台州市建筑用砂中氯离子含量及除氯对策

张世斌，郑婉珍，于梦月，祝璐茜，诸葛桢，陶宁萧，姚 俊

（台州学院 生命科学学院，浙江 台州 318000）

台州市建筑用砂中氯离子含量及除氯对策

张世斌，郑婉珍，于梦月，祝璐茜，诸葛桢，陶宁萧，姚 俊＊

（台州学院 生命科学学院，浙江 台州 318000）

对台州市8个代表性建筑工地建筑用砂中Cl离子含量进行分析发现，2个建筑工地中Cl离子含量超标，最大超标倍数达1.5倍。对原始海砂中氯离子进行清洗去除发现，原始海砂须经4次清洗，其Cl离子含量才能符合国家相关标准。海砂清洗过程中产生清洗废水，其中一次清洗废水中重金属污染物有超标现象。

建筑用砂；氯离子；海砂；清洗；重金属

0 背景

随着我国大规模的城市建设和沿海经济开发区的飞速发展，我国的建筑规模迅速扩大，特别是一些沿海城市和经济开发区表现尤为突出，这就导致了房地产、建筑等行业的迅速崛起，从而对建筑用砂的数量需求越来越高。目前，已出现了很多沿海城市河砂资源枯竭的局面。由于运输成本的限制，建筑用砂一般只能靠本地资源满足，因此很多沿海地区利用海砂资源替代河砂，以缓解河砂资源不足的局面［1］。

目前，海砂在混凝土中的应用受到一些限制，主要是因为海砂含有多种盐类，会对混凝土产生不利的影响。海砂中所含盐类的主要成分是KCl、MgCl2、CaCl2与NaCl等，其中以氯离子对钢筋混凝土危害最大。氯离子不仅能破坏钢筋的钝化膜，形成腐蚀电池［2］，造成钢筋锈蚀，而且能增大溶液导电性，增大电位差从而加速钢筋腐蚀过程［3］。钢筋一旦持续生锈就必然减少原有的支撑力，从而影响混凝土的耐久性［4，5］。因此，使用未经处理的海砂作为混凝土骨料，势必造成建筑物潜在的危险。解决上述问题，最根本的方法就是排除海砂中所含的盐分，使其成为淡化海砂［6］，从而达到建筑用砂的标准要求［7］。

在2004年国家建设部颁发的《关于严格建筑用海砂管理的意见》建标［2004］143号文件中明确规定：“建筑工程中采用的海砂必须是经过专门处理的淡化海砂”［8］。而在海砂淡化的过程中会产生大量的污染物，主要包括重金属及其它一些有机污染物质，对环境造成很大的影响，进而影响人们的生活水平和身体健康［9］。

本研究对台州市8个典型建筑工地中建筑用淡化海砂的Cl离子含量进行了取样分析，以揭示市场上淡化海砂的达标情况。利用原始海砂进行清洗试验，研究了原始海砂的除氯对策和污染物释放情况。

1 材料与方法

1.1采样

8个采样工地的具体情况如表1所示。采样时，每个采样工地选取10个海砂堆场，每个堆场取样1kg，每个采样工地分别采得样品10kg。

表1 采样点详细信息Table.1 The information of sampling point

2.2 氯离子测定方法

砂中氯离子的含量分析参照GB14684-2001的方法进行。取试样500g，精确至0.1g，将试样倒入磨口瓶中，用容量瓶量取500mL蒸馏水，注入磨口瓶，盖上塞子，摇动一次后，放置2h，然后每隔5min摇动一次，共摇动三次，使氯盐充分溶解。将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤，然后用移液管吸取50mL滤液，注入到三角瓶中，再加入5%铬酸钾溶液指示剂1mL，用0.01mol/L硝酸银标准溶液滴定至呈现砖红色为终点。

2.3 洗砂

取5g海砂放入100mL三角瓶，加入100mL蒸馏水，并放在全温摇床上以150r/min的转速进行振荡摇匀2h。震荡后将三角瓶取出对三角瓶内的海砂及溶液进行过滤操作，将过滤得到的海砂重新倒入三角瓶中，取100mL蒸馏水，注入三角瓶，放在全温摇床上以150r/min的转速进行振荡摇匀2h，使氯离子充分溶解，将三角瓶上部已澄清溶液过滤，测定氯离子含量后，重复上述试验，直到Cl离子含量达标为止。

2.4 清洗废水中重金属的监测

清洗废水以0.45μm膜过滤，用ICP-AES去测定Cu和Zn的浓度。

3 结果与讨论

3.1 氯离子含量分析

图1 各采样点建筑用砂中Cl-含量分布Fig.1 Distribution of Cl-concentration in construction sand in each sampling point

各采样点建筑用砂中Cl离子含量如图1所示。由图可知，各砂样中Cl离子含量具有明显的差异，表明砂样并非来自于同一海砂供货单位。JSGY和XMLJ的建筑用砂中的氯离子含量超标，XMLJ的建筑用

