韩继先：砂石行业发展现状与趋势

　　一、砂石行业发展现状与趋势

　　概况

　　砂石行业所指的砂石是为建设用砂石，俗称的建筑用骨料，建材和交通业又称集料，它主要用于工程基础设施建设、混凝土、砂浆和相应制品。砂石是混凝土组成材料中重要和用量最多的原材料，是开采和消耗自然资源的最大的产品，产、销量居世界第一，其刚性的需求至今没有其他产品替代。

　　工程建设中应用最大量、最广泛的材料是混凝土，与其他用于结构的建筑材料相比，混凝土是耗能最低的材料，普通混凝土耗能约为钢的1/25至1/40.而砂、石是混凝土组成材料中重要和用量最多的原材料，占混凝土质量的6/7左右，是混凝土、砂浆的骨架，因此砂、石又称为“骨料”.哪里有建设，哪里就有砂石，砂石行业为我国基本建设作出了重要贡献。

　　随着现代混凝土和高速铁路等重点建设工程对砂石的技术要求越来越高，能满足其要求的天然砂石数量越来越少，甚至没有。为了补充砂石市场的刚性需求，机制砂石成了建设用砂的首选。机制砂石不仅添补了天然砂石缺乏的问题，而且是高质量建设工程的重要的基础原材料。发展机制砂是建设市场形势发展的需要。

　　目前，我国每年砂石产量大约在100亿吨左右，按平均价格30元/吨计算，直接产值3000个亿，带动运输等行业产值至少2000个亿，合计达5000个亿，是消耗固体资源量最大的产品，且逐年上升。

　　但是，由于砂石行业传统生产方式的落后与分散，造成对该产品和行业的认识不足、重视远远不够。

　　砂石行业发展基本情况

　　近几年，在国民经济和基础设施建设快速发展的带动下，砂石行业呈现强劲发展势头， 行业发展有了一定的进步，经济运行质量有所提升。特别是机制砂石产业的快速发展，使行业的产业结构发生了重大变化，带来了新的发展机遇和强有力的发展动力，前景看好。

　　砂石是我国基础建设的重要原材料之一，随着国内天然砂、河砂等资源的枯竭和政府对开采管控力度加大，机制砂替代天然砂已成为行业发展必然趋势。目前，加快发展机制砂石产业已成为行业结构转型升级的主要发展方向，砂石行业正是在围绕着机制砂石的研发、生产与应用进行着产业结构调整、兼并重组、转型升级、节能减排等主题运行和发展。

　　据推算，砂石年产、销量在100亿吨以上，其中机制砂石总产量近60亿吨，占我国砂石产用量的一半以上。加之，在一些地区为减少天然资源的用量和依赖，积极开发、综合利用工业废弃物，因此机制砂石行业一定程度解决了建设工程用砂石的需要，为高速发展的基本建设做出了贡献。

　　目前，在规模上的（50万吨/年）机制砂石生产企业估算有5000多家，企业平均生产规模在年产百万吨以上，最大达到年产800多万吨。一批行业的骨干企业在扩大企业发展规模和规范管理的同时，更加注重矿山建设的绿色环保和安全生产，努力加强企业文化建设，打造行业的品牌精英。

　　行业已涌现出了一批示范基地企业，如：获得首批国家绿色矿山试点企业单位的砂石生产企业：浙江湖州新开元碎石有限公司和北京威克冶金有限责任公司。

　　机制砂石产业的快速发展，也促进了碎石机械设备行业的快速发展。目前一些地区，机制砂石的生产工艺及设备等多方面都在积极追赶世界先进水平，不论在规模产量还是在技术水平、产品的质量上都有了整体的提升和进步。

　　我国已具备了生产大型破碎机、筛分机等设备的先进生产工艺技术，成套装备的制造能力。新型砂石企业在矿山开采、大规模原料输送、节能筛分、自动控制和环境保护等方面，从设计、装备制造到工程建设等整体都可提供一条龙服务，并实现了成套技术装备的出口；大企业依托自主开发的成套技术，广泛参与生产线建设工程总承包，带动了大型成套砂石装备批量出口。有些企业启动实施了海外投资战略，瞄准海外市场，“走出去”积极参与国际市场竞争。

