專家討論:海砂混凝土是否等于豆腐渣?

中國建筑學(xué)會(huì) · 2013-04-03 14:25

  今年春天,深圳海砂危樓曝光,引起社會(huì)的一片嘩然,迅速成為媒體和公眾痛斥的對(duì)象。近日,深圳市住建局公布檢測(cè)結(jié)果,涉嫌使用不合格海砂的14個(gè)項(xiàng)目混凝土氯離子含量均達(dá)標(biāo),也引發(fā)了新一輪討論。究竟海砂能不能用在建筑上?如何使用?混凝土用砂路在何方?記者就此采訪了幾位專家,為讀者答疑解惑。

  近日,媒體曝出深圳不少居民樓房出現(xiàn)樓板開裂、墻體裂縫等問題。調(diào)查結(jié)果顯示,問題的根源在于樓房建造時(shí)使用了大量的海砂。海砂含有氯離子,而含有氯離子的混凝土對(duì)鋼筋起著不間斷的化學(xué)作用,直接破壞鋼筋的保護(hù)膜,從而侵蝕鋼筋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(即鋼筋生銹),使之支撐力減弱,最終混凝土與鋼筋脫離。有專家稱,如不采取措施,海砂建筑可能連一半的使用壽命都達(dá)不到。那么,海砂是否真的像豆腐渣一樣一碰即碎?記者采訪后發(fā)現(xiàn),業(yè)內(nèi)人士、專家和學(xué)者普遍認(rèn)為,海砂作為我國一種相對(duì)豐富的自然資源,合理、科學(xué)地使用和淡化能夠有效地彌補(bǔ)砂石骨料不足的現(xiàn)狀。更為重要的是,監(jiān)理機(jī)構(gòu)、質(zhì)監(jiān)部門以及政府執(zhí)法部門都應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管,形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制,促進(jìn)砂石產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

  海砂是否該用?

  深圳海砂危樓事件讓海砂一夜之間成為人人喊打的過街老鼠。但事實(shí)上,在天然河砂日益枯竭和部分地區(qū)受機(jī)制砂原料運(yùn)輸限制的今天,使用海砂可以有效應(yīng)對(duì)建筑用砂的短缺問題。

  在改革開放的三十多年間,我國GDP由1978年的3645億元增長到2012年的519322億元,年均實(shí)際增長9.8%,是世界經(jīng)濟(jì)年均增長率的3倍多。在經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長的帶動(dòng)下,一座座高樓大廈拔地而起,一個(gè)個(gè)設(shè)施齊全的住宅小區(qū)相繼建成,中國城市面貌日新月異,現(xiàn)代化、國際化的氣息越來越濃。

  建設(shè)離不開混凝土,混凝土離不開它的“糧食”。研究發(fā)現(xiàn),普通混凝土中砂石的用量約占混凝土總重量的四分之三左右。

  “沒有砂石,就沒有鋼筋混凝土建筑物的拔地而起,也沒有各種優(yōu)良的路面、路基以及一些新型建材的誕生。”與砂石打了一輩子交道的中國砂石協(xié)會(huì)副會(huì)長、北京建筑工程學(xué)院教授陳家瓏說。

  他指出,改革開放之后,伴隨著我國水泥產(chǎn)銷量的大幅增長,砂石用量也急速上升?!敖ㄖ蒙笆哪暧昧繌?979年的15億噸增長到目前的100億噸之巨,而且這個(gè)數(shù)字會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐年加大?!标惣噎囌f。

  然而,多年的開采,河砂資源銳減,加之其對(duì)生態(tài)和自然景觀的破壞,環(huán)境修復(fù)與保護(hù)的壓力日益增大,再加上遠(yuǎn)途運(yùn)砂成本過高,迫使人們把目光轉(zhuǎn)向潛力巨大且優(yōu)勢(shì)明顯的海砂。

  海砂是否可用?

