浅谈对“海砂楼”的认识及检测判定方法

郑磊 胡字念

（深圳市建筑科学研究院股份有限公司，广东深圳 518049）

1 海砂在建筑物中的应用

砂是混凝土结构中不可缺少的重要组成部分，目前在大多数东南沿海城市已成为紧缺资源之一。近年来，经淡化后的海砂作为一种建筑材料被广泛应用到工程建设中，但一直备受争议。

按照中华人民共和国建设部2004年9月发布《关于严格建筑用海砂管理的意见》意见中规定，海砂必须经过净化处理，满足要求后方可用于配制混凝土。对钢筋混凝土，海砂中氯离子含量不应大于0.06%。若必须使用海砂时，则应经淡水冲洗，其氯离子含量不得大于0.02%。如果建筑用海砂不符合国家的强制标准，超标的氯离子含量将严重腐蚀建筑中的钢筋，造成重大的安全隐患。

按照中华人民共和国住房与城乡建设部2010年5月18日颁布的行业标准《海砂混凝土应用技术规范》（JGJ 206—2010），经过净化处理的海砂，可以用于混凝土结构的施工。

笔者从事房屋安全检测鉴定工作多年，也在部分项目检测过程中也发现不少合理使用经淡化的海砂且结构安全性较好的房屋。对于既有建筑，是否定义为“海砂楼”则需要先充分认识海砂楼，需要通过系列的方法来检测判定。

2 “海砂楼”的概念及其危害

“海砂楼”一般是指主体结构中拌制混凝土用的砂直接采用未经任何淡化处理的海砂，经过一段时间使用后出现由于大量钢筋腐蚀造成破坏的建筑物。

近二三十年来，全世界范围内包括我国均发生过由于海砂楼的质量问题引起的安全事故，比如：1995年6月29日韩国首尔“三丰大厦”的垮塌事件、1999年8月17日土耳其伊兹米特市地震中海砂楼倒塌、2002年4月宁波华绣巷居民告开发商，以及2011年11月广东汕尾塌楼事故等事件，后面均调查显示与不合理使用海砂有关。

海砂的危害主要来自海砂中所含的氯盐，氯盐离子会使混凝土中钢筋失去钝化膜的保护，进而使钢筋发生腐蚀，使钢筋截面不断减少，同时其锈蚀产物体积可膨胀2.5倍以上，体积膨胀的钢筋腐蚀生成物会使混凝土内部产生拉应力，造成混凝土产生裂缝、剥落，同时混凝土裂缝将形成更多钢筋锈蚀通道，使钢筋锈蚀范围加大及锈蚀速度加快，最终可能导致建筑结构破坏及失效。

因此，海砂主要危害是使钢筋锈蚀，而钢筋锈蚀需具备的条件为钢筋处于水和氧气共同作用的环境中，且水和氧气缺一不可。

3 海砂使钢筋腐蚀原理

未经除盐处理的海砂，氯盐含量通常都较高，海砂中的氯离子对钢筋腐蚀是一个电化学过程，氯离子及水进入混凝土并接触钢筋后，钢筋表面的钝化膜会遭受破坏，开始形成腐蚀电池。氯离子在电化学过程中起阳极去极化作用，其反应式为：

（Cl-+Fe2+）+H2O+2e=Fe（OH）2+2H++2Cl-

可以看出，整个反应过程中氯离子只参与了反应过程，但它并没有被“消耗”掉。也就是说凡是进入混凝土中的游离状态的氯离子，会周而复始地起腐蚀钢筋的作用。混凝土中氯离子的存在，强化了离子通路，降低了混凝土的欧姆电阻，从而也加速了电化学腐蚀过程。总之氯离子引起并加速钢筋腐蚀，锈蚀膨胀使混凝土开裂、结构破坏。

4 “海砂楼”认识存在的几个误区

4.1 有钢筋锈蚀或混凝土裂缝就认为是“海砂楼”

钢筋锈蚀不一定是由于海砂引起的，在较为潮湿或易受雨水淋湿的环境下（厨房、卫生间、外挑阳台及走廊等）以及混凝土保护层较薄的情况下，混凝土构件也同样容易产生锈蚀。而混凝土开裂的原因更加多样，如温度变化、基础沉降、受力不足、施工质量及钢筋锈蚀等等。

图1 因温度裂缝渗漏造成钢筋锈蚀

图2 因保护层厚度偏薄造成钢筋锈蚀

4.2 采用海砂就认为是“海砂楼”

