海砂建房竟可致楼房坍塌?船民举报海砂冒充江砂牟利!
随着大规模的工程建设对砂石资源的需求量逐年增加,而天然优质砂石资源日益枯竭,混凝土用砂石资源问题已成为制约土木工程可持续发展的瓶颈,有些人就用危害极大的海砂滥竽充数,特别是一些运砂船在运载货物的过程中,也会遇到海砂冒充河砂的骗局,但很多人都不了解海砂对工程建设的危害到底有多大。
海砂是指分布于海岸和浅海的、以中粗砂为主、包括部分细砂和砾石的砂 质堆积物,由于海砂中含有一定含量的氯盐,将可能导致混凝土结构中钢筋锈蚀 ,进而降低混凝土结构耐久性,所以上海地区是严禁使用海砂作为混凝土原料的 。
海砂危害实例
1.央视财经《第一时间》报道,华润涉嫌使用不合格海砂。据介绍,华润大冲村旧村改造项目是广东省最大的城改项目,华润集团作为开发商负责建设。华润大冲村旧村改造项目使用的混凝土,是由华润自己的搅拌站提供。工作人员介绍,搅拌站所用砂大部分是海砂,还有一些水洗砂。专家介绍,海砂里含有氯离子,一旦超标,将严重腐蚀混凝土里的钢筋,破坏建筑的混凝土结构,产生安全隐患。
2.2013年3月15日,深圳市住建局对使用不合格海砂生产预拌混凝土的企业(站点)进行严厉处理。吊销深圳市东大洋建材有限公司的资质证书。责令8家企业 (站点)停业整顿一年,责令6家企业(站点)停业整顿6个月以上。涉嫌流入不合格建筑用砂的嘉逸豪园、大冲城市更新项目、平安金融大厦三项目均被责令停工。
3.1993年左右,台湾多个建筑因在混凝土中滥用海砂,导致大量房屋和公共建筑出现了腐蚀裂化现象,这就是“海砂屋”事件。问题最严重的建筑,在楼龄不到十年之后,屋内天花板钢筋裸露,墙体遭到严重破坏。
4. 1995年韩国曾经发生501人死亡,近千人受伤的“三丰大厦垮塌事件”,其根源就是用在大厦建设中的混凝土使用了不合格的海砂。
“海砂楼”
海砂危害原理
众所周知,钢筋和混凝土是材料界著名的一对好基友。两者不仅在力学性能上珠联璧合,在耐久性能上也是天作地设。众所周知,钢筋在水和氧气的作用下容易生锈,而包裹在钢筋周围的混凝土恰恰起到了保护钢筋免遭锈蚀的作用。制作混凝土所用的水泥,其熟料的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。经过水化反应后,制成的混凝土的孔隙中充满了氢氧化钙的饱和溶液,其碱性相当强,实际pH值在13左右。如此强的碱性环境中,钢筋表面被氧化,形成了一层很薄但很致密的水化三氧化二铁的保护膜。这层保护膜被叫做钝化膜,它隔绝了钢筋与外界环境,使得钢筋无法接触到水和氧气,不容易再发生氧化锈蚀,起到了保护钢筋的作用。
所谓“没有拆不散的基友,只有不努力的小三”,砂石中掺杂的氯离子就是钢筋与混凝土这对基友的小三。因为氯离子的活性很强,如果其浓度大到一定程度,那么就可以渗透过这层钝化膜,与钢筋发生反应,形成易溶的氯化亚铁,也就是游离的亚铁离子和氯离子。三氧化二铁的钝化膜失去了依附的内层金属,也随之溶解,钝化膜被破坏。一旦钝化膜被破坏,钢筋完全暴露,电化学腐蚀就开始了。铁与水和氧气发生电化学反应,生成氢氧化亚铁。如果氧气不太充足,氢氧化亚铁被最终氧化为四氧化三铁(黑锈)。如果氧气充足,氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,继而脱水成为疏松多孔的三氧化二铁(红锈)。我们再看一下整个过程,最后氯离子去哪里了呢?还是游离的氯离子,没有变成其它化合物。
总的来看,氯离子起到了类似催化剂的作用。因此,整个锈蚀过程一旦开始就不会停止,在氯离子的不断作用下,钢筋被持续锈蚀。而海砂含盐分高,极易出现氯离子腐蚀钢筋的情况;氯盐结晶膨胀会加速混凝土碳化。
其带来的负面作用是多方面的:
钢筋越来越细,力学性能持续下降,屈服强度和延伸率都显著下降;
钢筋生锈后体积膨胀,会把周围的混凝土胀开,产生裂缝,严重的甚至会导致表面的混凝土脱落;
带肋钢筋要依靠钢筋表面的月牙形肋与混凝土锚固在一起,就像螺丝带上的螺纹一样,不容易脱落,一旦钢筋锈蚀,月牙形螺纹被腐蚀破坏,带肋钢筋变成了光滑圆柱形,锚固性能大幅降低。
如何分辨河砂海砂?
因为海砂当中的盐分氯离子会侵蚀钢筋,给工程带来安全隐患。因此,早在2004年8月,建设部就下发了《关于严格建筑用海砂管理的意见》。
可以通过以下方法来分辨河砂与海砂:
稍微发黑发深褐色的颜色暗沉的为海砂,也有颜色比较浅一些的,而河砂色泽相对黄亮;
首先要看砂子中是否有海洋类生物;小贝壳类等,这是海砂;用太阳晒,有白色的晶体(盐)是海砂;
抓一把浸水里,水不要太多,尝水的味道,咸的是海砂,淡的是河砂;
先从外观,海砂颗粒大,含很多贝壳的残片。真正的河砂是很均匀、很细,而且河砂中有大小不一的鹅卵石;
粘手感,抓一把砂用力握下,然后拍掉,发现粘手拍不干净的为海砂,不粘手基本能拍干净的为河砂;
海砂中掺杂的贝类碎壳较多,颗粒大,砂砾之间的密实度很低,所以摸在手里的感觉很粗糙,河砂颗粒小,砂砾之间的密实度高,所以摸在手里的感觉很细腻。
成分上海砂主要成分是二氧化硅,晶相主要为石英,长石和岩屑颗粒比较少,云母片的含量更少,磨圆度也很好。河砂硅含量低一些,钙和铝等金属离子较多一些,云母片的含量会很多。但是这只是总体上的平均情况,有时候也有特例,而且很难有具体的数量指标。