沿海地區(qū)淡化海砂現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

時(shí)間：2014-12-17作者：上海巍立路橋設(shè)備有限公司瀏覽：12

近些年，我國(guó)基本建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)建筑用砂和填料的需求日益增加，據(jù)估計(jì)，當(dāng)前每年建筑用砂量約為26 億噸。大江大河是建筑用砂的主要來(lái)源，但河砂的供應(yīng)受資源和環(huán)境條件的限制，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足全國(guó)建筑用砂的需求，海砂已成為建筑用砂的重要組成部分。日本和我 國(guó)的中國(guó)香港、閩臺(tái)大多通過(guò)開(kāi)采海砂來(lái)滿(mǎn)足其工程建設(shè)需要。日本2000 年就從我國(guó)進(jìn)口海砂約600 多萬(wàn)噸，1990 年～2000 年，中國(guó)香港各項(xiàng)填海工程共消耗2.85 億立方米海砂，其中4000 萬(wàn)立方米來(lái)自大陸，未來(lái)10 年，預(yù)計(jì)需要3.5 億立方米填料，海砂需求量很大。
 
      我國(guó)的海砂資源大致可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是分布在海岸和近岸海域的海岸海砂，另一類(lèi)是分布在陸架淺海的淺海海砂。海岸海砂主要分布在山東、遼寧、福建、廣 東、廣西、海南等省份；淺海海砂主要分布在閩臺(tái)淺灘、瓊州海峽東口、珠江口外等。珠江口地區(qū)編制了**份海砂分布及儲(chǔ)量預(yù)測(cè)圖，預(yù)測(cè)總儲(chǔ)量**過(guò)12.5 億立方米。2000 年，全國(guó)海砂開(kāi)采量約9000 多萬(wàn)噸，產(chǎn)值約22.5 億元，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了較大的貢獻(xiàn)。
 
      盡管河砂和海砂開(kāi)采具有疏通航道等好處，但也產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。首先江河中從上游的來(lái)砂不是無(wú)限的，從河道沖淤平衡角度出發(fā)，應(yīng)限制開(kāi)采量；其 次，大量開(kāi)采河砂會(huì)影響河勢(shì)穩(wěn)定，并危及堤防的穩(wěn)固，影響河道防洪的安全；*三，海砂開(kāi)采引發(fā)海岸侵蝕、海水入侵，并對(duì)工程環(huán)境、航運(yùn)、管道纜線和水產(chǎn)養(yǎng) 殖等產(chǎn)生了消較影響。
 
      海砂具有如下的一些特點(diǎn)：
     （1）根據(jù)出處的不同，海砂中可能含有不同量的貝殼，按海砂干重的百分比計(jì)算可以從小于1%到大于10%，這些貝殼對(duì)普通強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度影響不大，對(duì)新拌混凝土流動(dòng)性的影響也可以被貝殼本身的光滑性和海砂顆粒較好的圓球形狀（相對(duì)河砂、山砂等）所抵消；
     （2）一般海砂的級(jí)配不良，但海砂中也有級(jí)配優(yōu)良的中砂；
     （3）海砂中含有氯鹽、硫酸鹽等多種鹽分，若海砂被用于混凝土細(xì)骨料，其中的鈉離子、鎂離子、氯離子、硫酸根離子等會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度、耐久性等造成不同程度的影響，其中以氯離子的危害較大；
     （4）海砂中的氯離子含量受海砂顆粒粒徑、海水氯鹽含量、海砂含水率及失水方式等多個(gè)因素影響；
     （5）海砂混凝土拌和后，海砂表面吸附的氯離子不能全部溶出到拌和水中，能溶出的部分定義為“有效氯離子”含量。
 
