正确认识砂石产品和砂石行业

　　正确认识砂石产品和砂石行业

　　中国砂石协会 胡幼奕

作者简介: 胡幼奕，国务院政府津贴专家,教授级高级工程师，武汉理工大学复合材料专业，先后任北京玻璃钢研究设计院副院长、国家建材局技术情报研究所所长、中国贸促会建材行业分会会长等职、中国砂石协会会长等职。

   砂石，也称骨料或集料，是一个既古老又现代的材料。之所以称之古老，是因为早在公元前10世纪，古希腊奥林匹亚人就用爱琴海中的胶凝物和天然砂石建造建筑;称之现代，是因为在当代是通过现代先进技术开采矿山并经加工而制成。

   由于早期砂石行业是传统的分散的生产方式，导致人们对砂石产品和砂石行业的认识与重视不够。从科技层面上看，认为砂石科技含量低，对其开采、技术、质量和其在各种混凝土组成材料中的性能与作用研发不够;从行业层面上看，砂石行业往往被看作是简单的基础材料行业，政府制定有关规划和发布的有关政策和标准等不够;因此，提升人们对砂石开采、加工技术、产品质量和砂石行业重要性的认知度并做好宣传至关重要。

一、砂石的分类、来源和作用

1、砂石的分类

   砂，一般是指粒径小于4.75mm的颗粒。包括河砂、山砂、湖砂、淡化海砂等。砂的粗细按细度模数分为4级，粗砂：细度模数为3.7-3.1，平均粒径为0.5mm以上;中砂：细度模数为3.0-2.3，平均粒径为0.5-0.35mm;细砂：细度模数为2.2-1.6，平均粒径为0.35-0.25mm;特细砂：细度模数为1.5-0.7，平均粒径为0 .25mm以下。细度模数越大，表示砂越粗，普通混凝土用砂的细度模数范围在3.7-1.6，以中砂为宜，或者用粗砂加少量的细砂，其比例为4:1。

  石，是指粒径大于4.75 mm的颗粒。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎筛分而制成的粒径大于4.75 mm的颗粒;卵石是岩石经自然风化、水流搬运和分选堆积而成的粒径大于4.75 mm的颗粒。卵石和碎石中颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。平均粒径指该粒级上下限粒径的平均值。

  天然砂石是指砂粒和碎石的松散混合物，由岩石碎屑和胶结物组成。岩石的成分主要是石英、长石，与产出地周围环境或河流上游出露的岩石种类有关;岩石中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质、泥质等，不同砂岩胶结物不同。

  不同砂石结构差异较大，有的颗粒粗细均匀，有的大小不一;有的砂石中碎屑磨圆度很好，有的砂石中碎屑棱角鲜明。砂石属松散物，但其颗粒一般硬度较大，且在地表环境下，化学性质稳定。

  天然砂石一般是直接开采自然砂石资源经过筛分而得。而机制砂石是通过开采矿山并对矿石经过破碎、筛分、整形等加工过程而得到的。机制砂石沿用了天然砂石的表征方法。

  在实际使用中，砂石的细度模数只能作为参考，要重视砂石的真实级配。

2、砂石的来源

  人们通常把采自于河、山、海等处的砂石称为河砂、山砂和海砂，或统称为天然砂石，是一种自然矿产资源。随着建筑、道路、桥梁和基础建设用量的增加，以及天然砂石资源的减少和保护环境限制开采等因素，近年来以开采矿山作为机制砂石的主要来源。常用于机制砂石的矿种有：岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩分为：玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩、花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、橄榄岩;沉积岩分为：砾岩、砂岩、粉砂岩、石灰岩、白云岩;变质岩分为：大理岩、石英岩、片麻岩、角页岩、蛇纹岩。不同的矿山其矿石具有不同的物理性质和化学性质。

3、砂石在建筑和基础设施中的作用

  砂石是国家经济建设中的基础材料，主要用于基础工程、混凝土、砂浆和相应制品，是建筑、公路、铁路、桥梁、市政工程、水利工程、水电工程、核电站工程、机场、码头等基础设施建设既不可或缺又不可替代的骨料材料。目前在工程建设中应用量最大、最广泛的是水泥混凝土，其次是沥青混凝土，聚合物混凝土用量较少。

  混凝土是一种复合材料，砂石是其中比例最大的主要组分材料之一。在混凝土结构中，砂石主要起骨架作用，稳定混凝土的体积，传递应力，同时抑制收缩，防止开裂。在建筑和基础设施中发挥着极其重要的作用，可以说没有砂石，就没有混凝土，也就没有混凝土建筑和基础工程。

一、发展机制砂石是砂石产业工业化、规模化、集约化的需要

  机制砂石矿产资源丰富，能够形成工业化和规模化的生产，产品质量稳定。发展机制砂石，既节约了天然砂石资源、保护了环境，又为砂石工业走向规范化、标准化、工业化的发展道路提供了重要的条件，同时加快了传统砂石产业结构的调整和技术升级。

  发展机制砂石是合理利用资源、规范开采秩序、保护环境的需要，是高性能混凝土技术发展的需要，也是社会发展进程的需要。

二、目前是砂石骨料企业整合区域市场，带动区域产业结构调整和技术升级的最佳时机

  近几年，国家和各地政府加强了对开采砂石资源的规划和对企业的管理和整顿力度，对分散的、小的企业通过“撤、并、关”，对矿山资源通过“招、拍、买”。有的地区的砂石企业，对开采装备进行改造升级，形成了较大的规模。一些有实力的企业投资数亿元建设机制砂石生产线，采取了先进的环保措施，已成为全国的示范企业，引领砂石企业向规模化、集约化、保护环境的方向发展。