　　
图1.1 2010年-2011年砂石产量增长图

　　砂石作为建筑骨料，刚性需求决定其长期发展前景良好。但由于近年来受国家宏观调控和房地产限购政策的出台，基础设施建设增速放缓，致使水泥和混凝土等砂石行业的下游行业市场需求减速。进入2012年后，受国民经济整体下滑的影响，市场对砂石的需求呈下降趋势，砂石行业的整体经济运行情况也受到了影响，究其原因：

　　一是始于2008年大规模基础建设投入过后的市场需求增量下滑，致使砂石的需求量呈下降趋势。大城市砂石用量持平或下滑，东部发展降速。

　　二是2010年-2011年砂石骨料需求增速达到峰值，各地企业份份增产扩容，盲目扩大生产能力。砂石企业投入增产的量能没能如期消纳，导致产能过剩。

　　进入2013年，随着国家城镇化发展规划的实施，我国铁路、水利、新城镇化、新农村等各项建设的投资预算基本到位。在有力促进大规模基础设施建设发展的同时，助推了各地房地产、保障房、铁路及高速公路等一系列重点建设项目的投资。

　　砂石骨料在基础设施建设的重要作用，在研发和应用领域的各行业已经形成共识和受到高度重视，各界都在逐步投入研发力度和扩大建立生产基地的投资规模。

　　砂石是混凝土的重要原料，砂石骨料是影响混凝土和混凝土建筑物工程质量的重要因素之一。

　　今年国土部下发了要求关停不能达标的小型资源矿山管理条例。根据协会的调研和全国各地有关情况了解，按照国土部有关关停小矿山的文件要求，砂石行业已走在了前列，各地政府加大了整顿力度，全国大部地区已加大并实施了对小、乱、差等不达标的矿山开采的限产、关闭、兼并重组的整顿工作。

　　同时，行业加大了整合力度，各地都在实施统一的战略布局，做大、做强砂石产业已形成共识。

　　楼市复苏，新一轮基建规模和房地产业的进一步升温直接带动下游水泥、建设用砂石等原料的消费需求。砂石骨料需求量大规模增加，带来了砂石行业新的用量高潮，砂石总产量处于增长态势，从而提速了砂石行业的发展进程。砂石行业的碎石机械设备企业亦从中受益，机制砂石设备制造需求呈现上涨趋势。综观行业整体经济运行情况，呈平稳、上升势态。

　　图1.2 2013上半年砂石价格走势

　　二、砂石行业面临的主要问题

　　砂石行业虽然发展前景看好，但行业的基础业态和工业化程度不高，产业的集中度低，企业和产品质量良莠不齐，环境保护理念缺乏和管理能力差等一些情况仍然是当前存在的突出问题，由此制约和阻碍了行业的发展进程，总体发展水平落后。

　　砂石资源，特别是天然砂矿源日益紧缺

　　天然砂是短时期内不可再生资源、是一种地方性材料，不宜长距离运输。随着基础设施建设的日益发展和对环境保护力度的逐步加强，在我国一半地区已出现天然砂资源逐步减少、甚至无资源的状况，特别是北京、上海、天津等特大城市和经济发达地区，砂石供需矛盾尤其突出。

　　盗采乱挖现象严重，破坏环境

　　我国天然砂的开采主要集中在江河和古旧干河道。无序的破坏性开采对环境和资源的严重破坏。在现有的江河开采，改变河道走向、水流、影响河堤安全、破坏鱼类生存环境、影响防洪、污染水质、影响景观。在古旧干河道开采，破坏农田或植被、破坏铁路、桥梁与电力设施。严重破坏景观，亦毁农田，严重污染空气和环境。

