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我國混凝土骨料的現(xiàn)狀與問題探討

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2009-05-08  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:陳家瓏 方源興
核心提示:我國混凝土骨料的現(xiàn)狀與問題探討
摘要:對照我國1996-2010年建筑材料與制品的技術(shù)政策中對砂石的要求,本文綜述了我國砂石生產(chǎn)的現(xiàn)狀,存在的問題和解決的建議,指出砂石骨料的資源和質(zhì)量問題仍是當(dāng)前的主要問題,需從提高認(rèn)識和加強(qiáng)管理的角度著手解決。

關(guān)鍵詞:砂石;骨料;混凝土;人工砂;現(xiàn)狀  

  目前,工程建設(shè)中應(yīng)用最大量、最廣泛的是水泥混凝土。與其他用于結(jié)構(gòu)的建筑材料相比,混凝土是耗能最低的材料①??梢灶A(yù)見,在21世紀(jì),水泥混凝土仍將是各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的首選材料。但是,隨著混凝土用量的增加,其消耗的砂石骨料等天然資源也越來越多,據(jù)估算,混凝土業(yè)現(xiàn)在正以每年約50億t的速度消耗天然骨料。砂石成為所有產(chǎn)品中重量最大的產(chǎn)品。

  我國1996-2010年建筑材料與制品的技術(shù)政策中對砂石的要求是:大力改造砂石骨料等材料的開采和加工技術(shù),認(rèn)真貫徹執(zhí)行砂石生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),改變目前(筆者注:指96年)質(zhì)量失控的狀況。建立工業(yè)化砂石生產(chǎn)供應(yīng)基地,按工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求供應(yīng)到戶,按市場需要加工供應(yīng)不同規(guī)格、級配的骨料,逐步改變目前(筆者注:指96年)手工業(yè)生產(chǎn)方式。嚴(yán)格區(qū)分具有堿活性的骨料,并在工程中控制使用,積極研究開發(fā)抑制堿一骨料反應(yīng)的方法與措施。發(fā)展以工業(yè)廢渣(如粉煤灰、煤研石、各種尾礦渣等)及淤泥、巖石為原料的人造輕骨料,積極開展廢棄建筑材料的應(yīng)用研究工作,利用廢棄建筑物的碎磚、混凝土等再生人造砂石,以實(shí)現(xiàn)自然資源的再生利用。

  時間已過去一多半,對照這一目標(biāo),砂石骨料的質(zhì)量和資源問題仍是當(dāng)前的主要問題,應(yīng)當(dāng)引起各界的足夠重視。

  1、我國砂石生產(chǎn)現(xiàn)狀

  隨著改革開放的深入發(fā)展,砂石業(yè)同其它建材行業(yè)一樣發(fā)展很快。但目前產(chǎn)量到底為多少,沒有人能說清,這主要由砂石行業(yè)的特點(diǎn)所決定。砂石屬地方材料,國有企業(yè)很少,絕大多數(shù)為個體或以集體的名義個人承包經(jīng)營。由于粗放式的開采,生產(chǎn)者自己也沒有產(chǎn)量的準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì),只有和運(yùn)輸者或用戶的結(jié)算數(shù),而這些結(jié)算由于經(jīng)常是現(xiàn)金交易和為減少交稅反映得不真實(shí)。同時,也沒有主管部門來統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)。砂石產(chǎn)量主要是根據(jù)水泥當(dāng)年的產(chǎn)量再考慮配制成混凝土、砂漿或制品時水泥與砂石骨料的大體比例估算,或按當(dāng)?shù)孛磕甑墓こ塘縼砉浪?。按這種辦法推算,2003年水泥產(chǎn)量為81319萬噸,其中,出口495萬噸,按水泥比砂石1:6計(jì)算,砂石產(chǎn)量約為50億噸是基本可信的。這相當(dāng)于改革開放前的砂石產(chǎn)量8倍多。