  目前国内已有年产几百万吨到一千万吨甚至超过1万吨砂石机制砂石生产线几十条，并以每年十几条生产线的速度在增加。新建机制砂石生产线都采用了全方位的环保和安全措施。

  近几年，我国砂石工业加快了产业结构调整和技术升级的步伐，由传统的以人工开采为主，发展到以大型成套技术装备开采和生产为主;由传统的分散式的生产方式，发展到相对集中的规模化生产方式，企业普遍高度重视规模化发展，注重质量、节能、生产安全，并对生产过程中的废水和粉尘采取了回收和处理措施，注重保护环境和与矿区周边和谐发展，产业结构不断升级。

  目前，全国的砂石企业已由2万多家迅速减少到1万多家，砂石行业正在快速向工业化、规模化、集约化方向转变，取得了很大进步，行业形象大为改观。

三、要制定合理的开采规划和相应的政策，引导行业发展

  目前，我国砂石行业快速发展，尤其是机制砂石的比重不断加大，是重要的转型时期，需要重新规划和布局，需要合理的政策来引导和支持。

  砂石是地方资源，各地政府应根据当地的市场需求和矿山资源的情况，对砂石的开采进行重新规划和布局;需要对有关政策进行梳理，根据新的形势和要求修改或制定切实可行的政策，鼓励企业重组联合，按国家对资源的开发和环保要求进行开采。对企业一律采取“撤、并、关”，对矿山资源一律采取“招、拍、买”“，会造成市场供应不足，价格上涨，对基础设施的建设都会带来不良影响。

  当然，砂石企业需要自律，要增强环保意识。对生产过程中产生的石粉、废水回收利用，达到“零排放”的环保要求。政府应制定鼓励矿山开采后形成建设用地、建设公园等的政策和措施。

四、砂石和其他材料一样，不能拿来就用，需要深入研究。

  传统的砂石产品主要是开采天然砂石资源而获得。采砂采石主要是挖掘、筛分、运输等，对采集的砂石几乎不进行加工，或进行少量加工。由于传统砂石生产简单，人们普遍认为所涉及的技术不复杂，将其作为一项专门的技术来研究的人不多。砂石属于地方资源，长期以来，由于各地政府对砂石的开采缺乏合理的规划和有效的管理，有些企业不按规定生产，乱挖乱采，导致人们普遍认为砂石行业是传统的粗放型的产业，只要谈及砂石就认为脏乱差，破坏环境，并影响矿区和周边的居民的生活。

  随着天然砂石资源的日益紧缺以及国家对环境保护要求的不断提高，大多数地区已限制开采天然砂石。为了满足需求，机制砂石已成为必然选择。机制砂石与传统的砂石生产截然不同，涉及多项技术。要获得高质量的砂石骨料，需要对矿山进行勘探，对开采和加工生产线合理布局，尤其是大型生产线，要有工厂化的设计，包括机制砂石系统的设计、建设、运行管理、安全、环保等各个方面。从矿山开采、资源利用、能源消耗、粉尘、噪音、废水处理与回收利用等多方面进行综合考虑，贯穿全方位绿色制造、全系统实现智能节能的理念。需要对开采技术、矿石加工技术和机械装备的核心技术进行研究;需要对砂石骨料的颗粒级配、粒型、表面特征、针片状颗粒含量、石粉含量、空隙率以及骨料-浆体界面等进行研究。要制作高性能高强度的混凝土和基础工程，需要对砂石骨料的成分、粒形、粒径、颗粒级配、吸水率、线膨胀系数等进行更深入细致的研究，有效解决机制砂石细度模数、石粉含量和含水率的控制问题。

五、建立砂石研发、质检机构，加大研发和检测力度是当务之急

  随着我国社会和经济的不断发展,对建筑和基础设施的质量要求越来越高，对资源综合利用和环境保护的要求越来越严格，特别是高性能混凝土的使用和用量不断增加，需要有高质量的砂石骨料。提升砂石行业的技术、质量标准、检测、管理等整体水平已是当务之急。在机制砂石已成为主要发展方向和生产方式的情况下，要实现工业化、规模化生产，就要重视开采、破碎、筛分技术的研发，要有理论指导，要有技术支撑，需要尽快建立研发机构，加大研发力度，对我国砂石行业的开采和装备技术、产品标准、质量、检测等进行深入的研究。要加强质量检测体系的建设，制定更多的标准，加强标准的制定和宣贯工作，增强质量意识。

六、砂石行业在建筑垃圾回收处理循环再利用方面大有可为

  随着建筑和基础设施建设的高速发展，我国每年消耗约110亿吨砂石骨料。同时，我国城市老旧建筑和基础设施的改造，要产生大量的建筑垃圾，而在所有建筑垃圾中，废弃混凝土的量是最大的，给资源和环境带来巨大压力。如对这些废弃物不加以利用，会增加环境的负荷，也是对资源的浪费。世界各国都对废弃混凝土进行处理，在重建工程中用作再生骨料，既节约了天然骨料资源，又对保护环境有利。

  砂石行业对废旧混凝土的回收和再利用具有显著的优势，对贯彻建设资源节约型、环境友好型的可持续发展的国策有着重要的影响，对落实资源循环利用具有重要意义。砂石将成为建筑垃圾回收处理循环再利用的环保产业。

  当前，砂石行业的发展正处在一个关键时期，挑战和机遇并存。挑战是要改变传统的开采和生产方式;机遇是加快了工业化、集约化、规模化的发展进程。望行业同仁坚定信念，用智慧和勇气，加快产业结构调整、技术升级，开创我国砂石工业的新局面。