[关键词] 海砂； 钢筋腐蚀； 混凝土耐久性； 防护；
钢筋混凝土结构物的耐久性已经是世界关注的大问题，钢筋腐蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一。引起钢筋腐蚀的众多因素中，包含了不适当地使用海砂。世界上一些岛屿国家、沿海地区，早就出现河砂短缺现象。并有一些利用海砂的经验与教训。目前我国某些沿海地区，也呈现河砂短缺现象，进而出现滥用海砂的情况。面对此情，一方面应该严厉杜绝滥用海砂现象，另一方面，采取严格可靠措施的前提下，开发利用海砂资源，也是出路之一。发表以下看法，供研究讨论。
1． 滥用海砂其害无穷
1． 1 我国台湾“海砂屋事件”的原由与危害
笔者两年前曾前往台湾调查了解到有关“海砂屋事件”的一些情况。事情的原由是，数年前随着台湾基建规模的扩大和建筑业的蓬勃发展，岛内出现建筑用河砂奇缺的现象。虽有明文规定不准使用海砂，由于经济利益促使，偷用海砂现象已逐渐成蔓延之势。海砂内含海盐，能对混凝土中钢筋造成严重腐蚀而导致建筑结构破坏。几年之后（1—15年间），陆续大量出现房屋、公共建筑的腐蚀破坏现象，并波及全台湾，被称作“海砂屋事件”。
台湾《民生报》曾以“海砂屋风暴”来报道事件的严重性与危害性。文称：“花了大半辈子，好不容易积下一些血汗钱买个窝……骤起的海砂屋风暴就像强烈台风，暴风由北而南，笼罩了台湾……生锈化脓的黄褐色铁水从龟裂处逐一渗出，裸露的腐蚀钢筋再也支撑不住……家毁人亡的阴影压的让人喘不过气来。”
在台湾，“海砂屋事件”成为社会热点之一。众多民众身受其害。少则几年多则十几年，凡滥用海砂的建筑物，早晚都会出问题。仅台北市就有多起“海砂屋”出现，如台北淡水区皆为四层楼的公寓，已经有200多户严重破坏，1000多户受牵连；桃园区正光花园，近200户遭受“海砂屋”之害，群起状告建筑商；更多的是“无奈”或走向街头示威、喊冤。直到目前，仍不断有“海砂屋”的报道。
2．2 大陆“海砂屋”已有蔓延之势
由于大规模的经济建设和沿海经济开发区的飞速发展，一些沿海城市和地区，陆续出现河砂短缺现象，远途取河砂使其价格不断上涨，于是使用海砂的情况便以公开和隐蔽的形式发展开来。如天津地区使用山东龙口的海砂（因大量挖海砂造成龙口岸滩不稳，曾在电视台报道过）；宁波地区已发文件（有条件）允许使用海砂。而更多的情况是偷用、滥用海砂。国家有关规程、规范规定，一般不推荐使用海砂，不得一时，可使用含盐量低于标准限额的海砂。但实际中，由于对海砂危害性的一面认识不够，更因利益驱动（海砂可就地取材、价格低廉）和管理不严，使偷用、滥用海砂之势不断蔓延（与数年前的台湾情况极为相似！）。
值得注意的是，我国沿海已经出现一批“海砂屋”。如深圳市一批使用海砂的建筑群，因明显腐蚀问题 ，正在检查评价和修复加固处理之中。舟山群岛正为一批“海砂屋”的处理耗费心机。近悉，宁波地区出现成批“海砂屋”。而根据报纸报道，福建、山东等地，竟有以海砂当作“标准砂”出售的事例。
据悉，当年韩国也出现过大量工程事故，有些就与滥用海砂有关。如当年汉城千余人蒙难的三丰百货大楼倒塌，查其原因中，就包含滥用海砂一项。以上国内外事例，足以说明滥用海砂危害之大。
我国正在贯彻实施“可持续发展战略”，应该努力提高钢筋混凝土结构物的耐久性。 而“海砂屋”与“豆腐渣工程”一样，是祸国殃民的坏事，是“短期行为”的恶果。“豆腐渣工程”毕竟是个例，而“海砂屋”可能蔓延成大范围的问题，且“海砂屋”往往是在几年或十几年后才暴露出来，其潜在威胁和社会危害性更为严重与深远（图1）。
2． 海砂中氯盐限量的规定与分析
2．1 混凝土中中Cl — 的“临界值”
混凝土内具有高碱性环境，Cl— 渗入其内并到达钢筋表面，只有达到一定浓度时钢筋才会锈蚀。人们将此浓度称作引起钢筋锈蚀的“临界值”。有许多关于该“临界值”的研究与讨论，至今仍有不同认识和看法。这并不奇怪，因为混凝土是一个复杂的体系，研究者所规定的实验条件不同，其结果也有差异。目前，较为一致的观点是，“临界值”是随条件而变的，其中，最重要的条件之一是混凝土的碱度（PH）。