  天然砂主要為旱地(古河道)和現(xiàn)河道采取,石子除河道開采,還有開山破碎方式。天然砂石是一種短時內(nèi)不可再生的資源,隨著基本建設(shè)的日益發(fā)展、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展政策的逐步落實(shí),在我國不少地區(qū)出現(xiàn)可采天然砂資源逐步減少、甚至無資源的情況,特別是北京、上海、天津、重慶等特大城市砂石供需矛盾尤其突出。由于砂石資源短缺,砂石價格上漲,在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下,在我國多數(shù)地區(qū)前幾年都出現(xiàn)了亂采亂挖天然砂石的情況,出現(xiàn)了無償、無序、無度的“三無”混亂局面,非法采砂石的現(xiàn)象屢禁不止,河道挖砂影響了堤岸安全,河勢穩(wěn)定、防汛排洪、水路交通與有關(guān)設(shè)施;古河道中挖砂形成砂石坑千瘡百孔,毀壞了土地;城市丘陵山地石料場的開采,嚴(yán)重破壞了自然山體的景觀和綠色植被,遭致邊坡失穩(wěn)和城市景觀的破壞。另外,天然砂石在生產(chǎn)、貯存、和運(yùn)輸過程中還造成對空氣和環(huán)境的污染。同時,也使國有資源大量流失和浪費(fèi)。2001年8月以來就有東泉、外夾河和灞河三座鐵路大橋由于無序挖砂破壞了橋墩基礎(chǔ)導(dǎo)致塌橋,致使多條鐵路線中斷,給國民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失。

  為改變這種情況,從中央到地方政府都給予高度重視和積極的治理。2001年10月25日,國務(wù)院頒布了《長江河道采砂管理?xiàng)l例》。2003年5月底,北京市全面關(guān)閉了市行政區(qū)內(nèi)的河道采砂。2003年6月起,蘭州市實(shí)施了城市規(guī)劃區(qū)黃河河道采砂管理暫行規(guī)定。重慶、江西、安徽等省市都相應(yīng)出臺了河道采砂管理辦法??偟拇胧┦牵驌魜y采濫挖,采取采砂許可證制度,限時、限量、限區(qū)域開采。雖然河道采砂得到了初步整頓,但并未從根本解決砂石資源和質(zhì)量問題。建筑市場砂石用量還在猛增,有市場需求,有高額利潤,導(dǎo)致目前砂石生產(chǎn)向采礦方向發(fā)展,生產(chǎn)人工砂石成為一種趨勢,并出現(xiàn)了兩極分化。一種是砂石生產(chǎn)與城市總體規(guī)劃相銜接,實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局。根據(jù)礦山分布特點(diǎn)、市政建設(shè)對砂石資源的需求和城市綠化及城鄉(xiāng)建設(shè)用地需要,確定禁采區(qū)、限采區(qū)與開發(fā)區(qū)。走開采、造地、綠化為一體的良性循環(huán)之路。有計(jì)劃地改造利用山丘坡地,增加建設(shè)用地,保護(hù)自然景觀。在旱河道中采砂石,不再是只挖有用的砂石,而是將所有的卵石進(jìn)行再加工,然后將土地復(fù)墾利用,實(shí)行機(jī)械化生產(chǎn),不受季節(jié)和其他條件限制,保證產(chǎn)量和質(zhì)量。再有,就是用各種尾礦生產(chǎn)人工砂石。這都是正確的方向。目前,國內(nèi)已有若干條這樣的機(jī)械化生產(chǎn)線,其中最大生產(chǎn)線年產(chǎn)量達(dá)400萬噸。

  另一種情況則是重復(fù)已走過的老路,開采無序,只顧當(dāng)前利益,只不過是由嚴(yán)管地區(qū)向管得松的地區(qū)轉(zhuǎn)移。在北京禁采天然砂石后,在北京周邊地區(qū)一下冒出幾百家大大小小的砂石場,大多數(shù)為非法開采。仍有一把鐵鍬,一個篩網(wǎng)便成為一個采砂點(diǎn)現(xiàn)象存在,更有甚者,干脆在禁采區(qū)內(nèi)夜間瘋狂盜采,據(jù)了解,北京某郊區(qū)一年盜采砂石量高達(dá)近千萬噸。已引起市政府的高度重視。還有些地區(qū)的整頓,僅限于開采證的發(fā)放,而對于環(huán)境保護(hù)、開發(fā)利用、生產(chǎn)規(guī)模與型式無具體要求,據(jù)不完全調(diào)查,目前我國有登記的砂石企業(yè)1萬家左右。未登記的小企業(yè)起碼在5萬家以上,結(jié)果是導(dǎo)致開采的短期行為,嚴(yán)重破壞了資源與環(huán)境。