　　缺少总体长远规划和基本要求

　　早期丰富的天然砂矿资源和易采价廉的传统经济行为，导致对砂石在国民经济建设中的重要地位和作用普遍存在着轻视和认知不足，缺少总体长远规划和基本要求。

　　无行业主管，受管辖权限、产销环境和局部利益影响，形成砂石行业管理环节多序，管理尺度和力度各有不一，政策不稳定。

　　一个重要却被忽视的产品与行业

　　没有稳定的生产基地，造成供应波动，企业短期行为。

　　生产方式分散落后，95%以上的生产厂没有试验室，国家标准中规定的出厂检验和提供合格证基本没有落实。质量得不到保障，一些根本不适合做骨料的“砂石”用到工程上，给工程埋下隐患。

　　产品质量不稳，价格上升

　　机制砂以石屑为主，细度偏粗；天然砂偏细，含泥量严重超标，以细石、风化砂充砂；卵石子级配差，粒型不好；海砂氯离子含量超标。

　　有关政策与法规的缺失和不到位

　　1、政府部门缺乏规范的管理程序和系统。

　　2、政府行政管理法规有待统一、协调。

　　3、机制砂生产企业税、费过重。

　　4、海砂是当前行业关注的热点，部分沿海地区对海砂资源的开采、使用缺乏规划，对用于钢筋混凝土的海砂淡化质量监管力度不足。

　　5、由于砂石行业的产业长期不规范，砂石行业的产、供、销各环节没有纳入国家工业管理体系，导致不能准确地掌握行业发展现状。

　　三、砂石行业的发展趋势

　　行业发展趋势：天然砂资源迅速减少；机制砂生产基地建设发展势头强劲；砂石行业的企业管理力度加大；产业升级、延长产业链；科技进步、和谐发展、

　　1、天然砂资源日趋紧张、价格看涨

　　经过多年开采，天然砂资源在迅速减少，有的地区天然砂已近枯竭。为了保护江堤河坝、保护生态平衡，各地政府规定有些河流严禁和限量开采。

　　天然砂已成行业的紧俏产品。价格看涨，升至80-100元/立米。

　　2、机制砂生产基地建设发展势头看好

　　随着基础设施施工技术的要求和高科技的发展，对砂石的数量和质量都有更高的要求，积极推广使用机制砂，为缓解这一突出矛盾。机制砂石已是砂石行业产业结构转型升级的主要发展方向和产业主体。

　　3、正规化、规范化的矿山开采工业化设计和实施方案，已是行业规范化发展的重点工作之一。

　　新建砂石生产企业陆续开工，一定程度上增加了矿石设备企业的销量。新建生产企业规模以大、中型为主，生产规模在800-1200吨/时。

　　4、各地政府加大了砂石行业的企业管理力度

　　整改关停、兼并重组。在国家政策和产业链延伸等发展战略推动下，行业内的优胜劣汰有利于行业的整体规模的提高和工业化发展。目的是加大兼并重组，整合，做大做强。

　　5、延伸产业链

　　在稳步发展的基础上，积极寻求新的发展途径和生产经营模式，力求企业规模变大、变强，逐步形成规范、稳定、可持续健康发展的大、中型机制砂石工业化的产业基地，由单一骨料向下游多种相关制品发展，延伸产业链。

　　四、骨料的重要作用

　　过去骨料被认为是混凝土中的填充料，所以常被忽视。九十年代以后，骨料已渐被当作主要架构材料，即使没有水泥浆，骨料亦可支撑载重。

　　骨料影响混凝土和易性的主要指标：颗粒级配（粒型 表面特征）；石粉含量（机制砂）；针片状颗粒含量、空隙率。

　　骨料影响混凝土强度的主要指标：强度、含泥量、泥块含量；颗粒级配（粒型、表面特征）；石粉含量（用人工砂）；针片状颗粒含量；空隙率、有害物质。

　　骨料影响混凝土耐久性的主要指标：碱集料反应、有害物质、泥块含量；骨料中的泥及其中的硫化物、硫酸盐、有机物，云母、轻物质等，会粘附在骨料表面，影响水泥石与骨料之间的胶结能力；或形成薄弱部分，或增大收缩，对混凝土的质量产生很大的影响。