      我國(guó)較早使用淡化海砂的地區(qū)主要是寧波、舟山、深圳等地，沿海地 區(qū)一直存在著河砂資源不足的情況，就福建而言，由于受土地資源嚴(yán)重不足的制約，以及大規(guī)模發(fā)展臨海工業(yè)和城市建設(shè)的需要，很大一部份土地是通過(guò)圍海造地來(lái) 提供的，這樣僅福建本地就使用了大量的海砂；據(jù)寧波市建筑材料管理處的調(diào)查顯示，寧波市每年建設(shè)用砂中海砂的使用量在 80% 左右，僅以 2003 年為例，寧波市建筑用砂約為1000萬(wàn)t，其中用海砂 800萬(wàn)t。而這 800萬(wàn)t 海砂中，未經(jīng)淡化的海砂使用量高達(dá)520萬(wàn)t，占65%。每年我國(guó)都有如此大量的海砂被使用，若沒(méi)有按相關(guān)規(guī)定要求控制海砂氯離子含量，使用不規(guī)范，將會(huì) 給建筑埋下危險(xiǎn)隱患，也會(huì)對(duì)社會(huì)和人民財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，為了規(guī)范建筑市場(chǎng)對(duì)海砂的使用，國(guó)家及地區(qū)相繼出臺(tái)了一系列控制標(biāo)準(zhǔn)及管理辦法。近年來(lái)， 我國(guó)出臺(tái)了有關(guān)規(guī)程，對(duì)海砂及混凝土拌合物中的氯離子較大含量進(jìn)行了限定。GB50164—2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，對(duì)于Ⅱ類(lèi)海砂，氯化物含 量應(yīng)**0.02%，在潮濕且含有氯離子環(huán)境中，對(duì)于普通鋼筋混凝土水溶性氯離子較大含量應(yīng)為 0.10%，預(yù)應(yīng)力混凝土水溶性氯離子較大含量為 0.06%；JGJ52—2011《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定海砂中水溶性氯離子含量應(yīng)**0.03%。閩臺(tái)經(jīng)濟(jì)部標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局也明確規(guī) 定混凝土氯離子含量的標(biāo)準(zhǔn)為 0.3kg/m3。近幾年，由于高強(qiáng)混凝土的廣泛應(yīng)用，新公布的 JGJ/T281－2012《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》也對(duì)海砂氯離子含量限定在 ≤0.03%，這較《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》較嚴(yán)格，體現(xiàn)了國(guó)家規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土用砂從嚴(yán)控制的目的。2004 年國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的《關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見(jiàn)》中明確規(guī)定：“建筑工程中采用的海砂必須是經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)處理的淡化海砂，對(duì)鋼筋混凝土，海砂中氯離子含量 不應(yīng)大于 0.06%。若必須使用海砂時(shí)，則應(yīng)經(jīng)淡水沖洗，其氯離子含量不得大于 0.02%”。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2010 年 5 月 18 日發(fā)布《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》，將*3.0.1 條 “用于配制混凝土的海砂應(yīng)作凈化處理”作為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行工作。
 
      淡化海砂利用現(xiàn)狀
      世界很多發(fā)達(dá)國(guó)家如英國(guó)、日本、美國(guó)等很早就開(kāi)始淡化海砂的生產(chǎn)和利用。其中，日本是世界上淡化海砂較大的生產(chǎn)與使用國(guó)。日本對(duì)海砂的除鹽方法包括噴灑、 浸泡、機(jī)械等方式。我國(guó)寧波地區(qū)上世紀(jì) 90 年代就開(kāi)始采用機(jī)械除鹽的方法生產(chǎn)淡化海砂，積累了豐富的淡化海砂生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)。
 
