机制砂石的现状、发展趋势与技术要求!

1 现状

砂石产业是以自然资源开发利用为基础和依托的，自然资源在产业发展中占据主体核心地位，砂石是国民经济建设中最重要且最基础的原材料之一，砂石产业“大而不强”的现实突出表现为“四大六低一难”：产品产量大、企业数量大、职工队伍大、资源能源消耗大；劳动生产率低、集约化程度低、科技含量低、产品附加值低、抗风险能力低、质量重视程度低；整套矿产权证手续办理困难。可以整体概括为：天然砂石禁采，机制砂石起步，当前砂石呈卖方市场，混凝土用砂石五花八门、五颜六色，杂烩砂、劣质砂大行其道。

1.1 量变

从天然砂石“禁采”到机制砂石“量产”预计需要 3～5 年。2017 年上半年前，长株潭区域机制砂使用量占总用砂量不足 10%，至 2018 年底，长株潭各种非天然砂的使用量占总用砂量的 80% 以上，长株潭预拌混凝土砂石总用量约 1.2 亿吨/年。

1.2 变质（非质变）

机制砂质量参差不齐，多数产品达不到相应技术要求。主要体现在颗粒级配呈“两头多中间少”、级配断档、不规则颗粒多、石粉多（石粉中粘土和泥土含量高）、吸附性强、需水量大，配制的混凝土和易性差、可泵性差、坍落度损失快、容易堵管，混凝土容易开裂、混凝土匀质性差、混凝土结构强度偏低等，引起用惯了天然砂的广大混凝土技术人员的反感。

1.3 当前混凝土行业用砂情况

1.3.1 目前常用的砂种比较河砂：经过长年累月大浪淘沙，留下来的都是精华，颗粒饱满圆滑，配制的混凝土拌合物浆体丰富饱满密实、流动性好。

机制砂：是后天加工得来，可以根据预定指标进行生产，理论上是最完美的砂，颗粒一般带有棱角，在混凝土中与浆体结合力最强。

洗砂：包括古河道阶地砂和山砂，湖南具有丰富的阶地砂和山砂资源，开采阶地砂和山砂有利于改良土壤使不毛之地宜林宜农、保护水土流失、促进当地村镇经济发展（建议为洗砂正名，并尽快制订《阶地砂和山砂绿色生产与应用技术规程》）。

（建筑垃圾）再生骨料：相对来说含粉量多、需水量大、坚固性差，混凝土拌合物浆体流动性损失快、混凝土收缩大强度偏低。关键是不同来源不同物性再生骨料压碎指标、吸水率不均匀，无法规模化利用，因此建议在技术上没有根本性突破前提下，大家都用（社会责任），大家都少用（质量责任）。

海砂：经过淡化处理、控制氯离子含量不超过2/万的海砂可以用于工程。

废渣及尾矿制砂：目前市场上发现在用的有钢渣砂、生石灰颗粒砂等，这二种砂的缺点是体积安定性不良或重金属离子含量高等，后期处理费用高、质量风险大。

1.3.2 杂烩砂盛行自 2017 年下半年河砂禁采以来，湖南砂石市场价格疯涨，经常有价无货，且质量参差不齐。杂烩砂大行其道，使用单一砂种的情况基本没有，可以说不杂烩无砂用，单一砂种要么指标不理想（级配、细度模数），要么成本不合算。杂烩砂比混合砂（JGJ 52 定义）的内涵更宽，既有基于指标改进的搭配混合，更有基于降低成本的无节制搭配混合。

混合砂（JGJ 52 定义）：由天然砂与人工砂按一定比例混合而成的砂。主要基于技术指标调整。

杂烩砂（自定义）：由 2 种及 2 种以上具有砂颗粒形状的物质混合而成的砂。主要基于成本调整。

1.3.2.1 使用杂烩砂的动力在当前天然砂石奇缺价高，正品机制砂石青黄不接的情况下，在缺砂区域（如长株潭等），大多数搅拌站在以“杂烩砂”的形式进行混凝土生产，而“杂烩砂”的组成则相当混乱，通常由能够采购到的各种形态的砂状物以注重节约成本的形式杂烩组成，通过这种大杂烩，一方面解决了搅拌站等米下锅的燃眉之急，另一方面混凝土成本仅砂这一项就可节约大量成本，有混凝土企业通过“杂烩砂”将混凝土成本降幅高达 40 元/m3，因此“杂烩砂”的市场动力很大。

