[摘要] 作為混凝土的細骨料，河砂在一些地區出現短缺現象。由于“利益驅動”，濫用海砂有蔓延之勢。海砂中的氯鹽，能引起混凝土中鋼筋的嚴重腐蝕破壞、導致結構物不能耐久，甚至造成事故。國內外已經有不少慘痛教訓。然而，經過嚴格處理的海砂，又是可以用作混凝土的細骨料，從而變成有用資源，國內外也有成功的經驗。本文就此兩個方面進行簡要評述。
[關鍵詞] 海砂； 鋼筋腐蝕； 混凝土耐久性； 防護；
鋼筋混凝土結構物的耐久性已經是世界關注的大問題，鋼筋腐蝕是影響混凝土耐久性的主要因素之一。引起鋼筋腐蝕的眾多因素中，包含了不適當地使用海砂。世界上一些島嶼國家、沿海地區，早就出現河砂短缺現象。并有一些利用海砂的經驗與教訓。目前我國某些沿海地區，也呈現河砂短缺現象，進而出現濫用海砂的情況。面對此情，一方面應該嚴厲杜絕濫用海砂現象，另一方面，采取嚴格可靠措施的前提下，開發利用海砂資源，也是出路之一。發表以下看法，供研究討論。
1． 濫用海砂其害無窮
1． 1 我國臺灣“海砂屋事件”的原由與危害
筆者兩年前曾前往臺灣調查了解到有關“海砂屋事件”的一些情況。事情的原由是，數年前隨著臺灣基建規模的擴大和建筑業的蓬勃發展，島內出現建筑用河砂奇缺的現象。雖有明文規定不準使用海砂，由于經濟利益促使，偷用海砂現象已逐漸成蔓延之勢。海砂內含海鹽，能對混凝土中鋼筋造成嚴重腐蝕而導致建筑結構破壞。幾年之后（1—15年間），陸續大量出現房屋、公共建筑的腐蝕破壞現象，并波及全臺灣，被稱作“海砂屋事件”。
臺灣《民生報》曾以“海砂屋風暴”來報道事件的嚴重性與危害性。文稱：“花了大半輩子，好不容易積下一些血汗錢買個窩……驟起的海砂屋風暴就像強烈臺風，暴風由北而南，籠罩了臺灣……生銹化膿的黃褐色鐵水從龜裂處逐一滲出，裸露的腐蝕鋼筋再也支撐不住……家毀人亡的陰影壓的讓人喘不過氣來?！?
在臺灣，“海砂屋事件”成為社會熱點之一。眾多民眾身受其害。少則幾年多則十幾年，凡濫用海砂的建筑物，早晚都會出問題。僅臺北市就有多起“海砂屋”出現，如臺北淡水區皆為四層樓的公寓，已經有200多戶嚴重破壞，1000多戶受牽連；桃園區正光花園，近200戶遭受“海砂屋”之害，群起狀告建筑商；更多的是“無奈”或走向街頭示威、喊冤。直到目前，仍不斷有“海砂屋”的報道。
2．2 大陸“海砂屋”已有蔓延之勢
由于大規模的經濟建設和沿海經濟開發區的飛速發展，一些沿海城市和地區，陸續出現河砂短缺現象，遠途取河砂使其價格不斷上漲，于是使用海砂的情況便以公開和隱蔽的形式發展開來。如天津地區使用山東龍口的海砂（因大量挖海砂造成龍口岸灘不穩，曾在電視臺報道過）；寧波地區已發文件（有條件）允許使用海砂。而更多的情況是偷用、濫用海砂。國家有關規程、規范規定，一般不推薦使用海砂，不得一時，可使用含鹽量低于標準限額的海砂。但實際中，由于對海砂危害性的一面認識不夠，更因利益驅動（海砂可就地取材、價格低廉）和管理不嚴，使偷用、濫用海砂之勢不斷蔓延（與數年前的臺灣情況極為相似?。?。
值得注意的是，我國沿海已經出現一批“海砂屋”。如深圳市一批使用海砂的建筑群，因明顯腐蝕問題 ，正在檢查評價和修復加固處理之中。舟山群島正為一批“海砂屋”的處理耗費心機。近悉，寧波地區出現成批“海砂屋”。而根據報紙報道，福建、山東等地，竟有以海砂當作“標準砂”出售的事例。
據悉，當年韓國也出現過大量工程事故，有些就與濫用海砂有關。如當年漢城千余人蒙難的三豐百貨大樓倒塌，查其原因中，就包含濫用海砂一項。以上國內外事例，足以說明濫用海砂危害之大。