　　骨料的作用：颗粒级配的重要性（包括微级配石粉）；

　　相关的指标：粒型、表观密度、堆积密度、空隙率、针片状含量。

　　良好级配的效果：节水泥、高密实及强度、耐久性好。

　　粒型的影响：不仅影响和易性（施工性），同时影响强度及耐久性。

　　用建筑垃圾生产再生骨料和制品：建筑废物可以作为再生资源重新利用，变废为宝。是放错地方的资源，利用率达95%。

　　五、机制砂石的优势与特点

　　1、我国机制砂的发展历史

　　由于天然砂石是一种地方性材料，受资源和运输的限制。从20世纪60年代起，水电系统的土木建设工程就开始就地取材，进行机制砂石生产和应用的研究，并开始在工程上使用，着名的水电工程如三峡、小浪底等都是人工砂石建设，至今已有50多年的历史。年产量最大的生产线也在水电系统，达3000万吨/年。

　　2、机制砂

　　岩石、卵石、矿山尾矿或工业废渣粒，经除土处理，机械破碎、整形、筛分等级加工制成，粒径小于4.75 mm.目前全国一些地区都在生产和使用机制砂，有些地区还将工业废渣、建筑垃圾和废石加工利用。近年来，这一行业已经成为一个即传统而又崭新的创业领域。

　　3、传统工艺机制砂特点

　　机制砂颗粒形貌不好，多棱角，针片状颗粒较多，石粉含量不可控制。机制砂级配不合理，粗颗粒多细颗粒少，呈现“两头大中间小”的态势。石粉含量不可控，偏高或偏低。

　　目前，新建机制砂石生产线大多在年产百万吨以上，成为建设用砂石的主要来源，从而减少了对天然砂资源的依赖。机制砂石并以工业产业化的规模快速发展，产用量逐年上升。

　　在一些地区，机制砂石的生产工艺及设备等多方面都在与世界先进水平接轨，不论在规模产量还是在技术水平、产品的质量上都达到了新的高度。

　　
　图5.1  机制砂生产工艺流程图1

　　
图5.2  机制砂生产工艺流程图
 

　　
图5.3  机制砂的生产工艺优化1

图5.4  机制砂的生产工艺优化2 

　　4、机制砂石的优势与特点

　　资源优势：可利用各种废弃资源，符合科学发展观和节约、循环型经济；

　　管理优势：有稳定的法人主体，实行采矿许可，有固定的经营场所；

　　质量优势：料源固定、稳定，机械化的生产方式，保证了产品的质量稳定、可调、可控；

　　品质优势：有较高的表面能和亲水性；有完整的级配，有小于75μm石粉的微级配；有多种的矿物成分可选择；颗粒级配稳定、可调整；粒形可改善。

　　5、结论

　　机制砂行业生产技术水平低下，机制砂质量良莠不齐；

　　工程技术人员对机制砂与机制砂混凝土的性能缺乏认识；

　　正确认识机制砂和机制混凝土特性是推广应用的前提；

　　保障机制砂的质量与供应，是推广应用的基础；

　　加强政府宏观引导，强化技术培训，加强技术指导是关键

　　6、机制砂特性技术指标对比

　　高品质机制砂由于粒型较普通机制砂更接近球体，经过颗粒整形工序后其表面粗糙程度降低，棱角更加圆润，使得粗糙度指标低于普通机制砂。

　　高品质机制砂 　 普通机制砂 　 河砂 

　　粗糙度/ S 　 30.5 　 42.8 　 23.7 　

　　7、机制砂技术指标控制

　　含泥量：机制砂含泥量宜小于0.5%。机制砂应采用水洗碎石破碎机制砂工艺制备机制砂，以严格控制机制砂中含泥量。

　　石粉含量：机制砂的石粉含量不应小于5%,宜在10%至15%之间，但不应大于20%。亚甲基蓝测试值不应大于1.0。

　　六、机制砂对节能减排资源综合利用的作用

　　1、是废弃资源综合利用的主力

　　我国有大量的金属矿和非金属矿，在采矿和加工过程中伴随产生约20%-80%的尾矿，大多数尾矿没有合理利用，已约有上百亿吨的尾矿大量堆积。特别是小型矿山，占用土地，污染环境，埋下隐患。经过适当分选与加工，不少尾矿就可以制成机制砂石，既解决了环境污染的问题，又提高了自然资源利用率，完全符合循环经济和科学发展观的要求。

