砂石骨料是水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)在混凝土使用的砂石是以機制砂為主要來源，為了保障產(chǎn)業(yè)鏈下游混凝土對砂石原料的長期穩(wěn)定需要，應(yīng)尋求砂石骨料新的來源。  

 

本文探討利用經(jīng)深度凈化的"建筑用海砂”來補充機制砂未來短缺問題。文章指出，天然海砂存在的氯離子問題已經(jīng)有較成熟的技術(shù)來進行深度淡化，并能進行規(guī)?；纳a(chǎn)線式生產(chǎn)〔1〕；假冒偽劣和劣質(zhì)的"建筑用海砂”也可以通過產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和加強信息化管理措施加以逐步遏制〔2〕。  

 

最后指出，水泥企業(yè)參與建筑用海砂深度凈化的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用后，將是砂石骨料產(chǎn)品供給和整個產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個有效途徑。  

 

關(guān)鍵詞:產(chǎn)業(yè)鏈；建筑用海砂；海砂的深度凈化。  

 

一、前言  

 

水泥行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈是指，水泥+砂石骨料+混凝土三位一體協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。我國是基建大國，水泥產(chǎn)能巨大，幾近過剩；混凝土需求強勁，是機場、高鐵、水利工程和房屋建筑重要的建筑材料；然而這個產(chǎn)業(yè)鏈的中間環(huán)節(jié)砂石骨料，近幾年卻是供不應(yīng)求，價格高漲已到砂石難求程度！原因固然很多，不能不說發(fā)展不平衡是原因之一。譬如，我國骨干水泥企業(yè)和混凝土上市公司的數(shù)量已近二十余家(含混業(yè)經(jīng)營的)，其中還有多家500強企業(yè)。但是我國的砂石骨料上市企業(yè)近年才開始有兩家，而且都是機制砂石類不大的企業(yè)，僅此上市公司數(shù)量的比較，就可以看到水泥行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展狀況是不協(xié)調(diào)的。  

 

砂石骨料的來源主要有三個方面:河砂(江砂)、機制砂(以山砂為主)和海砂。其中，河砂質(zhì)量最好，但幾十年來房屋建設(shè)的迅猛發(fā)展，河砂資源已近枯竭。多年來，國家和地方為了維護生態(tài)平衡和水環(huán)境保護，出臺過不少政策措施，限制亂采濫挖河砂。特別是從今年(2021年)三月一號起“中華人民共和國長江保護法”正式實施，其中第二十八條明確規(guī)定:“國家建立長江流域河道采砂規(guī)劃和許可制度。長江流域河道采砂應(yīng)當依法取得有關(guān)流域水行政主管部門的許可。"顯見，在長江和長江流域的水體中采挖河砂，已從政府的政策上升到國家法律層面，不可更改，必須按規(guī)劃開采。長江如此，估其它河流流也將參照執(zhí)行，河砂作為建材砂源大量供給水泥行業(yè)已成不可能。  

 

幾年來我國骨干水泥企業(yè)為保障產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)協(xié)調(diào)，紛紛從事砂石骨料生產(chǎn)，投資砂石礦山，建設(shè)機制砂生產(chǎn)線，這無疑是正確的產(chǎn)業(yè)布局。然而，混凝土對砂石骨料的需求量太大，有專家指出:混凝土中水泥與砂石的配比大約是1:6，如此大的配比，僅靠機制砂的產(chǎn)能怎么供應(yīng)得上？何況機制砂發(fā)展的約束條件限制著機制砂產(chǎn)量的隨意增長。  

 

那么，未來砂石骨料的來源在哪里呢？可能只有靠建筑用海砂來補充了。  

 

當然，海砂是不能取之便可用的，必須達到國家相關(guān)質(zhì)量標準成為“建筑用海砂”后才能配制海砂混凝土。本文的目的就是探討生產(chǎn)“建筑用海砂”所需要解決的兩個具體問題，以便為水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供一個新的砂石來源途徑。  

 

二、建筑用海砂深度凈化的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)  

 