我國正在貫徹實施“可持續發展戰略”，應該努力提高鋼筋混凝土結構物的耐久性。 而“海砂屋”與“豆腐渣工程”一樣，是禍國殃民的壞事，是“短期行為”的惡果。“豆腐渣工程”畢竟是個例，而“海砂屋”可能蔓延成大范圍的問題，且“海砂屋”往往是在幾年或十幾年后才暴露出來，其潛在威脅和社會危害性更為嚴重與深遠（圖1）。
2． 海砂中氯鹽限量的規定與分析
2．1 混凝土中中Cl — 的“臨界值”
混凝土內具有高堿性環境，Cl— 滲入其內并到達鋼筋表面，只有達到一定濃度時鋼筋才會銹蝕。人們將此濃度稱作引起鋼筋銹蝕的“臨界值”。有許多關于該“臨界值”的研究與討論，至今仍有不同認識和看法。這并不奇怪，因為混凝土是一個復雜的體系，研究者所規定的實驗條件不同，其結果也有差異。目前，較為一致的觀點是，“臨界值”是隨條件而變的，其中，最重要的條件之一是混凝土的堿度（PH）。
Housmen等人的實驗研究結果表明，在混凝土的液相中，當濃度比值為Cl— / OH—﹥0.61時，鋼筋開始銹蝕，并已此作為“臨界值”。
絕對“臨界值”可能是不存在的，但上面提出的“臨界值”仍具有深刻意義。按照上述“臨界值”的概念，只要控制Cl— / OH—不大于0.61就能保證鋼筋不銹蝕。對于工程技術人員有著現實指導作用。
2．2 混凝土中氯鹽限制的規定
鑒于氯鹽進入混凝土中可引起鋼筋銹蝕，并存在一個Cl— 濃度的“臨界值”，為使鋼筋混凝土結構，在使用期內避免遭受鋼筋腐蝕破壞，嚴格控制Cl— 進入混凝土中的量，是十分必要的。在試驗研究和工程實踐的基礎上，世界上許多國家的規程、規范、政府指令性文件中，都作了響應的限量規定。
“限定值”是指對混凝土中Cl— 含量的總量控制值。不論以任何途徑進入到混凝土中，都不允許Cl— 含量超出該限定值，并以此作為新建工程質量控制的重要技術指標之一。表2.2.1列出了美國混凝土學會（ACI）的相關規定。
表2.2.1 混凝土中允許Cl— 含量的限定值（水泥重量百分比）
[關鍵詞] 海砂； 鋼筋腐蝕； 混凝土耐久性； 防護；
鋼筋混凝土結構物的耐久性已經是世界關注的大問題，鋼筋腐蝕是影響混凝土耐久性的主要因素之一。引起鋼筋腐蝕的眾多因素中，包含了不適當地使用海砂。世界上一些島嶼國家、沿海地區，早就出現河砂短缺現象。并有一些利用海砂的經驗與教訓。目前我國某些沿海地區，也呈現河砂短缺現象，進而出現濫用海砂的情況。面對此情，一方面應該嚴厲杜絕濫用海砂現象，另一方面，采取嚴格可靠措施的前提下，開發利用海砂資源，也是出路之一。發表以下看法，供研究討論。
1． 濫用海砂其害無窮
1． 1 我國臺灣“海砂屋事件”的原由與危害
筆者兩年前曾前往臺灣調查了解到有關“海砂屋事件”的一些情況。事情的原由是，數年前隨著臺灣基建規模的擴大和建筑業的蓬勃發展，島內出現建筑用河砂奇缺的現象。雖有明文規定不準使用海砂，由于經濟利益促使，偷用海砂現象已逐漸成蔓延之勢。海砂內含海鹽，能對混凝土中鋼筋造成嚴重腐蝕而導致建筑結構破壞。幾年之后（1—15年間），陸續大量出現房屋、公共建筑的腐蝕破壞現象，并波及全臺灣，被稱作“海砂屋事件”。
臺灣《民生報》曾以“海砂屋風暴”來報道事件的嚴重性與危害性。文稱：“花了大半輩子，好不容易積下一些血汗錢買個窩……驟起的海砂屋風暴就像強烈臺風，暴風由北而南，籠罩了臺灣……生銹化膿的黃褐色鐵水從龜裂處逐一滲出，裸露的腐蝕鋼筋再也支撐不住……家毀人亡的陰影壓的讓人喘不過氣來?！?
