干混砂浆骨料现状及其质量控制

　　摘 要

　　骨料是砂浆组成中最重要的部分，本文通过例举现用砂浆骨料以及展望今后骨料发展方向，着重分析净化海砂特性及其质量控制要点。

　　关键词：骨料、净化海砂、质量控制

　　前 言

　　随着建筑业发展，建筑材料的需求造成自然资源占用和环境损害，一方面企业要生存，要资源，一方面国家保护环境的政策，如何兼顾两头，走可持续发展道路，既是当今时代的要求，也是政府与企业值得深思的问题。

　　砂浆骨料的重要性及现状

　　砂浆中70%以上成分为骨料，砂浆界有一句话说：得砂者得天下，突出反映了砂石资源对建筑材料行业的重要性。但是，由于矿产资源的无序开采造成内陆河沙、山砂紧缺。据《湖北日报》报道：2018年湖北河沙每吨从80元涨到150元，而且还不一定能买到。同时，随着国家海洋开发战略的实施，大量沿岸、离岸工程开工建设，但是就近的海砂却无法使用，《住房和城乡建设部等关于开展治理违规海砂专项行动的通知》明确指出，严厉打击违规开采、交易、使用海砂行为，防范建筑工程质量事故发生。如何缓解今后建筑用砂供需矛盾， 2019年两会期间，全国政协委员、中交天津航道局有限公司总工程师顾明建议：在河沙和机制砂外，大力发展海砂淡化产业是解决当前建筑用砂短缺的重要途径。他提出，一是通过对浅海和陆架海域海砂资源进行普查，建设我国海砂资源数据库系统，编制建筑用海砂开发总体规划;二是通过适当财税政策，扶持和培育大型、正规的海砂淡化开发企业，同时学习国外先进海砂淡化技术，研制出具有世界水平智能、高效、环保、节能型海砂淡化自动生产线;三是加强对海砂开采、运输、淡化、销售和使用环节的监督管理。

　　海砂的特点和危害性

　　舟山市地处浙江东北部，四面环海，大小岛屿1390个，本岛地区多山靠海，岛上砂石资源短缺，历年来建筑房屋都使用的是近海挖掘的海砂。海砂具有含泥量低、颗粒级配优良的特点，相对于河砂来说，海砂最大的缺点就是含有比较多的有害物质：氯盐、贝壳、硫酸盐、云母、微生物及其他有机物等。

　　如果没有净化的海砂用于抹面砂浆中，一是对主体结构耐久性造成危害，虽然无直接影响，但是当主体构件的混凝土保护层达不到规范要求时，抹面砂浆中的氯离子就有可能渗透迁移到主体构件中，使主体构件中的氯离子含量达到或超过其临界值，从而对主体结构的耐久性造成一定的影响。二是对墙体裂缝的影响，现在的工程主体一般为框架结构，为达到节能保温的目的，整个填充墙一般用蒸压粉煤灰砌块，施工时将主体构件和填充墙的连接处用钢丝网连接，这样可以在一定范围内限制墙体裂缝的产生。当采用海砂制作抹面砂浆时，海砂中的氯离子就可以将钢丝网腐蚀而失去强度，这样钢丝网就不起任何限制作用，既增加了工程造价，又降低了工程质量。三是对墙面腻子粘结强度的影响，用海砂施工的建筑墙体腻子会大面积脱落，而填充墙中所用的防裂缝收缩的钢丝网也会锈蚀。有调查发现，腻子与抹面砂浆之间有一层白色粉末，经试验验证，此白色粉末为碳酸盐类。产生这一现象的主要原因是：拌和砂浆中的Na+可以和水泥中的OH不足2个月反应生成NaOH，在一定的湿度条件下，随着时间的推移，NaOH慢慢移至抹面砂浆的表面并和空气中的二氧化碳和水蒸气反应生成碳酸盐，从而大大降低抹面砂浆和腻子之间的粘结力，造成大量腻子从抹面砂浆的表面脱落。另外，使用砂浆王时，Na+的大量存在会影响砂浆王的发泡质量，使泡径增大，从而使砂浆的空隙率增大，表观密度变小，强度降低。

　　净化海砂的质量控制

　　限制海砂成为建筑用砂的主要障碍是氯盐和贝壳含量，因此，用于建设工程领域的海砂必须经过适当的净化处理，除去海砂中的主要有害物质，以保证工程质量。目前，国内的净化技术主要有：自然堆置法(将海砂堆放在砂场，用自然条件进行净化)、直接冲洗法(用简单的设备，引河水湖水冲洗)、机械洗涤法(利用筛分机械、离心机械、给排水机械等设备对海砂进行净化)、混合法(海砂和河砂、机制砂混合)、生物法(美国研究者发现的一种除氯箘分解海砂中氯化物，分解产物可在自然环境无毒逸散)等。为规避风险，各国对建设海砂的氯离子都进行了限制。如英国的BS E12620:2002+A12992标准规定，氯离子含量必须小于等于0.006%，日本建筑协会标准JASS5是一级砂氯离子含量小于0.02%，二、三级小于0.1%，我国的国标GB/T14684—2011规定：1类砂氯离子小于等于0.01%，2类小于等于0.02%，3类小于等于0.06%，建标JGJ 206-2010规定小于等于0.03%，宁波地标规定小于等于0.02%。

　　现有国标中，氯离子指标在0.01～0.06%之间，此标准过于宽松。目前有些地方政府采用一刀切的方法，禁用净化海砂，除不科学外，实际上也是做不到的，修改并提升标准才是保证工程质量的唯一出路。

　　通过大量实验表明，净化海砂的颗粒级配与贝壳含量对砂浆整体性能有重大影响，首先是颗粒级配对砂浆的影响，细沙的用水量明显大于中粗砂，砂子过细或过粗都不利于砂浆保水，影响砂浆的立方体抗压和拉伸粘结强度，最理想的是选用2.4～2.8中砂来拌制砂浆，这样总体拌合物性能，砂浆抗压强度，拉伸粘结强度最好，其次贝壳含量越高配制的砂浆抗压强度就越低，因此，在实际生产中利用淡化海砂必须要充分考虑建成一条有除去贝壳的生产线。

　　砂浆骨料今后的发展方向

　　废弃混凝土： 将废旧混凝土进行破碎，筛分后作为再生骨料应用于混凝土中，破碎过程中产生的大量细小颗粒，不适合作为混凝土粗骨料使用，因此，将它取代一部分天然砂用于配置强度较低的建筑砂浆，即考虑了细小再生颗粒本身的特性，又可节约天然砂。

　　通过试验表明，将废弃混凝土经破碎作为再生细骨料制备满足工程要求的干混砂浆，完全可行，在应用中选择羟丙基甲基纤维素和控制用水量是有效的，最佳配比为再生骨料掺量30%，用水340kg/m3，HPMC用量0.2‰。

　　建筑垃圾： 建筑垃圾是指人们从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。

　　中国每年会产生数亿吨建筑垃圾，这将给社会、环境和资源带来不利影响，国家多部委发布文件对建筑垃圾进行资源化利用处理。

　　目前，建筑垃圾处理破碎站是一种专业针对建筑垃圾进行回收处理破碎的新颖的破碎分离设备，建筑垃圾中的砖、石、混凝土等废料可人工制备成适合砂浆生产所用的砂石。在使用建筑垃圾取代天然砂制备干混砂浆的技术研究上，2014年，浙江大学与安吉额中瑞膨润土化工有限公司，为江苏常州某生产企业攻克了使用建筑垃圾生产砂浆技术难题。（浙江恒尊新材料科技有限公司 孙正道）