  對于利用廢棄建筑物的碎磚、混凝土等再生人造砂石,還僅限于個別的實(shí)驗(yàn)室研究的范疇內(nèi),結(jié)論是明顯可行的,但由于沒有真正的試驗(yàn)建筑的誕生與實(shí)踐證明,不少人還對這類骨料的應(yīng)用懷有疑慮。另外,由于再生混凝土來源的復(fù)雜性,真正的推廣應(yīng)用也還需要生產(chǎn)線中試來解決。而這些工作的開展,科研單位的力量顯然是不足的,需要政府或社會的支持來完成,而政府或社會力量則往往以該技術(shù)不完善和成熟不與支持和投入,處于兩難地步。

  2、質(zhì)量失控,后果堪憂

  對照1996-2010年建筑材料與制品的技術(shù)政策,如果說在建立工業(yè)化砂石生產(chǎn)供應(yīng)基地上有一定進(jìn)步的話,而在按工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求供應(yīng)到戶上實(shí)在相差太遠(yuǎn)。開采天然砂石的質(zhì)量目前情況是,粗砂幾乎沒有,中砂越來越少,細(xì)砂和特細(xì)砂占絕大多數(shù)。而且,級配不好,含泥量、泥塊含量超標(biāo),價格上升,但即使這樣,有些地區(qū)緊張時還無砂可供。

  機(jī)械化生產(chǎn)的人工砂石,除個別的國有大型企業(yè)和外資企業(yè)有質(zhì)量控制體系外,絕大多數(shù)企業(yè)都沒有試驗(yàn)室,質(zhì)量意識淡漠,甚至生產(chǎn)者自己連產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都不了解。很多的小企業(yè)盡可能采用簡單的機(jī)械加工設(shè)備,只求產(chǎn)量和低成本,不重視產(chǎn)品的粒型,其級配也常常超標(biāo),國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,人工砂的級配不合格是不允許使用的。因?yàn)椋斯ど暗募壟涫强梢钥刂坪驼{(diào)整的,這也是人工砂的優(yōu)點(diǎn)和長處。可在實(shí)際執(zhí)行時卻往往辦不到。一些小企業(yè)經(jīng)常用碎石屑加上天然細(xì)砂作為人工砂出售。影響了人工砂的質(zhì)量和聲譽(yù)。

  影響砂石質(zhì)量的另一個因素是,產(chǎn)品分散開采,集中收購,由運(yùn)輸戶面對用戶,這過程中無人對質(zhì)量進(jìn)行控制和負(fù)責(zé),最后由用戶自己進(jìn)行質(zhì)量把關(guān),而這種把關(guān)完全是被動和無奈的,還是賣方市場,廠家供應(yīng)什么,用戶只能接受。另外,目前用戶的質(zhì)量把關(guān)也缺乏代表性和存在漏洞。比如,篩分、含泥量、泥塊含量、針片狀含量這些能立即得出試驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo),用戶是復(fù)試的,并不要求廠家提供合格證,而堿骨料反應(yīng)這項(xiàng)不能在短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題的指標(biāo),有些用戶自己反而不復(fù)試,而要求廠家提供合格證。當(dāng)然,這里有時間、設(shè)備、費(fèi)用和責(zé)任因素在內(nèi)的多種原因,但真正為工程負(fù)責(zé),用戶在目前階段還應(yīng)該像其它必試項(xiàng)目一樣重視對堿骨料反應(yīng)的復(fù)試。一個砂石小企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)自己講,一個企業(yè)有了堿骨料反應(yīng)合格的證書,其它很多企業(yè)不試驗(yàn),也就有了合格證。據(jù)抽檢,北京周遍主要的砂石供應(yīng)基地的砂石都存在著較高堿骨料反應(yīng),產(chǎn)品不合格率高達(dá)86%,這些砂石源源不斷地流向北京,在工程中使用,給工程留下后患。目前,此情況已得到北京市有關(guān)部門的高度重視,正采取措施著手解決。