当主体结构的混凝土采用未经淡化处理的海砂时才是“海砂楼”，而装修抹灰层采用海砂时并不是“海砂楼”。

装修层采用海砂往往会产生墙漆掉皮、表面泛白霜、起鼓等现象，这些现象可通过凿除装修抹灰层后重新恢复装修来消除。虽然装饰层采用海砂不影响主体结构安全性，但根据《关于严格建筑用海砂管理的意见》（建标〔2004〕143号）中第五条规定“建筑工程中采用的海砂必须是经过专门处理的淡化海砂。公共建筑或者高层建筑不宜采用海砂。钢筋混凝土抹灰面层不得采用未处理的海砂作砂浆”。因此在装饰装修用的砂浆中也不能使用未处理的海砂。

主体结构的混凝土采用经淡化处理的海砂，可使海砂氯离子含量低于引起钢筋腐蚀的“临界值”，不会因使用此类海砂而引起钢筋锈蚀，因此这种结构虽然也使用了海砂，但并不是“海砂楼”。同样如果在海砂混凝土中掺加了阻锈剂，也能达到抑制及消除海砂中氯盐对钢筋混凝土的腐蚀作用，也不是“海砂楼”。

4.3 “海砂楼”就是危楼

对于主体结构直接采用了海砂的建筑物，也并不能简单地认为就是危楼。因为从海砂中的氯离子导致钢筋锈蚀，到影响结构承载力需要一个比较长的时间过程。对于主体结构的钢筋混凝土保护层或外装修层较厚、混凝土较密实时，即使是“海砂楼”，由于水分及空气很难进入混凝土中，参与氯离子与钢筋发生的电化学作用，往往在很长时间内也不会出现钢筋锈蚀，即使使用了海砂也不影响结构耐久性及安全性。因此在“海砂楼”钢筋锈蚀初期，只要通过采取有效的加固及处理措施终止钢筋的锈蚀，那这种的“海砂楼”并不是危楼。只有当钢筋锈蚀量达到一定程度，混凝土构件承载力已不足时，才可能使建筑物成为危楼。

5 判断“海砂楼”的检测判定方法

在实际结构检测鉴定中，可根据钢筋锈蚀部位、范围、海砂使用的部位、海砂是否经过淡化处理及海砂自身特点来判断是否是“海砂楼”。具体可参照以下步骤进行判定：

（1）根据混凝土配合比施工记录，或通过询问施工单位及业主单位关于砂的使用情况，初步了解是否使用了未经淡化的海砂。

（2）全面查看建筑物，看建筑物在各个部位（特别是非潮湿的室内环境）的混凝土构件（柱、梁、板）是否普遍出现了大面积钢筋严重锈蚀、混凝土顺筋开裂及钢筋裸露现象，如出现上述现象时可怀疑使用了海砂。

图3 非潮湿环境下柱钢筋严重锈蚀

图4 非潮湿环境下板底钢筋大面积锈蚀

（3）查看混凝土中是否夹杂有贝壳、海螺等海中贝类，如含有则可怀疑使用了海砂，如图5、图6所示。

图5 柱混凝土中含有贝壳

图6 墙体批档内含海螺及贝壳

（4）混凝土取样进行氯离子含量检测。

因为Cl-在钢筋表面只有达到一定浓度时钢筋才会锈蚀，通常将此浓度称作引起钢筋锈蚀的“临界值”。如混凝土中氯离子含量超出《既有混凝土结构耐久性评定标准》（GB/T 51355—2019）、《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476—2019）及《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015版）中的限值时，则可认定使用了海砂。

在结构检测中，一般可先根据前三个步骤初步判断建筑物是否存在使用海砂的可能，若建筑物满足前三个步骤中的任一可怀疑为使用海砂的条件时，即对混凝土取样检测氯离子含量，最终根据检测结果并结合前三个步骤判断所检测的建筑物是否为“海砂楼”。

6 结语

综上所述，正确认识海砂，在新建建筑施工中按照国家有关规范合理使用经淡化后的海砂，适应当前新型城镇化建设时期的工程建设需求，满足工程建设相关质量标准及规范。与此同时，对于既有建筑物中“海砂楼”的检测及判定是有章可循、有规可依的，政府只要下决心加强对既有建筑物结构安全隐患的排查、鉴定及整治的管理及规范，并发动各级部门实施并推动，相信“海砂楼”的安全风险是可以防范的。