  我國是海洋資源大國。18000公里的海岸線雄踞世界前列,2.73億公頃的沿海海域和大陸架面積位居世界第五。中國建筑科學(xué)研究院建材所的研究顯示,我國各類砂體面積達(dá)34.2萬平方公里,淺海砂資源存量達(dá)到1.6萬億噸,挖掘潛力大,且具有分選好、分布集中的特點(diǎn),適合大規(guī)模工業(yè)化開采,并且海運(yùn)費(fèi)用低。

  實(shí)際上,海砂是國際上流行的建筑用材之一,英國、美國、加拿大、日本等國開發(fā)利用海砂已有幾十年的歷史。除陸地砂礫石外,英國、美國、加拿大、日本等國早已大量開采海砂資源。有報(bào)道稱,世界最大的海砂出口國為日本,其海砂開采量已達(dá)到建筑砂礫石總產(chǎn)量的30%。其中,40%的海砂用于水泥制品。更令人咋舌的是,日本沿海地區(qū)90%以上的建筑用砂都是海砂。

  我國的海砂開發(fā)利用和起步雖晚,但發(fā)展迅猛。中國建筑科學(xué)研究院田冠飛教授介紹,在我國的一些沿海城市,近些年都出現(xiàn)了將海砂用作混凝土骨料的現(xiàn)象。[Page]

  海砂應(yīng)如何用?

  從專業(yè)上來說,海砂用作混凝土骨料之一是可以的,但首要條件就是海砂中含有的氯離子濃度必須達(dá)標(biāo)?!昂I坝迷诨炷林?,與河砂相比主要是含鹽量(氯離子含量)超標(biāo)以及含有云母、有機(jī)物等有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)會(huì)影響混凝土的耐久性。其中,氯離子超標(biāo)的影響最大?!碧锕陲w指出。

  氯離子超標(biāo)后是如何讓鋼筋銹蝕的?深圳大學(xué)特聘教授韓寧旭的觀點(diǎn)是,鋼筋表面有層保護(hù)膜,其作用就是將鋼筋與外部環(huán)境隔絕。當(dāng)滲入的氯離子濃度達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)破壞這層鋼筋保護(hù)膜(鈍化膜)。當(dāng)鋼筋銹蝕開始后,氯離子還會(huì)對(duì)銹蝕物起到搬運(yùn)工的作用,加快它的銹蝕速度,起到推波助瀾的作用。

  氯離子含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)引起建筑物中鋼筋銹蝕,雖然只是一個(gè)誘因,而非唯一因素,但在國內(nèi)學(xué)術(shù)界早已達(dá)成共識(shí)。為了應(yīng)對(duì)海砂“蝕樓”,國家多年前就陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)配套的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)章制度,對(duì)海砂的使用做出明確規(guī)定。

  陳家瓏介紹說,原建設(shè)部于2004年9月就發(fā)布了《關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見》,規(guī)定海砂必須經(jīng)過凈化處理,滿足要求后方可用于配制混凝土。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%。

  2011年修訂的《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》更是進(jìn)一步對(duì)混凝土中氯離子限量作出了明確規(guī)定,具體為鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土用砂的氯離子含量分別不應(yīng)大于0.06%和0.02%。

  “這是從總體上對(duì)氯離子含量的限值規(guī)定,那么使用海砂拌制的混凝土也應(yīng)該在這個(gè)規(guī)定范圍內(nèi)?!标惣噎囌f。

  海砂作亂誰之過?

  既然從技術(shù)和政策的層面來看,未經(jīng)淡化的海砂直接用在混凝土中充當(dāng)細(xì)骨料,是絕對(duì)不容許的,且國家已三令五申予以強(qiáng)調(diào)和明確,那么深圳海砂事件該拷問的是誰?

  問題顯然出在監(jiān)管上。田冠飛認(rèn)為,出現(xiàn)這樣的事故,付出這樣沉重的代價(jià),主要還是監(jiān)管問題。監(jiān)管力度和懲罰力度不足以使有關(guān)人員在蠅頭小利面前卻步。

  “海砂在使用前必須要進(jìn)行淡化處理,這肯定導(dǎo)致成本的增加。但是相比從其他地方運(yùn)送河沙來說,成本增加還是較少的。據(jù)我了解,在深圳淡化處理海砂的實(shí)例中,一立方米海砂的淡化處理成本僅增加十多元錢?!表n寧旭介紹。