  3、問題探討與建議

  3.1提高對砂石重要性的認(rèn)識

  由于傳統(tǒng)的觀念,人們對砂石的認(rèn)識存在著偏差,認(rèn)為砂石在混凝土中的作用無足輕重,砂石質(zhì)量差無所謂,只要多加水泥就行。從現(xiàn)代混凝土觀念來分析,這種認(rèn)識是錯誤的、有害的。例如,寧波市一些工程使用淡化海砂因氯離子超標(biāo)造成鋼筋銹蝕,天津市某工程使用風(fēng)化砂配C20的混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到C10。實(shí)踐同時證明,混凝土中的水泥用量增加,即增加成本,又影響混凝土的升溫和變形,降低彈性模量,還會給混凝土的耐久性帶來嚴(yán)重的影響。而使用良好級配和粒型的砂石骨料則會提高混凝土的密實(shí)度,減小水灰比,提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性,不僅有較好的經(jīng)濟(jì)效益,同時,有很好的社會、環(huán)境和資源效益。目前,混凝土的發(fā)展趨勢是發(fā)展高性能混凝土(HPC),而HPC的發(fā)展必須有高質(zhì)量的砂石骨料。我國混凝土方面的專家把砂石骨料的質(zhì)量視為制約我國混凝土發(fā)展的瓶頸;分析認(rèn)為,中國混凝土質(zhì)量不如西方的主要原因是砂石的質(zhì)量差;警告說,如果骨料品質(zhì)低劣與離散性大的現(xiàn)狀得不到改善,HPC就不可能實(shí)施②。完全說明了砂石在混凝土及工程中的重要性。

  3.2提高對砂石行業(yè)的重視

  有人認(rèn)為砂石算不上什么產(chǎn)品,砂石稱不上是行業(yè),資源有的是,不予重視。這種認(rèn)識也是錯誤的。我國大規(guī)模應(yīng)用混凝土僅30多年的時間,目前,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)的天然河道砂石資源就基本枯竭,而大規(guī)模的基本建設(shè)高潮才開始,砂石骨料用量還要大幅度增加,按國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)分析,有可能達(dá)到65-80億噸/年才能平衡。這是一個什么概念呢?按60億噸計(jì)算,這意味著每一年消耗的砂石量可以堆成寬10米,高10米,長40,000公里的長城。正好繞地球一周。地質(zhì)科學(xué)研究告訴我們,一定的太空資源是在特定的地質(zhì)條件下形成的,資源總量是有限的,而且大部分是不可再生,我們不能只滿足當(dāng)代人的需要,而不考慮后人滿足其需求能力的發(fā)展。面向資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn),地質(zhì)學(xué)家特別指出,砂石料開發(fā)引發(fā)的環(huán)境問題應(yīng)當(dāng)引起重視。這是砂石行業(yè)大量消耗資源,破壞環(huán)境的負(fù)面作用。

  而引導(dǎo)得好,砂石行業(yè)又能成為保護(hù)環(huán)境、開發(fā)建設(shè)用地、充分利用廢棄資源的主力軍。據(jù)資料介紹到目前全國共存各類尾礦70多億噸,占用存放土地面積100多萬畝。我國每年僅施工建設(shè)所產(chǎn)生和排出的建筑廢渣就有4000萬噸。如此大的廢棄資源,不采用大用量的處理方法是不能從根本上解決問題的。而砂石行業(yè)正好提供了這方面的用武之地。例如,首鋼遷安礦山公司利用尾礦砂做建筑用砂、磁滑輪做建筑用石已達(dá)近百萬噸,每年節(jié)省尾礦運(yùn)輸費(fèi)用100萬元,少占用尾礦庫容量70萬立方米,配制混凝土53萬立方米,綜合經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1000萬元。

  若以平均每噸砂石15元計(jì),砂石行業(yè)年估算總產(chǎn)值已達(dá)750億元。由此帶動相關(guān)運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值為1000多億元。2003年出口砂石2809萬噸,創(chuàng)匯8115萬美元。上述總產(chǎn)值合計(jì)近2000億人民幣。成為建材業(yè)除水泥以外的第二產(chǎn)值大戶,并且不可缺少或替代。

  近幾年,人工砂石的發(fā)展迅速,國內(nèi)已有年產(chǎn)百萬噸砂石機(jī)械化生產(chǎn)線幾百條,其中,由國外引進(jìn)的生產(chǎn)線幾十條。國內(nèi)外人工砂石生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)已有幾十家。2002年起實(shí)施的GB/T14684-2001《建筑用砂》和GB/T14685-2001《建筑用卵石、碎石》國家標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了人工砂石的種類和技術(shù)要求。這都為砂石行業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

  當(dāng)前的砂石行業(yè)即是落后的又是新興的產(chǎn)業(yè),既是破壞資源又是保護(hù)環(huán)境的行業(yè),關(guān)鍵在于管理。各級領(lǐng)導(dǎo)和各界必須給予足夠的關(guān)心和重視。