　　2、是节能低碳的重要因素

　　选择适宜的矿源生产骨料、利用良好粒型和级配的骨料、合理利用石粉等可以在生产下游产品（预拌混凝土、砂浆、制品等）时，平均减低水泥用量约20%,即3.2亿水泥，等于减少CO2排放量3亿吨，减少煤耗6400万吨。

　　七、机制砂混凝土的特性

　　工作性

　　1、颗粒表面粗糙、级配不良、粒形呈尖锐状，易造成混凝土和易性差，易产生离析泌水，但石粉的存在可以改善机制砂混凝土的工作性（尤其是在低标号、大流态混凝土中）。

　　2、通过调整机制砂的砂率、矿物掺和料掺量、外加剂的用量，以及合理利用机制砂中的石粉，可以配制出工作性优良的机制砂混凝土。

　　由于机制砂石颗粒表面粗糙、级配不良、粒形呈尖锐状，易造成混凝土和易性差，易产生离析泌水，但石粉的存在可以改善机制砂混凝土的工作性；

　　正确使用机制砂的混凝土有利于骨料与水泥间的结合，有利于减少孔隙率，做到密实度大、降低水泥用量，降低成本。

　　机制砂与优质天然砂的混凝土对比试验

　　机制砂的轴心抗压强度、静弹性模量、抗渗、抗冻性、碳化钢筋锈蚀性、收缩、徐变等力学和长期耐久性能均等于或略高于天然砂混凝土

　　机制砂特别适于配制高强度混凝土和高性能混凝土。

　　我国《混凝土结构耐久性设计规范》中规定，“为保证混凝土密实性和体积稳定性，应满足骨料级配和粒形的要求，并采用单粒级石子两级配或三级配投料。”

　　八、中国砂石协会开展工作 规范行业秩序

　　近几年，随着砂石行业规模的壮大，砂石在基础工程建设中重要性的认知，特别是在行业协会和企业的呼吁下，政府有关主要管理部门提升了对砂石行业管理的重视程度，在砂石协会积极努力地的工作配合下，逐步出台了一些列的管理措施，如标准、准入条件和管理条列为行业有效的管理和规范运作确定了法律、法规的保障。

　　1、在砂石行业 “新政策、新标准、新技术”方面的工作

　　制定了砂石工业“十二五”发展规划；

　　完成第二次修订（GB/T 14684-2011）和（GB/T 14685-2011）国家标准的工作；

　　制定、完成《机制砂石行业发展指导意见》；

　　完成《机制砂生产技术规程》行业标准报批稿；

　　制定、完成 “建设用砂石矿产开采准入条件”的研究；

　　申报立项制定《机制砂石矿山开采技术规程》；

　　配合制定“机制砂和天然砂的鉴别标准”;

　　2、为行业、会员服务的工作情况

　　从2010年起，协会按年度编制了砂石行业发展报告。按期出版发行《砂石》会刊；

　　协会制定了《砂石行业自律公约》；

　　在2011年获得开展 “企业信用等级评价”工作的资质后，在行业评价出两批“企业信用等级”企业；

　　在《国家职业分类大典》修订工作中，增加了“砂石生产工”这一职业，已经过专家论证；

　　制定了《行业信息呈报制度和行业信息平台建设的若干意见》；

　　3、发挥行业组织作用

　　砂石行业的产、供、销各环节纳入国家工业管理体系。“充分发挥行业组织作用，加强行业自律，反映行业诉求，对优质企业予以公开表彰，引入信誉评价机制，增强企业社会责任，维护市场秩序。并适时开展技术交流和人员培训，提高从业队伍综合素质和能力”等措施来保障。

　　砂石行业  “十二五”发展规划目标

　　1、建立稳定、大型、现代化砂石产业供应基地

　　2、再生资源的综合利用

　　3、实施行业准入制度、制定相应标准

　　4、推动绿色矿山建设与发展