一种快速检测海砂的方法

马涛，王志学，臧军，蒋临生

（徐州中联混凝土有限公司，江苏 徐州 221100）

一种快速检测海砂的方法

马涛，王志学，臧军，蒋临生

（徐州中联混凝土有限公司，江苏 徐州 221100）

本文尝试使用电导率测试法取代氯离子含量测定法判定细骨料是否为海砂。一系列的试验结果表明，海砂与洁净天然砂的电导率存在显著差异，砂中含泥量和测试温度均对电导率测试结果有所影响，但都不足以影响对细骨料是否为海砂的判定，电导率测试法可以作为一种过程控制手段，判断细骨料是否为海砂。

海砂；电导率；氯离子

0 前言

随着国家环保力度的加强，河道禁采和矿山治理导致建筑市场上细骨料资源紧缺，砂的价格不断上涨，部分地区还由于砂源紧缺导致工地大面积停工，影响了城市建设的进度。而海砂不会受到河道禁采的干扰，资源充足，淡化后可作为钢筋混凝土的细骨料。但在高额利润的趋使下，未经淡化的海砂流向建筑市场，前些年广东地区就出现了大量由于使用海砂导致的工程事故。因此，很多城市都严禁海砂流入建筑市场[1-3]。

在 JGJ 52—2012《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中给出了钢筋混凝土用砂的氯离子含量不得超过.06%、预应力混凝土用砂的氯离子含量不得超过0.02% 的规定[4]，并提出了氯离子检测的试验方法。但在此方法中使用了铬酸钾，此物质属于二级致癌物质，吸入或吞食会导致癌症。此外，滴定过程中终点判断需要标准溶液 1mL 左右，灵敏性偏低。化学滴定法测定氯离子含量对操作人员的技能要求相对较高。因此，标准中规定的氯离子检测方法在混凝土企业中推广存在一定的难度。本文依据海砂中电解质含量较高的特点，采用电导率测定仪检测溶液中电荷浓度的方式，判定砂中的氯离子含量是否超标。

1 原材料及检测仪器

（1）海砂：日照、连云港、南通、青岛四地的洁净海砂。

（2）天然河砂1：洁净河砂，Ⅱ区中砂，细度模数2.6，含泥量.2%。

（3）天然河砂2：Ⅱ区中砂，细度模数2.6，含泥量1%～5%。

（4）铬酸钾：分析纯，中国国药集团有限公司。

（5）电导率测定仪：杭州齐威，型号：DDS-307A（见图1）。

图1 D D S-307 A 电导率测定仪

2 试验方法

试验方法参照 JGJ 52—2012《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中检测砂中的氯离子含量，同时采用杭州齐威 DDS-307A 电导率测定仪.检测按照 JGJ 52—2012 测定氯离子含量前期步骤处理后溶液的电导率，称取砂 500g，浸泡于 500mL 蒸馏水中，放置 2h，以后每 5min 摇动一次，共摇3次，取上部澄清溶液过滤。由于砂中的黏土矿物亦会在溶液中电离，在此次试验中同时测定含泥量对电导率的影响。

众所周知，纯水是一种导电性极低的物质，但是若有离子溶解于其中，形成了电解质溶液，水的导电性就大为增强。海水中含有的 NaCl、CaCl2、Na2SO4等物质都是强电解质，因此浸泡过海砂的水导电性就大大增强。而河砂中所携带的电解质含量较低，因此，从浸泡砂后所得水的导电性能上可以区分出海砂与河砂。

3 试验结果及分析

3.1 海砂与洁净天然砂的氯离子含量及电导率

参照 JGJ 52—2012 中检测日照、连云港、南通、青岛四地的洁净海砂和洁净河砂中的氯离子含量，并检测溶液的电导率，测试温度为 20℃。检测结果见表1。

表1 海砂与洁净天然砂的氯离子含量及电导率

试验结果表明，海砂中的氯离子含量并没有超出JGJ 52—2012 中对钢筋混凝土用砂的要求，但远远超出了对预应力混凝土用砂的要求。由于洁净河砂中电解质含量极低，电导率和海砂有着明显的差异，采用电导率测定法可以准确区分出海砂和洁净的天然河砂。

3.2 砂中含泥量对电导率测试结果的影响

分别选取三种细度模数相同（均为2.6），含泥量分别为1.0%、3.0% 和5.0% 的天然砂，这三种天然砂按一定比例混合，得到含泥量分别为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0% 五种天然砂。测试其电导率，得到结果见表2。

表2 砂中含泥量对电导率测试结果的影响

试验结果表明，砂中含泥量对电导率测试结果有着明显的影响，这是因为黏土表面吸附的腐殖质解理而产生一定数量的负电荷，在吸水膨胀后，黏土矿物的阳离子从层状硅酸盐结构中逸出，因而溶液中含有一定数量的电荷，使电导率明显上升。从试验结果来看，即使砂中的含泥量达到5%，其电导率也仅为2.55ms/cm，约为海砂电导率的 25%，两者存在显著的差异，因此，尽管砂中含泥量对电导率有着明显的影响，但不足以干扰对是否为海砂的判断。

3.3 测试温度对电导率测试结果的影响

溶液中电荷运动的速度受温度的影响是不争的事实，因此，溶液的电导率也必然受温度的影响，DDS-307A 设定了温度补偿功能。在此次试验中，选取氯离子含量最高的日照海砂为样本，测试温度对电导率的影响，测试温度范围为10～25℃。

表3 测试温度对电导率测试结果的影响

试验结果表明，温度补偿不能彻底消除测试温度对电导率测试结果的影响，但对于鉴定是否为海砂而言，精度已可满足要求，温度为10～20℃时，测量误差在10% 以内，温度为 20～25℃时，测量误差在5% 以内，因此，在鉴定是否为海砂时，可以将测试的温度范围放宽至10～25℃，大大降低了测试对环境的要求。

4 结论

（1）由于洁净河砂中电解质含量极低，电导率和海砂有着明显的差异，采用电导率测定法可以准确区分出海砂和洁净的天然河砂。

（2）砂中的含泥量达到5%，电导率2.55ms/cm，约为海砂电导率的 25%，砂中含泥量对电导率测试结果有着明显的影响，但不足以干扰对是否为海砂的判断。

（3）温度为10～20℃时，电导率测量误差在10%以内，温度为 20～25℃时，测量误差在5% 以内，将测试的温度范围放宽至10～25℃ 不影响是否为海砂的判断。

[1］邢丽，薛瑞丰，曹喜．海砂海水混凝土性能研究[J]．混凝土，2015(11): 137-141．

[2］赵文成，潭进财，杨景鼎．海砂用于混凝土构造物耐久性研究及使用管理[J]．东南大学学报（自然科学版），2006(11): 160-166．

[3］谢春磊，张媛，胡晓翔．利用海砂配制混凝土的试验研究[J]．建材世界，2015,36(5): 20-23．

[4］JGJ 52—2012．普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S]．

马涛（1982—），男，工程师，从事商品混凝土的生产和研究工作。

［通讯地址］徐州市铜山经济开发区第三工业园盛宝路西首 徐州中联混凝土有限公司（221100）