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阻锈剂在海砂中的应用

文章出处:周川查看手机网址
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人气:-发表时间:2017-12-15 11:07【

海砂是海洋生态环境的要素之一,它与海水、岩石、海洋生物以及地形、地貌等要素一起维系着海洋生态的平衡。海砂有着明显不同于河砂和山砂的特点,其优点在于含泥量低、粒形好、细度均匀,且储量大、成本低;缺点在于氯盐等盐类物质、贝壳等轻物质含量高。使用未经处理的海砂容易造成混凝土中钢筋过早锈蚀,给建筑工程埋下严重的质量隐患,因而使用海砂必须慎之又慎。

我国当前城乡建设速度不断加快,建筑材料生产对原材料的需求量巨大,导致天然优质河砂资源日渐枯竭,有些工程开始考虑用海砂代替河砂甚至转而依赖海砂。究其原因,主要有以下几点。

1)我国正从陆地大国向海洋大国迈进,海岛建设与开发具有极高的环境和经济价值[3]。若建设海岛所需的建筑材料(包括钢筋混凝土中使用的砂、石)全部依赖内陆运输,则生产成本过高,会严重限制海岛的建设和开发速度。

2)我国东部沿海地区人口稠密,经济发达,工程建设量大,一直存在着河砂资源不足的问题,若从外地购买河砂,其运输成本很过高,这与本地区海砂资源丰富且价格低廉的现象形成了鲜明的对比[4]。

3)各地河砂价格高涨已成为不争的事实,海砂价格相对低廉,因而在利益驱使下,暗中用海砂冒充河砂谋利的不法之徒大有人在。社会各界正积极完善相关法律法规,并藉此引导人们正确对待海砂。

与国外许多发达国家的经历一样,在河砂资源日渐短缺的情况下,我国海砂储量较高的地区纷纷开始将注意力转向当地丰富的海砂资源,因此有人认为沿海地区开采利用海砂是经济发展的客观需要和历史发展的必然[1]

由于海砂中所含的氯盐、硫酸盐等盐类物质,以及贝壳、云母等轻物质。直接使用未经淡化处理的海砂配制的混凝土会使其内部的钢筋短期内(3-5年)发生混严重锈蚀,导致结构破坏。

海砂中所含氯盐主要为氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等氯化物,使用海砂制备混凝土将这些物质带入混凝土结构体,氯盐除了少部分被水泥水化产物结合外,大部分仍以自由状态存在,成为诱发和促进钢筋锈蚀的主要物质。

建筑行业安全利用海砂的有效方法包括:1)海砂淡化除盐后用作混凝土细骨料;2)在海砂混凝土中掺加钢筋阻锈剂;

海砂淡化:是通过淡水冲洗的方法把海砂中的氯盐、硫酸盐含量降至国家标准要求。

优点是能使海砂彻底转变为可以用于各类混凝土的天然砂;缺点:需要大量的淡水、堆积用地量大、生产量有限。在环保要求日益严格的环境中,淡化海砂的成本将会进一步上升。

使用钢筋阻锈剂:阻锈剂是指拌和混凝土过程中掺入的,在不影响混凝土基本性能的前提下,能有效抑制和延缓混凝土内部所配制钢筋或金属预埋件发生锈蚀的外加剂

优点包括:使用长期有效,能满足50年以上的设计寿命要求;成本较低且节省劳动力,寿命周期内无需维护,长远效益明显。在低碱和高氯环境下,阻锈剂的使用仍对钢筋锈蚀能起到很好的抑制作用;

缺点包括:受混凝土质量影响大,不宜在酸性环境下使用,不宜在饮用水系统的混凝土中使用

总的来看,阻锈剂的使用利远大于弊,在一般的钢筋混凝土服役环境下都能抑制或减缓钢筋的锈蚀,保障钢筋混凝土的耐久性。

BASF的MasterLife CI 8030 就是一款用于钢筋混凝土的防腐外加剂,可推荐用于需较长使用寿命的,暴露在氯化物环境下或海水环境下的钢筋混凝土。也可用于防止潜在的氯腐蚀,或当施工中氯离子含量超过需要的量时。是专注于解决混凝土钢筋混凝土中钢筋的防腐,能有效的防止氯离子对钢筋的腐蚀,延长钢筋混凝土的使用寿命。


注:文章参考《建筑材料行业安全使用海砂有效方法》 同济孙振平教授课题组


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