在臺灣，“海砂屋事件”成為社會熱點之一。眾多民眾身受其害。少則幾年多則十幾年，凡濫用海砂的建筑物，早晚都會出問題。僅臺北市就有多起“海砂屋”出現，如臺北淡水區皆為四層樓的公寓，已經有200多戶嚴重破壞，1000多戶受牽連；桃園區正光花園，近200戶遭受“海砂屋”之害，群起狀告建筑商；更多的是“無奈”或走向街頭示威、喊冤。直到目前，仍不斷有“海砂屋”的報道。
2．2 大陸“海砂屋”已有蔓延之勢
由于大規模的經濟建設和沿海經濟開發區的飛速發展，一些沿海城市和地區，陸續出現河砂短缺現象，遠途取河砂使其價格不斷上漲，于是使用海砂的情況便以公開和隱蔽的形式發展開來。如天津地區使用山東龍口的海砂（因大量挖海砂造成龍口岸灘不穩，曾在電視臺報道過）；寧波地區已發文件（有條件）允許使用海砂。而更多的情況是偷用、濫用海砂。國家有關規程、規范規定，一般不推薦使用海砂，不得一時，可使用含鹽量低于標準限額的海砂。但實際中，由于對海砂危害性的一面認識不夠，更因利益驅動（海砂可就地取材、價格低廉）和管理不嚴，使偷用、濫用海砂之勢不斷蔓延（與數年前的臺灣情況極為相似?。?。
值得注意的是，我國沿海已經出現一批“海砂屋”。如深圳市一批使用海砂的建筑群，因明顯腐蝕問題 ，正在檢查評價和修復加固處理之中。舟山群島正為一批“海砂屋”的處理耗費心機。近悉，寧波地區出現成批“海砂屋”。而根據報紙報道，福建、山東等地，竟有以海砂當作“標準砂”出售的事例。
據悉，當年韓國也出現過大量工程事故，有些就與濫用海砂有關。如當年漢城千余人蒙難的三豐百貨大樓倒塌，查其原因中，就包含濫用海砂一項。以上國內外事例，足以說明濫用海砂危害之大。
我國正在貫徹實施“可持續發展戰略”，應該努力提高鋼筋混凝土結構物的耐久性。 而“海砂屋”與“豆腐渣工程”一樣，是禍國殃民的壞事，是“短期行為”的惡果。“豆腐渣工程”畢竟是個例，而“海砂屋”可能蔓延成大范圍的問題，且“海砂屋”往往是在幾年或十幾年后才暴露出來，其潛在威脅和社會危害性更為嚴重與深遠（圖1）。
2． 海砂中氯鹽限量的規定與分析
2．1 混凝土中中Cl — 的“臨界值”
混凝土內具有高堿性環境，Cl— 滲入其內并到達鋼筋表面，只有達到一定濃度時鋼筋才會銹蝕。人們將此濃度稱作引起鋼筋銹蝕的“臨界值”。有許多關于該“臨界值”的研究與討論，至今仍有不同認識和看法。這并不奇怪，因為混凝土是一個復雜的體系，研究者所規定的實驗條件不同，其結果也有差異。目前，較為一致的觀點是，“臨界值”是隨條件而變的，其中，最重要的條件之一是混凝土的堿度（PH）。
Housmen等人的實驗研究結果表明，在混凝土的液相中，當濃度比值為Cl— / OH—﹥0.61時，鋼筋開始銹蝕，并已此作為“臨界值”。
絕對“臨界值”可能是不存在的，但上面提出的“臨界值”仍具有深刻意義。按照上述“臨界值”的概念，只要控制Cl— / OH—不大于0.61就能保證鋼筋不銹蝕。對于工程技術人員有著現實指導作用。
2．2 混凝土中氯鹽限制的規定
鑒于氯鹽進入混凝土中可引起鋼筋銹蝕，并存在一個Cl— 濃度的“臨界值”，為使鋼筋混凝土結構，在使用期內避免遭受鋼筋腐蝕破壞，嚴格控制Cl— 進入混凝土中的量，是十分必要的。在試驗研究和工程實踐的基礎上，世界上許多國家的規程、規范、政府指令性文件中，都作了響應的限量規定。