      海砂淡化處理方法
      目前采用較多的方法是海砂淡化處理，使其含鹽量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。海砂淡化處理方式如下：
      (1)自然放置法
      將海砂堆積到一定厚度，自然放置數(shù)月或幾年，經(jīng)取樣含鹽量合格后使用。此法的優(yōu)點(diǎn)是：不需要特別大的場(chǎng)地，不消耗淡水；缺點(diǎn)是：需放置較長(zhǎng)時(shí)間，不能解決應(yīng)急需要。
      (2)淡水沖洗法
      利用淡水沖洗海砂，使其含鹽量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。此法根據(jù)作用工具與方法不同，又具體分為以下三種：_機(jī)械法，可在較窄的場(chǎng)地上作業(yè)，需要消耗大量淡水 (>1.5t/m3)，每方砂需消耗1.5t 以上的淡水，需分級(jí)機(jī)械、離心機(jī)械、給水設(shè)備、排水設(shè)備等，所需時(shí)間短；_斗式濾水法，可在較狹窄的場(chǎng)地上作業(yè)，消耗淡水>0.8t/m3，需要 12～24h；_散水法，需較大場(chǎng)地，用水量較少(消耗淡水> 0.2 t/ m3) ，每批砂的除鹽時(shí)間在12h 以上。但傳統(tǒng)海砂淡化工藝技術(shù)薄弱，浪費(fèi)大量淡水資源，海砂淡化后技術(shù)指標(biāo)缺乏系統(tǒng)的研究及評(píng)價(jià)，很容易造成淡化的不徹底，進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 能。
 
       上海巍立路橋設(shè)備有限公司專(zhuān)業(yè)制造海砂淡化設(shè)備(每小時(shí)150 噸至1000噸大小不等設(shè)備）、洗砂機(jī)。本公司制造的海砂淡化設(shè)備廣泛應(yīng)用于寧波、深圳、珠海地區(qū)的上百家海砂淡化砂場(chǎng)和商品混凝土公司，福建、廣西等地 也廣泛采用。近年又引進(jìn)了閩臺(tái)**海砂淡化技術(shù)——“有害離子洗滌法”，該技術(shù)使用**臨界洗滌水可以有效去除有害離子、**物、無(wú)機(jī)物等，包含了對(duì)鋼筋危 害較大的氯離子、油污、清潔劑（化學(xué)）殘留、藻類(lèi)等，可以直接分解又不會(huì)造成污染?？梢源罅可a(chǎn)用于河砂、山砂、海砂、工業(yè)爐渣處理等，在除去有害離子后 砂石表面毛細(xì)孔明顯可以讓水泥較容易附著砂石中，可以有效保護(hù)鋼筋不接觸空氣和水氣，讓結(jié)構(gòu)較安全，可以提升建筑物的安全，完全達(dá)到中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的 建筑砂標(biāo)準(zhǔn)，讓其他同業(yè)無(wú)法與其競(jìng)爭(zhēng)，讓市場(chǎng)自然淘汰不良業(yè)者。該技術(shù)具有生產(chǎn)效率高、節(jié)水氯離子含量低(淡化后海砂氯離子含量小于0.02%以下),淡 化成本低等特點(diǎn),是一種節(jié)水型工業(yè)項(xiàng)目。符合國(guó)家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)境友好型建筑材料產(chǎn)業(yè)政策,具有寬闊的市場(chǎng)前景。
 
       海砂淡化氯離子含量標(biāo)準(zhǔn)：
       對(duì)于鋼筋混凝土，淡化海砂中氯離子含量不應(yīng)大于0.06%（以干砂重的百分率計(jì)，下同）； 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土不宜用淡化海砂。若必須使用淡化海砂時(shí)，則應(yīng)經(jīng) 淡水沖洗，其氯離子含量不得大于0.02%，而廈門(mén)海砂淡化氯離子含量要求標(biāo)準(zhǔn)不得大于0.01%，上海巍立路橋**技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
可使氯離子含量降到0.00%以下〈符合**沙要求〉洗沙的水可以用井水、河水、一般淡水皆可，如果水量吃緊，可用自來(lái)水。水量控制在洗一方沙半噸水，排出的廢水只含有少許的氯離子和泥水，上海巍立路橋的技術(shù)不含任何化學(xué)成學(xué)，完全符合環(huán)保概念，無(wú)污染問(wèn)題。
 