Housmen等人的实验研究结果表明，在混凝土的液相中，当浓度比值为Cl— / OH—﹥0.61时，钢筋开始锈蚀，并已此作为“临界值”。
绝对“临界值”可能是不存在的，但上面提出的“临界值”仍具有深刻意义。按照上述“临界值”的概念，只要控制Cl— / OH—不大于0.61就能保证钢筋不锈蚀。对于工程技术人员有着现实指导作用。
2．2 混凝土中氯盐限制的规定
鉴于氯盐进入混凝土中可引起钢筋锈蚀，并存在一个Cl— 浓度的“临界值”，为使钢筋混凝土结构，在使用期内避免遭受钢筋腐蚀破坏，严格控制Cl— 进入混凝土中的量，是十分必要的。在试验研究和工程实践的基础上，世界上许多国家的规程、规范、政府指令性文件中，都作了响应的限量规定。
“限定值”是指对混凝土中Cl— 含量的总量控制值。不论以任何途径进入到混凝土中，都不允许Cl— 含量超出该限定值，并以此作为新建工程质量控制的重要技术指标之一。表2.2.1列出了美国混凝土学会（ACI）的相关规定。
表2.2.1 混凝土中允许Cl— 含量的限定值（水泥重量百分比）
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类 型 |
ACI201 |
ACI318 |
ACI222 | |
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预应力混凝土 |
0.06 |
0.06 |
0.08 | |
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普通混凝土 |
湿环境、有氯盐 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
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一般环境、无氯盐 |
0.15 |
0.30 |
0.20 | |
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干燥环境或有外防护层 |
无规定 |
1.0 |
0.20 | |
由表2.2.1可以看出，美国混凝土学会所属的几个委员会的规定不完全相同，其中以ACI201委员会的规定比较严格，并被世界许多国家参照采用。欧洲、澳大利亚、日本等地区和国家，在各自的规范中，都有与美国混凝土学会相同或近似的限量规定。
日本为了更便于应用，规定了每m3混凝土中Cl— 含量的限定值。日本土木学会编制的规范中规定，对于耐久性要求较高的钢筋混凝土，Cl— 总量不超过0.3kg/m3；一般钢筋混凝土，Cl— 总量不超过0.6kg/m3。若每m3混凝土按300kg水泥计算，以上规定为水泥重量的0.1—0.2%，与表1中美国的规定基本一致。然而，日本是一个岛国，并且河砂奇缺，如今，绝大多数采用海砂。面对广泛的氯盐环境，日本一方面有Cl— 总量的限制规定，如日本建设省指令性文件《确保钢筋混凝土耐久性措施》中规定，每m3混凝土Cl— 总量一般不要超过0.3kg。另一方面规定了氯盐“超标”时必须采取的技术措施。
我国相关国家标准、行业标准中，对于混凝土中Cl— 限量规定也不完全相同，有的甚至没有明确规定。近年来制定或修订的标准中，逐步靠近如下指标：
对于预应力混凝土：Cl— 总量不超过0.06%（水泥重量百分比）；
对于普通混凝土： Cl— 总量不超过0.10%（水泥重量百分比）。
2．3 关于海砂中氯盐 限量的规定
为了保证混凝土中Cl— 总量不超过标准限量，对施工用水、砂石、外加剂等的盐含量都必须给予限制。