“限定值”是指對混凝土中Cl— 含量的總量控制值。不論以任何途徑進入到混凝土中，都不允許Cl— 含量超出該限定值，并以此作為新建工程質量控制的重要技術指標之一。表2.2.1列出了美國混凝土學會（ACI）的相關規定。
表2.2.1 混凝土中允許Cl— 含量的限定值（水泥重量百分比）
|
類 型 |
ACI201 |
ACI318 |
ACI222 | |
|
預應力混凝土 |
0.06 |
0.06 |
0.08 | |
|
普通混凝土 |
濕環境、有氯鹽 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
|
一般環境、無氯鹽 |
0.15 |
0.30 |
0.20 | |
|
干燥環境或有外防護層 |
無規定 |
1.0 |
0.20 | |
由表2.2.1可以看出，美國混凝土學會所屬的幾個委員會的規定不完全相同，其中以ACI201委員會的規定比較嚴格，并被世界許多國家參照采用。歐洲、澳大利亞、日本等地區和國家，在各自的規范中，都有與美國混凝土學會相同或近似的限量規定。
日本為了更便于應用，規定了每m3混凝土中Cl— 含量的限定值。日本土木學會編制的規范中規定，對于耐久性要求較高的鋼筋混凝土，Cl— 總量不超過0.3kg/m3；一般鋼筋混凝土，Cl— 總量不超過0.6kg/m3。若每m3混凝土按300kg水泥計算，以上規定為水泥重量的0.1—0.2%，與表1中美國的規定基本一致。然而，日本是一個島國，并且河砂奇缺，如今，絕大多數采用海砂。面對廣泛的氯鹽環境，日本一方面有Cl— 總量的限制規定，如日本建設省指令性文件《確保鋼筋混凝土耐久性措施》中規定，每m3混凝土Cl— 總量一般不要超過0.3kg。另一方面規定了氯鹽“超標”時必須采取的技術措施。
我國相關國家標準、行業標準中，對于混凝土中Cl— 限量規定也不完全相同，有的甚至沒有明確規定。近年來制定或修訂的標準中，逐步靠近如下指標：
對于預應力混凝土：Cl— 總量不超過0.06%（水泥重量百分比）；
對于普通混凝土： Cl— 總量不超過0.10%（水泥重量百分比）。
2．3 關于海砂中氯鹽 限量的規定
為了保證混凝土中Cl— 總量不超過標準限量，對施工用水、砂石、外加劑等的鹽含量都必須給予限制。
就砂子而言，河砂很少含氯鹽，一般可直接使用。海砂含有不等量的氯鹽，一些國家對海砂的鹽含量作出明確規定。如日本對海砂的含鹽量進行了分級規定，日本建筑學會規定，氯鹽含量為0.02%以下者（以Nacl占干砂重量的百分比，下同）可直接使用。日本規范（JASS5）和日本建設省指令性文件（第597號文）規定，對于普通鋼筋混凝土，海砂的含鹽量低于0.04%者可直接使用。并同時規定，凡使用含鹽量超標的海砂，必須采取防鹽腐蝕的技術措施。
我國有關規程規定，對于普通鋼筋混凝土，海砂的鹽含量應低于0.06%，預應力混凝土，應低于0.02%。但沒有規定含鹽量超標后的技術措施，也即不允許使用超標海砂。
