随着长江大保护战略的实施，河砂开采受到严格限制，导致建筑用砂价格飞涨。我国海岸线漫长，每年产生大量的废弃贝壳，其主要成分是碳酸钙，可以替代传统的砂石骨料生产贝壳混凝土。近年来，各国学者围绕贝壳混凝土开展了大量研究工作。尽管贝壳混凝土与传统混凝土相比更符合绿色、环保的可持续发展理念，但是由于贝壳材料本身的缺陷，使用粉碎贝壳生产混凝土会影响材料的力学和耐久性能（Safi et al., 2015; Chen et al., 2019a）。陈达教授团队围绕改善贝壳混凝土性能的试验研究发现，在贝壳混凝土中添加辅助胶凝材料可以改善拌合物的长期耐久性能（Chen et al., 2019b）。

海洋环境中的有害离子对近海工程混凝土结构的安全服役影响很大，因此近海工程混凝土材料必须具有良好的耐久性能。近期，河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室陈达教授团队在ESI工程学国际排名Top30的权威期刊《Journal of Cleaner Production》（一区Top，影响因子6.395）上发表研究论文，通过对粉碎贝壳细骨料进行表面改性处理，改善拌合物硬化后的力学和耐久性能。研究选取聚乙烯醇和硅酸钠为改性试剂，对比两种处理方法对硬化贝壳砂浆强度和耐久性相关的传输性能的影响，并通过微观测试技术分析影响机理。研究表明：与普通砂浆（普通河砂作为全部细骨料）相比，聚乙烯醇包裹粉碎贝壳细骨料后可以改善砂浆拌合物的耐久性能；硅酸钠发挥活性添加剂的作用，促进水泥早期水化进程，可以弥补在贝壳砂浆生产中由于使用粉碎贝壳部分取代河砂而引起的强度损失，并有效改善硬化砂浆的耐久性能。该研究成果可以推动贝壳混凝土的发展，为近海工程混凝土结构选材设计提供新思路。

（Liu R, Chen D, Cai X, et al. Hardened properties of mortar mixtures containing pre-treated waste oyster shells[J]. Journal of Cleaner Production, 2020: 121729.）

贝壳砂浆孔隙分布

贝壳砂浆SEM-SE图像

参考文献

[1] Safi B, Saidi M, Daoui A, et al. The use of seashells as a fine aggregate (by sand substitution) in self-compacting mortar (SCM)[J]. Construction and Building Materials, 2015, 78: 430-438.

[2] Chen D, Pan T, Yu X, et al. Properties of Hardened Mortars Containing Crushed Waste Oyster Shells[J]. Environmental Engineering Science, 2019a, 36(9): 1079-1088.

[3] Chen D, Zhang P, Pan T, et al. Evaluation of the eco-friendly crushed waste oyster shell mortars containing supplementary cementitious materials[J]. Journal of Cleaner Production, 2019b, 237: 117811.