砂中氯离子的含量尤其严重，其氯离子的含量为标准限值的2.55倍。其他采样点的建筑用砂中氯离子含量均低于标准限值，符合《建筑用砂》的标准要求。以上结果表明，目前建筑市场上所用的淡化海砂依然有超标的现象，超标率为25%。这些未达标海砂的使用可能会对建筑物安全产生影响。

3.2海砂清洗试验

目前建筑行业普遍采用清洗的方法降低海砂中氯离子含量，使其达到建筑标准要求。为研究清洗对海砂中氯离子含量的影响，我们对原始海砂进行了清洗试验，并对清洗后海砂中的氯离子含量进行了分析。分析结果如图2所示，未经清洗的海砂中氯离子含量高达3.22%，经1次清洗后其氯离子含量为0.282%，经过3次清洗后，其氯离子含量刚好符合标准限值，清洗4次后，其氯离子含量可远远低于建筑标准限值。因此，从建筑物安全角度出发，在砂水比为1:20，洗砂时间为2h的情况下，建议对海砂进行4次清洗，确保海砂中氯离子含量达到标准要求。

图2 清洗次数对海砂中Cl-含量的影响Fig.2 Effect of cleaning frequency on Cl-concentration

3.3 废水中污染物的含量

海砂清洗的过程中会产生一定的清洗废水，为了检测废水的达标排放性，本研究对清洗废水中铜与锌的浓度进行了检测。检测结果表明（图3），在1次清洗废水中铜的浓度达0.53mg/L，超过《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准限值，2次、3次、4次清洗的废水中铜的浓度均低于0.1mg/L，可以直接达标排放，对于清洗废水中的锌而言，其1次、2次、3次和4次清洗废水的浓度均低于排放限值（2.0mg/L）。因此，建议对1次洗砂废水进行适当预处理以减少洗砂废水中重金属对环境的污染。

图3 洗砂废水中Cu、Zn含量分布Fig.3 Distribution of Cu and Zn in the washing wastewter

4 结论

（1）部分建筑用砂氯离子未达到相应标准，其超标率为25%，个别建筑用砂中氯离子含量达标准限值的2.55倍。

（2）在砂水比为1:20，洗砂时间为2h的情况下，建议对海砂进行4次清洗，确保海砂中氯离子含量达到标准要求，以延长建筑物的使用寿命。

（3）海砂清洗过程中产生的1次清洗废水其重金属浓度有可能超标，建议对1次清洗废水进行预处理后再进行排放。

［1］陈坚,胡毅.我国海砂资源的开发与对策［J］.海洋地质动态，2005，21:4-8.

［2］洪乃丰.海砂对钢筋混凝土的腐蚀与对策［J］.混凝土，2002，8:12-14.

［3］洪乃丰.海沙腐蚀与“海砂层”危害［J］.工业建筑，2004，11:65-67.

［4］姜科峰.淡化海砂混凝土的耐久性研究［D］.南京：南京理工大学，2013.

［5］姚惠红.海砂混凝土的力学及耐久性能研究［D］.青岛：青岛理工大学，2001.

［6］黄华县.混凝土耐久性试验研究［D］.广州：暨南大学，2007.

［7］李学文.建筑用淡化海砂的生产和应用［J］.广东建材，2009,1:17-18.

［8］田美灵，唐志波.海砂混凝土耐久性研究现状综述［J］.混凝土，2010，11:117-119.

［9］张泳.沿海地区海砂利用及所引发问题的研究［J］.四川建筑，2006，3:129-130.

The Cl-Content in Building Sand in Taizhou and Countermeasures of Dechlorination

ZHANG Shi-bin，ZHENG Wan-zhen，YU Meng-yue，ZHU Lu-xi，
ZHU Ge-zhen，TAO Ning-xiao，YAO Jun＊

（School of Life Science,Taizhou University,Taizhou 318000,China）

The Cl-content in the building sand of 8 representative construction sites in Taizhou was analyzed in the paper. It has been found that Cl-content of building sand in 2 construction sites exceeded the standard, with the highest over 1.5 times.Besides,the original sand was washed to remove Cl-.It has also been found that the Cl-concentration could reach the relevant national standards after original sand was cleaned 4 times. During the process of washing, waste water is produced. The content of heavy metal pollutants in the first washing waste water exceeded the national standard.

building sand;Chloridion;sea sand;wash;heavy metals

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2014.06.010

（责任编辑：耿继祥）

2014-09-11；

2014-11-10

浙江省自然科学基金（LQ13B070001）；浙江省固体废物处理与资源化重点实验室开放基金项目（SWTR-2012-06）。

简介：姚俊（1983- ），男，浙江临海人，讲师，博士，主要从事固体废物处理与资源化方面研究。