海砂含鹽量的限定值的規定服從于混凝土中混凝土Cl— 總量的限定值的規定。如果能夠保證這個限定值，使用海砂是安全的。反之，超出此限定值，混凝土中Cl— 總量就會達到或超過鋼筋腐蝕的“臨界值”，若不采取可靠的防護措施，鋼筋就會發生腐蝕，結構就會發生破壞。并且腐蝕速度與海砂帶入的Cl— 總量呈正比關系。那就是說，海砂含鹽量越高，其腐蝕破壞出現就越早、發展就越快。這正是濫用海砂的危險所在，也是國內外出現“海砂屋”問題的直接原因。
3． 采取措施海砂是可以利用的
3．1 可以直接使用的海砂
暫不討論海砂與河砂間還可能存在其他性能方面的差異，在這里，主要討論其間最大的區別，那就是海砂含鹽的問題。按照國內外有關規定，凡是含鹽量低于限定值的海砂（如低于0.02%、0.04%或0.06%），都是允許直接作為細骨料加入混凝土中的。問題在于，這種含鹽很低的海砂，并不是到處都有或經常存在的。在一些海水不能沖擊到的老沙灘上，其表面一層海砂（如厚度0.5-1m），由于常年雨水沖洗，鹽分下沉，使其含鹽量可能低于限定值，而同樣地區的深部的海砂，含鹽量可能會超過限定值。
其實，海砂的含鹽量在不同地區、不同部位差別很大，可能在0.02%-0.3%范圍內。多數情況下海砂的含鹽量是“超標”的，一般不能直接采用。
3．2 利用含鹽量“超標”海砂時應該采取的技術措施
利用海砂的前提是處理好其含鹽和對鋼筋的腐蝕問題。國內外曾經采用的方法有以下幾種，各有優缺點，適用性、經濟性也很重要。
3.2.1 海灘堆積法：將海砂堆積到一定厚度，自然堆放數月或幾年，取樣化驗含鹽量合格后使用。此方法節省，但費時，不能解決應急需要。
3.2.2 淡水沖洗法：利用淡水沖洗海砂，使其含鹽量達到標準要求。此方法快捷，能滿足應急需要。通常需要沖洗設備（國際上已經有海砂沖洗機），造偏價高。另外，在應急使用海砂的地區，一般淡水也是可貴資源（沖砂機沖洗1噸海砂，大約需要0.8噸淡水），是否可實施淡水沖洗法，應具體分析。
我國相關規范或一些地區規定，也允許用淡水沖洗法，但似缺乏專用設備（有的就用自來水管沖洗），且檢驗、化驗不夠規范，難以保證質量。也有的因為淡水不足（或花費大）而不能實施此方法。
3.2.3 摻加阻銹劑的方法：
——日本國的相關經驗
日本是世界上成功利用海砂的國家，其經驗值得我們學習和借鑒。日本是一個島國，上個世紀前半夜就出現“河砂短缺”現象，于是著手開發利用海砂資源。目前日本沿海地區建筑用砂的90%以上是用海砂。采取的主要技術措施是摻加一種叫做“鋼筋防銹劑”的化學藥劑，以抑制、消除海砂中海鹽對鋼筋的腐蝕作用（我國已有同類產品）。
日本規范（JASS5）規定：海砂含鹽量超過0.04%又不得不使用時，必須采取減少水灰比、增加保護層厚度和使用阻銹劑等措施。
日本建設省指令性文件規定（住指發第759號），當海砂含鹽量超過0.04%時（0.04%-0.2%）必須采取的技術措施是：加鋼筋阻銹劑，采用AE減水劑并控制水灰比和流動度等。
日本使用海砂量是相當大的。根據1994年的統計，僅長崎、香川、福崗三地區的海砂年用量，就達2487.1萬噸。表3.2.3.1列出了日本沿海地區建筑用砂的使用情況，可以看出，海砂占據主導地位。近悉，日本海砂也呈枯竭之勢，正向我國大量訂購河砂。