  事實(shí)上,使用未經(jīng)淡化的海砂無異于飲鴆止渴。田冠飛進(jìn)一步補(bǔ)充道:“事先預(yù)控遠(yuǎn)優(yōu)于事后補(bǔ)救。有統(tǒng)計(jì)顯示,如果在建設(shè)初期設(shè)計(jì)和原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)控制節(jié)省1美元,那么就意味著在發(fā)現(xiàn)銹蝕時(shí)要追加5美元的維修費(fèi),在混凝土順筋開裂時(shí)再追加25美元用于維護(hù)加固,在嚴(yán)重破壞時(shí)再追加到125美元甚至更多,這就是國外學(xué)者提出的‘五倍定律’。”

  另一個(gè)技術(shù)隱患是,檢測(cè)環(huán)節(jié)尚不完善,存有漏洞。盡管近日深圳住建局公布了檢測(cè)結(jié)果,顯示涉嫌使用海砂的14個(gè)在建工程項(xiàng)目的混凝土氯離子含量均合格。但有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,抽查合格并不意味著這些建筑項(xiàng)目所用混凝土全部合格?!皬募夹g(shù)角度來看,目前海砂對(duì)建筑還是存在一定程度的潛在危害,因?yàn)榻?jīng)過處理之后,氯離子量有所降低,但依然存在,無法根除?!彼瑫r(shí)指出,由于氯離子的存在甚至能使建筑物在短期內(nèi)出現(xiàn)“偽強(qiáng)化”,所以只簡單地通過檢測(cè)混凝土強(qiáng)度來判斷海砂是否經(jīng)過淡化是不科學(xué)的。

  “鋼筋銹蝕從起銹到發(fā)展是一個(gè)很漫長的過程,因此形成一套技術(shù)體系,配置與之相當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力,有計(jì)劃的定期檢查是必不可少的。”該業(yè)內(nèi)人士表示。

  混凝土用砂路在何方?

  要合理規(guī)劃使用海砂,哪些區(qū)域可以開采,開采多少都要有規(guī)劃和管理,不能拆東墻補(bǔ)西墻。盡管我國在現(xiàn)在和今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),都處于大規(guī)模高速建設(shè)時(shí)期,但不能因?yàn)閮?nèi)陸砂石資源的匱乏而造成對(duì)海砂的盲目開采,以免造成對(duì)海洋生態(tài)資源的嚴(yán)重破壞?!耙《嗄陙硪恢崩_我國的生態(tài)環(huán)境惡化的教訓(xùn),不走濫采、濫挖河砂的老路?!标惣噎囌f。他表示應(yīng)未雨綢繆,避免亡羊補(bǔ)牢。

  機(jī)制砂是今后混凝土用砂的主要來源之一。砂是混凝土必不可少的組成部分,河砂資源有限,目前內(nèi)陸很多地區(qū)都出現(xiàn)了無砂可采的匱乏狀態(tài),海砂也要合理規(guī)劃使用。那么,為了滿足我國的大規(guī)模高速建設(shè),機(jī)制砂無疑是一個(gè)重要的補(bǔ)充和替代?!耙缘V山剝離的廢石和選礦產(chǎn)生的尾礦為原料,建立本地砂石生產(chǎn)基地,既可以緩解建設(shè)用砂石的供需矛盾,又可以消納采礦工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物,減少污染,保護(hù)生態(tài),是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的迫切需要?!标惣噎囌f。

  田冠飛則呼吁加大對(duì)海砂混凝土、機(jī)制砂混凝土等技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)的研發(fā)投入?!爸袊ㄖ茖W(xué)研究院曾牽頭一個(gè)‘十一五’課題《海砂在建筑工程中的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)》,對(duì)海砂在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)方面做了較為細(xì)致的研究和探討,但是由于科研經(jīng)費(fèi)有限,還有很多問題亟待解決。這個(gè)課題在最初申報(bào)的時(shí)候是個(gè)上億元的大型科研項(xiàng)目,后來討論成3000萬元左右的項(xiàng)目,可能由于多地的拆遷速度較快,掩蓋了‘海砂屋’的普遍性和嚴(yán)重性,最后變成一個(gè)200多萬元的課題,不能說不是一個(gè)尷尬和遺憾?!碧锕陲w說。

編輯:劉冰

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