1.3.2.2 组成杂烩砂的砂种由于正品机制砂缺失，各种砂价格差悬殊，搅拌站通过对砂进行杂烩，一是使级配合理，二是使成本降低，却不考虑劣质砂给混凝土埋下的质量隐患是无法消除的，质量堪忧。杂烩砂一般由以下十大类组成：（1）机制砂、（2）河砂（一般用于重点工程指定用砂，由于价高量少普通混凝土一般不用）、（3）石屑粉（生产碎石副产品，颗粒分布呈两头多中间少，断档级配，片状颗粒多粉多）、（4）江砂（特细砂，细度模数 1.6 以下，最低 0.5）、（5）水洗砂（包括山砂、古河道阶地砂等）、（6）海砂（大多没有经过淡化处理，有人在河砂中掺入 20%～50% 混合后偷偷出卖）、（7）风化砂（包括风化山砂和由粘土岩、泥质页岩、泥质砂岩、泥灰岩、泥质板岩及全风化的各种岩石制砂等，这种岩石制成的砂强度低坚固性差，软弱颗粒多，在混凝土中根本起不到骨架作用，且需水量大、吸附性大）、（8）泥砂（包括清洗不干净的清淤砂、盾构土洗砂等，含泥量最高时达 20% 以上）、（9）钢渣砂（存在安定性不良）、（10）固废加工砂［包括建筑垃圾、废弃石灰场余料（包括丢弃的过烧欠烧石灰块等）制砂］等。

1.3.2.3 使用杂烩砂的危害尤其严重的是搅拌站一般以多种砂杂烩使用，但受搅拌站砂石料斗数量的（一般 4 个/生产线），“杂烩砂”没法分别计量，搅拌站也没有专门设备和场地将“杂烩砂”按固定比例混合均匀后再投料，给混凝土的匀质性带来先天缺陷。而未经淡化处理的海砂、风化砂、泥砂、钢渣砂、生石灰颗粒砂等就是埋在混凝土中的“定时”。去年以来，在本省因使用劣质杂烩砂导致混凝土实体强度严重低于设计强度等级，及混凝土大面积开裂的事故就时有发生，混凝土短命事件预计经年后也会不断出现。砂石是混凝土的骨架，不合格的砂石将给混凝土的质量带来严重的安全隐患，这应引起行业和主管部门的高度重视。

2 发展趋势

2.1 我国未来砂石骨料的来源和构成格局未来砂石格局是：机制砂石与天然砂石并存，且机制砂唱第一主角，其他小众砂石补充的格局。在大力发展机制砂石的同时，未来天然砂石开采也会有规划逐步放开，一是防洪和航道清淤需要，二是资源利用需要。

3 机制砂石技术要求

3.1 重点关注的几个指标

3.1.1 机制砂的含泥量和石粉含量国标和行标对天然砂规定含泥量，对机制砂的含泥量规定为石粉含量。而石粉里面既有与母岩同质的粉体，也有外带进来的泥土。由于人们习惯将小于 0.15mm（筛底以下）的成分称为石粉，而标准中“石粉含量”是指小于 0.075mm 以下的成分，两者相差一个数量级，口述中的石粉含量也往往高得离谱，因此建议将“石粉含量”改为“微石粉含量”更准确。

（1）机制砂中的含泥量应该由两部分组成：A、外带的泥土，属于外含泥，如覆盖土、夹层土、未硬化堆场带入的泥土等；B、母岩中的粘土矿物组成部分，属于内含泥。如蒙脱石、伊利石、高岭石等，这些都是由岩石长期风化而形成的粘土矿物，具有吸附性强、吸水膨胀、保水性高等特点。这些粘土矿物组成直接影响外加剂的适应性、混凝土用水量，使拌合物坍落度的经时损失，越搅越稠。绝大多数岩石都存在风化现象，只是风化程度大小不同而已，因此，母岩中基本上都存在粘土矿物，即内含泥。

（2）（微）石粉含量国标和行标对石粉含量的值控制很低，两个标准规定的限值也不一致，与生产应用中石粉含量的实际情况也相差很大。若按标准限值来控制，则大多数机制砂要么只能采用湿法生产，通过水洗才能达到石粉限值要求；要么加大干法生产的风选功率，将大部分石粉选出来另做他用。如果这样，既对环境保护不利，加大能耗，对资源也是一种浪费。其实，高含量石粉机制砂只要通过混凝土或胶砂需水量比或流动度比试验，是可以使用的，且有些石粉本身非泥，高含量石粉可以是泵送混凝土、自密实混凝土及贫混凝土的稠度调节剂，在混凝土中可以起到很好的填充作用，与胶凝材料粉体具有一定的叠加效应，使用得当可以降低部分胶凝材料用量。