       上海巍立陸橋海砂淡化流程：
        原沙（海沙）由料倉(cāng)經(jīng)過(guò)輸送帶進(jìn)入振動(dòng)篩，大型廢料（貝殼及石頭）由廢料帶帶出，篩選后顆粒系數(shù)2.4~2.8mm的中沙進(jìn)入輪式洗砂機(jī)進(jìn)行灰泥脫離后帶 入雙螺旋洗沙機(jī)利用閩臺(tái)**技術(shù)所制造的高能量**臨界水與海沙充份攪拌借由物理原物將氯離子瞬間物理交換進(jìn)而達(dá)到清除海沙**氯離子效果，之后進(jìn)入最后一 道程序直線振動(dòng)篩將多余的水脫干后進(jìn)入輸送帶送出成品沙（環(huán)保沙）堆置場(chǎng)，所有的排放水將統(tǒng)一經(jīng)管線進(jìn)入細(xì)沙回收機(jī)，做回收動(dòng)作，不浪費(fèi)任何一粒沙，處理 后的廢水進(jìn)入沉淀池沉淀及可排放，一條生產(chǎn)線的產(chǎn)能為;200m3/ h。
 
      現(xiàn)在本**方法使用**臨界洗滌水可以洗去海砂中有害離子，讓海砂成為較安全的建筑用砂，可完全依粒度完全使用，*摻入同粒度的河砂或山砂，并可增加強(qiáng) 度，讓建筑壽命較長(zhǎng)，安全系數(shù)較高，本法受**保護(hù)20 年以上，使海砂開(kāi)采得到較大利益，其品質(zhì)和產(chǎn)能都可以說(shuō)是*及的技術(shù)。
 

 
 
 
 
       淡化海砂應(yīng)用前景
       淡化海砂生產(chǎn)成本
       淡化海砂原料15元／噸，運(yùn)費(fèi)9元／噸。淡化8／噸，合計(jì)，生產(chǎn)一噸海砂的成本為33元。與目前市場(chǎng)上江河砂相比低30元／噸～60元／噸，因此具有巨大 的利潤(rùn)空間。具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且淡化海砂資源豐富，作為建筑材料有很好的使用前景，是解決資源枯乏與經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求之間矛盾的良好途徑。但目前淡化海 砂沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，重要原因是人們對(duì)其在建筑上的應(yīng)用存在疑慮，這就需要我們借鑒日本等國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，依靠**及相關(guān)學(xué)者給予的引導(dǎo)和支持，鼓勵(lì)國(guó)家制定 淡化海砂在混凝土中應(yīng)用規(guī)范，實(shí)現(xiàn)海砂的華麗轉(zhuǎn)型。
 
       對(duì)于建筑使用海砂，雖然現(xiàn)在處于較尷尬的境地，但這并不意味著我們要拒絕使用海砂。目前，我國(guó)對(duì)淡化海砂的研究與應(yīng)用已經(jīng)有一定的積累，為淡化海砂處理工 藝的優(yōu)化及海砂混凝土的推廣奠定了一定的基礎(chǔ)，但現(xiàn)在海砂淡化缺乏系統(tǒng)的研究，淡化市場(chǎng)比較混亂，充斥著大量的不法商家，這就需要國(guó)家及地方出臺(tái)相關(guān)政 策，指導(dǎo)及規(guī)范海砂淡化市場(chǎng)。
 
       隨著海砂淡化技術(shù)的發(fā)展及輔助措施的不斷成熟，淡化海砂在建筑上的應(yīng)用前景將是光明的，是解決建筑市場(chǎng)河砂資源短缺、“海砂屋”泛濫、建筑質(zhì)量堪憂等問(wèn)題行之有效的方法。在未來(lái)，海砂淡化技術(shù)及工藝的研究將獲得更多的關(guān)注，進(jìn)而推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
     
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