就砂子而言，河砂很少含氯盐，一般可直接使用。海砂含有不等量的氯盐，一些国家对海砂的盐含量作出明确规定。如日本对海砂的含盐量进行了分级规定，日本建筑学会规定，氯盐含量为0.02%以下者（以Nacl占干砂重量的百分比，下同）可直接使用。日本规范（JASS5）和日本建设省指令性文件（第597号文）规定，对于普通钢筋混凝土，海砂的含盐量低于0.04%者可直接使用。并同时规定，凡使用含盐量超标的海砂，必须采取防盐腐蚀的技术措施。
我国有关规程规定，对于普通钢筋混凝土，海砂的盐含量应低于0.06%，预应力混凝土，应低于0.02%。但没有规定含盐量超标后的技术措施，也即不允许使用超标海砂。
海砂含盐量的限定值的规定服从于混凝土中混凝土Cl— 总量的限定值的规定。如果能够保证这个限定值，使用海砂是安全的。反之，超出此限定值，混凝土中Cl— 总量就会达到或超过钢筋腐蚀的“临界值”，若不采取可靠的防护措施，钢筋就会发生腐蚀，结构就会发生破坏。并且腐蚀速度与海砂带入的Cl— 总量呈正比关系。那就是说，海砂含盐量越高，其腐蚀破坏出现就越早、发展就越快。这正是滥用海砂的危险所在，也是国内外出现“海砂屋”问题的直接原因。
3． 采取措施海砂是可以利用的
3．1 可以直接使用的海砂
暂不讨论海砂与河砂间还可能存在其他性能方面的差异，在这里，主要讨论其间最大的区别，那就是海砂含盐的问题。按照国内外有关规定，凡是含盐量低于限定值的海砂（如低于0.02%、0.04%或0.06%），都是允许直接作为细骨料加入混凝土中的。问题在于，这种含盐很低的海砂，并不是到处都有或经常存在的。在一些海水不能冲击到的老沙滩上，其表面一层海砂（如厚度0.5-1m），由于常年雨水冲洗，盐分下沉，使其含盐量可能低于限定值，而同样地区的深部的海砂，含盐量可能会超过限定值。
其实，海砂的含盐量在不同地区、不同部位差别很大，可能在0.02%-0.3%范围内。多数情况下海砂的含盐量是“超标”的，一般不能直接采用。
3．2 利用含盐量“超标”海砂时应该采取的技术措施
利用海砂的前提是处理好其含盐和对钢筋的腐蚀问题。国内外曾经采用的方法有以下几种，各有优缺点，适用性、经济性也很重要。
3.2.1 海滩堆积法：将海砂堆积到一定厚度，自然堆放数月或几年，取样化验含盐量合格后使用。此方法节省，但费时，不能解决应急需要。
3.2.2 淡水冲洗法：利用淡水冲洗海砂，使其含盐量达到标准要求。此方法快捷，能满足应急需要。通常需要冲洗设备（国际上已经有海砂冲洗机），造偏价高。另外，在应急使用海砂的地区，一般淡水也是可贵资源（冲砂机冲洗1吨海砂，大约需要0.8吨淡水），是否可实施淡水冲洗法，应具体分析。
我国相关规范或一些地区规定，也允许用淡水冲洗法，但似缺乏专用设备（有的就用自来水管冲洗），且检验、化验不够规范，难以保证质量。也有的因为淡水不足（或花费大）而不能实施此方法。
3.2.3 掺加阻锈剂的方法：
——日本国的相关经验
日本是世界上成功利用海砂的国家，其经验值得我们学习和借鉴。日本是一个岛国，上个世纪前半夜就出现“河砂短缺”现象，于是着手开发利用海砂资源。目前日本沿海地区建筑用砂的90%以上是用海砂。采取的主要技术措施是掺加一种叫做“钢筋防锈剂”的化学药剂，以抑制、消除海砂中海盐对钢筋的腐蚀作用（我国已有同类产品）。
日本规范（JASS5）规定：海砂含盐量超过0.04%又不得不使用时，必须采取减少水灰比、增加保护层厚度和使用阻锈剂等措施。
日本建设省指令性文件规定（住指发第759号），当海砂含盐量超过0.04%时（0.04%-0.2%）必须采取的技术措施是：加钢筋阻锈剂，采用AE减水剂并控制水灰比和流动度等。
日本使用海砂量是相当大的。根据1994年的统计，仅长崎、香川、福岗三地区的海砂年用量，就达2487.1万吨。表3.2.3.1列出了日本沿海地区建筑用砂的使用情况，可以看出，海砂占据主导地位。近悉，日本海砂也呈枯竭之势，正向我国大量订购河砂。