  3.3統(tǒng)一規(guī)劃,加強(qiáng)管理和各方努力

  由于歷史和資源的原因,砂石的生產(chǎn)涉及到水利、國土、環(huán)保、建設(shè)、建材和鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府等多個管理部門。目前,建材局撤消了,其他依在。砂石是地域化很強(qiáng)的材料,應(yīng)當(dāng)主要由當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)整體的全面與長遠(yuǎn)的考慮,堅(jiān)決執(zhí)行科學(xué)的發(fā)展觀,統(tǒng)一規(guī)劃,產(chǎn)用兼顧,進(jìn)行強(qiáng)有力的管理。規(guī)劃一旦確定,就應(yīng)該有相應(yīng)的穩(wěn)定性以吸引各種渠道的投資,特別是民間的投資。目前砂石開采的短期行為和不重視質(zhì)量與政府政策的不穩(wěn)定性有很大的關(guān)系,很多企業(yè)并非不想作大做強(qiáng),而是怕政策一旦變化,大和長遠(yuǎn)的投入根本無法收回。

  砂石開采又涉及國土資源問題,國家應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管,對大量資源的使用應(yīng)由國家審批,并通過必要的行政手段解決統(tǒng)計(jì)渠道不通的問題,保證信息流暢與準(zhǔn)確。

  當(dāng)前最重要的是首先解決資源問題,只有資源解決了,其他問題才有可能解決。各大中城市一定要建立自己穩(wěn)定的砂石工業(yè)生產(chǎn)基地。砂石工業(yè)生產(chǎn)基地的建設(shè)又要與當(dāng)?shù)氐拈L期的發(fā)展結(jié)合起來,與廢棄資源利用、環(huán)境保護(hù)和開發(fā)建設(shè)結(jié)合起來。浙江地區(qū)曾提出地下采石的設(shè)想,把采石和建立戰(zhàn)略儲備倉庫結(jié)合起來。變不利為有利。這里,單靠某一部門管不好,完全靠市場調(diào)節(jié)也不行。否則,還會出現(xiàn)上述所提到的各種問題。

  總結(jié)各地的經(jīng)驗(yàn),無論是河道還是礦山開采,采礦權(quán)采用市場化建設(shè)的原則是行之有效的形式,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步細(xì)化和規(guī)范,并逐步提高砂石企業(yè)的規(guī)模和水平。同時,質(zhì)檢部門亦應(yīng)按產(chǎn)品質(zhì)量法的規(guī)定介入砂石市場,按工業(yè)產(chǎn)品的要求加強(qiáng)對砂石產(chǎn)品的檢驗(yàn)。

  統(tǒng)一砂石的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是目前又一急需解決的問題。由行業(yè)和歷史等原因造成,現(xiàn)行砂石標(biāo)準(zhǔn)既有國標(biāo)又有行標(biāo),而且行標(biāo)實(shí)質(zhì)上也都以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求出現(xiàn)。砂石產(chǎn)品的最大用戶建筑業(yè)還不執(zhí)行國標(biāo)。這就給砂石的生產(chǎn)和使用造成了矛盾,對砂石質(zhì)量的控制造成了漏洞。解決的正確辦法就是國標(biāo)的制定一定要能適應(yīng)用戶的需要,但產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)發(fā)布就只能有一個,其他行業(yè)的特殊要求可以以使用規(guī)程的方式來補(bǔ)充和完善,相輔相成。搞多個標(biāo)準(zhǔn)對哪行哪業(yè)都不利,更不利與國際的交流與出口,同時違背我國的《標(biāo)準(zhǔn)化法》。

  隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展和人工砂、石骨料的使用,國家應(yīng)重視對砂石骨料方面的科研和生產(chǎn)投入。如上述再生混凝土的利用問題,在這類問題的起步階段,沒有國家的支持,單靠市場調(diào)節(jié)是辦不好的,世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家,如美國、日本等對此都有專門立法。各科研院所等研究單位也應(yīng)加強(qiáng)對砂石的研究。這里不是無可作為,而是大有作為。例如,同等條件下,人工砂在混凝土中的強(qiáng)度明顯高于天然砂的機(jī)理和微觀分析就急待系統(tǒng)研究,以期發(fā)揮其更大的作用。

  砂石生產(chǎn)企業(yè)更應(yīng)重視自身素質(zhì)的提高,重視技術(shù)進(jìn)步,做大做強(qiáng),打出砂石的品牌。

  時間過去8年,對照砂石的發(fā)展技術(shù)政策,我們感到,發(fā)展技術(shù)政策提出的問題、方向和措施仍完全正確。但我們離要達(dá)到的目標(biāo)還差得很遠(yuǎn),需要加倍努力才可能實(shí)現(xiàn)。  

  參考文獻(xiàn)

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