白金硕1，沈浩阳1，周健1，沈奇真1
山东省烟台市鲁东大学土木工程学院
目前海砂的应用还是受到自身特点的限制，海砂中含有会腐蚀钢材的氯离子，传统钢筋混凝土结构中不能直接用其替代河砂配置混凝土。为此，工程界首先从材料净化和防护的角度出发，提出了海砂淡化、添加阻锈剂、钢筋防护等阻锈措施。我国主要以海砂淡化法为主，海砂淡化措施需要增加投入， 由于“利益驱使”，很多质量不合格的淡化海砂流入建材市场，沿海地区因滥用或误用海砂已经出现了 大批质量不合格的房屋建筑，被称为“海砂屋”，给国家和民众造成了巨大的经济损失[1]。
为了解决锈蚀的问题，材料替换方法被认为是最有效的技术途径。应用纤维增强复合材料( Fiber Reinforced Polymer，FRP) 与海砂混凝土组合替代钢材和普通混凝土，不仅可以避免锈蚀的发生，还可直接使用未经淡化处理的海砂、海水，节约淡水资源；FRP轻质高强，有很好的可设计性，与海砂混凝土组合可形成一系列结构形式；而且FRP耐腐蚀能力强，现有研究已表明氯盐环境对其性能没有显著影响，可保证结构长期耐久。将海砂混凝土与FRP组合应用于海洋、岛礁建设时，海砂和海水可直接从海中取材，利用广阔的海洋资源，大幅度减少原材料运输量，取之于海，用之于海，具有其他材料不可比拟的优势。因此，一种面向于海洋的新型FRP海砂混凝土组合结构被提出，为我国海洋工程建设提供了新的技术方案，同时也为海砂混凝土在工程领域中的应用提供了一个新思路。
地球上海砂资源储备量大，将其应用于工程建设领域一直受到广泛关注，为此，国内外学者首先展开了针对海砂自身性质的研究，取得的结果表明，海砂的坚固性和级配都较好，适宜用来配置混凝土。海砂混凝土的性能也被进行了广泛研究，包括抗压强度、轴压强度、抗折强度、劈拉强度、弹性模量和应力应变曲线等，与同等条件下的河砂混凝土比较发现两者的力学性能基本相当，在结构设计时其力学性能不需进行特殊考虑，与普通混凝土一样按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定确定其各项性能指标的标准值和设计值， 《混凝土强度检验评定标准》GB /T 50107有关混凝土力学性能的规定也适用于海砂混凝土。
制约海砂混凝土在工程领域应用的问题是海砂中含有较多的氯离子，会导致钢材迅速锈蚀发生[2]。直接将海砂用于钢筋混凝土结构时，氯离子的存在会降低混凝土的pH值，从而破坏钢筋表面钝化膜，形成腐蚀原电池锈蚀钢筋，造成混凝土开裂，最后导致结构因耐久性问题破坏[3]。为此，工程技术人员和研究学者提出了很多解决办法，主要是对海砂、混凝土或钢筋进行处理，按照所处理的对象可以分为三大类。
( 1) 海砂淡化法 ：海砂淡化法是通过净化措施，降低海砂中的氯离子含量和筛除有害物质，处理工艺主要有自然放置法、淡水冲洗法和机械法三种。自然放置法是将海砂堆积放置数月以上，经雨水冲刷降低其氯离子含量，取样化验合格后即可使用，该方法简单，但占地费时，不能保证材料供应的时效性。淡水冲洗法是利用淡水冲洗海砂，该方法降氯效果较好，所需设备投资较少。机械法是利用机械对海砂进行分选、冲洗，该方法效率高，所需时间短，但需要分级、离心、给水和排水的成套设备，投资大，所需淡水量也大。
( 2) 添加阻锈剂法：添加阻锈剂法是对混凝土进行处理，拌制混凝土时掺加一定量的阻锈剂和掺合料，以抑制氯离子对钢筋的腐蚀作用，改善海砂混凝土的护筋性。该方法简单可靠，可直接用海水、海砂拌制混凝土，在日本已经得到了广泛应用，实际应用效果较好，但对阻锈剂的质量要求较高。
( 3) 钢筋处理保护法：钢筋处理保护法是在钢筋表面添加涂层来避免氯离子对钢筋的腐蚀，包括镀锌、镀铬等金属涂层和环氧树脂类的非金属涂层，使用时需要保证涂层的厚度和质量，同时还要求涂层不影响钢筋与混凝 土间的粘结性能，工艺要求高，实际防锈效果并不显著。另一思路是通过钢筋冶金技术提高表层钢材的致密程度和抗腐蚀能力；但此方法成本较高，难度较大，目前尚未有较好的发展。
目前，钢筋海砂混凝土结构在我国已经有一定的应用，主要是采用海砂淡化法，但是由于海砂淡化会增加成本，我国海砂净化处理工艺和市场监管机制还不完备，建材市场上的淡化海砂质量不稳定，很多海砂混凝土建筑还是出现了严重的钢筋锈蚀问题，沿海地区的“海砂屋”现象较为普遍，所以海砂作为建筑用砂使用受到了很大的质疑，阻碍了淡化海砂的广泛应用。
针对这样的情况，我国在近年来出台了很多相关规程，严格控制海砂及混凝土拌合物中的氯离子含量，《海砂混凝土应用技术规范》JGJ 206-2010 中“用于配制混凝土的海砂应作净化处理”是强制性条文，必须严格执行；此外，该规范还提高了对氯 离子含量的要求，不仅严格限制了各项原材料中氯离子的含量，而且对混凝土拌合物中总的水溶性氯离子含量提出了明确的限值。这些从严控制的方法加上完善的海砂市场监管机制能保障钢筋海砂混凝土建筑的质量。但是海砂淡化需要消耗大量淡水资源，而在河砂匮乏、亟需利用海砂的地区，淡水资源一般也会比较紧张，海砂淡化法的应用还是受到限制。
参考文献：
1、刘小艳,明维,王新瑞,蒋亚清.海砂混凝土的研究进展[J]混凝土,2014,(01):56-59.
2、秦斌.海水海砂混凝土基本力学性能研究[J];混凝土，2019，（02）：33-36.
3、苏红艳,宋平新.海水海砂钢纤维混凝土的基本力学性能[J].混凝土与水泥制品, 2020, (3):55-59.