隨著經濟發展的進步,國內土木工程建設蓬勃發展,混凝土材料中所需的骨材用量日趨增大,而河川砂石採掘殆盡,砂石資源之開發刻不容緩。海砂作為細骨材之利用英日等國已使用多年,而且使用量仍然持續在成長,但在國內目前尚未有正規化的使用經驗。
海砂之生成環境特殊,使其在先天上具有淘選佳、粒徑小、粒型圓、貝殼多、鹽份高等物理與化學特性。除了粒型之外,其它特性均不利於把海砂當作混凝土細骨材使用。國內有關以海砂作為混凝土細骨材的研究,從砂漿試驗以至混凝土試驗均有不少成果。但過去的研究僅限於利用海灘砂作為研究材料,真正以採自海底的海砂作為研究對向者則付之闕如。此外以往之研究,未曾有將洗過鹽後的海砂來作試驗。由甚多的研究報告已知未洗海砂中的氯離子及硫酸根離子,其或可少許提高混凝土的抗壓強度,但對混凝土的耐久性、安全性有不良的影響,會加速鋼筋的腐蝕。雖有一些研究以特殊水泥或腐蝕抑制劑使用等來解決此困難;但最簡便可行的方法是除鹽,故在國外海砂利用均經過除鹽過程來加以利用。
經過除鹽後的海砂,使其鹽份降至一定的標準以下,則其性質應與一般河砂無異。然而除貝殼含量需留意外,台灣沿岸海底的砂石分佈和特性,至今雖仍未十分清楚,但從為數不多的研究發現其粒徑均細小而均一,尤其是在西海岸,其細度模數約在0.8∼1.4。此種粒徑小而均一的海砂若是作為細骨材,是無法被傳統的混凝土規範所接受。在國外的海砂使用上似乎也未曾有此經驗,此種海砂若未經充份研究謹慎使用,其將明顯的造成強度等混凝土材料品質的低落,影響結構物的安全性。
雖然目前國內用的海砂尚未開發作為細骨材的使用,但以我們也是海島國家的環境而言,其仍是勢在必行。海砂的開採到使用,從蘊藏量的調查、相關法令的配合、海運系統的建立、開採的船舶機具的整備、以至於除鹽設備的完成等有一連串的工作要去進行。但在此之前,國內的海砂是否適於當作混凝土的細骨材來使用,這工程技術上的問題,則是首先必需先去面對的問題。當作細骨材使用,國內海砂算是品質不良。據各相關的研究報告指出,國內海砂偏於粒徑小、背殼含量多的缺點。有關貝殼含量對混凝土工程性質的影響,有關粒徑小的問題,國外似乎也缺乏這方面的經驗可供參考。本文研究是以國內各地的除鹽後海砂為對象,探討由這種海砂作成的混凝土的各種工程性質,檢討其與一般的(河砂混凝土有什麼區別,來作為日後海砂開採使用的參考。