于20mm 厚的保护层砂浆；最后涂上保护层砂浆后的试件要经过潮湿养护24h 后再移入标准养护室继续养护至28d 龄期，养护完成后，进行定性观察氯离子钢筋锈蚀严重程度。 根据相关科研项目中的检测现象和所得到的数据证明，海砂资源可以制备高性能混凝土，但若技术和管理措施不严格就难以保证海砂的淡化效果和质量，造成不利影响。不同强度的高性能混凝土氯离子钢筋锈蚀情况差异明显，越高强度的混凝土检测得到的氯离子钢筋锈蚀严重程度越小，抗锈蚀性能越优越。