2.1我國建筑用海砂開發(fā)利用現(xiàn)狀海砂是可以用于建筑和配制混凝土的，我國有嚴格的海砂使用技術(shù)標準〔3、6〕，規(guī)定:只有達到凈化標準的海砂才能成為“建筑用海砂"作為配制混凝土和作建筑材料使用。中國建材科研總院還對海砂混凝土的使用作了深入的研究〔4、5〕，指出，我國海砂淡化的基本方法仍是機械攪拌+淡水沖洗的方式生產(chǎn)，海砂凈化程度不夠，質(zhì)量不穩(wěn)定，量小成本高。由于建筑市場對砂石的巨大需求，和海砂的易于獲得，至使一些不良砂石商為追求利潤私采亂挖海砂成瘋、假冒偽劣和劣質(zhì)建筑用海砂充斥市場，“海砂屋”嚴重威協(xié)著房屋和人們生命財產(chǎn)安全。盡管如此，沿海地區(qū)政府在加強監(jiān)管的同時，還是在有序放開海砂的采礦權(quán)和海域使用權(quán)，采取招拍掛的競爭方式出讓兩權(quán)，其目的就是要利用海砂資源為經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。近年廣東和福建兩省已有多處砂源公告競拍就是證明?？梢耘袛?ldquo;建筑用海砂”的開發(fā)利用高潮不久將會出現(xiàn)！水泥行業(yè)的機制砂事業(yè)應(yīng)作好“下海”(即由生產(chǎn)山砂轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)海砂)的準備！  

 

考慮到水泥行業(yè)對建筑用海砂的技術(shù)和生產(chǎn)管理尚缺乏了解，為此先介紹新的更有效的海砂凈化技術(shù)并接著介紹生產(chǎn)和信息管理方法，使水泥行業(yè)開發(fā)利用建筑用海砂成為綠色生態(tài)系統(tǒng)做好準備  

 

2.2船用真空吸送技術(shù)簡介筆者工作期間從事工程船舶和疏浚挖砂技術(shù)的研究，曾研發(fā)了一種"船用真空吸送技術(shù)"，它是真空技術(shù)、輸送技術(shù)和工程船舶技術(shù)相結(jié)合的綜合性施工技術(shù)。它依靠特別設(shè)計的真空吸頭在水底吸取砂粒，依靠壓力水在管道內(nèi)輸送砂漿，依靠工程船舶完善的水上水下的施工方式，能安全連續(xù)地完成采砂、輸砂作業(yè)，是當時長江上的一種主要的挖砂技術(shù)設(shè)備，為住房建設(shè)提供了大量優(yōu)質(zhì)河砂。  

 

由于該技術(shù)能在很深的水下吸砂、輸砂，又能在極淺的水中吸砂、輸砂，還能在海砂處理設(shè)備間輸送海砂，決定了該技術(shù)在建筑用海砂資源開發(fā)利用中有著新的應(yīng)用前景。能推廣到海砂的采吸和凈化作業(yè)中，即使對海砂作深度凈化也是可能的。這無疑是提高建筑用海砂質(zhì)量和產(chǎn)量的一實用技術(shù)〔2〕。  

 

2.3建筑用海砂必須實施產(chǎn)業(yè)化開采利用  

 

海砂是重要的國土資源，是國家和地區(qū)長期的重要經(jīng)濟來源之一，所以政府要對海砂的開發(fā)利用實施有效的、規(guī)范的開發(fā)利用，故希望把這種資源的開發(fā)利用交給專業(yè)的有能力的產(chǎn)業(yè)公司去實施，也就是作產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用。  

 

國際上建筑用海砂開發(fā)利用先進的美日澳等國早已如此，發(fā)展中的東南亞諸國也逐漸走上了產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)道路。我國是海洋大國海砂資源豐富，雖然建筑用海砂的開發(fā)利用還未正式起步，但海砂的濫采亂用在一些地區(qū)已泛濫成災(zāi)，我國建筑用海砂的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用已是刻不容緩的了。  

 

海砂開發(fā)利用是一項大型產(chǎn)業(yè)，它既需成熟的技術(shù)支撐，又需大量的資金投入，絕非民間私人小公司所能承擔得了的。況且，海砂的開發(fā)利用決不是挖沙賣砂那樣簡單，它涉及到政府、法規(guī)、環(huán)保、船舶運輸、海事安全、市場等等諸多環(huán)節(jié)，只有專業(yè)化的大產(chǎn)業(yè)公司才能履行其責任義務(wù)。當前我國建筑用海砂的開發(fā)利用比較有條件的產(chǎn)業(yè)化公司可能就是水泥行業(yè)了。  

 

2.4產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線建設(shè)采用“船用真空吸送技術(shù)"，易于組建圖1所示的生產(chǎn)線〔1〕  

 

這條生產(chǎn)線的生產(chǎn)個程是:首先采用真空吸送技術(shù)把海底的砂無撓動地吸到船上來，在船上的海砂處理設(shè)備里進行預(yù)處理(去泥和雜質(zhì))和去貝殼等初步處理，最后再進行淡化處理至達標后的建筑用海砂產(chǎn)品。處理過程中的廢棄物回填海底，開采和處理全過程均在船上或平臺上進行，成一移動式生產(chǎn)線。  

 

這條生產(chǎn)線的特點是:  

 

(1)投入少、見效快：砂源在哪里，便在哪里采砂，并在砂源地對海砂進行處理處置。生產(chǎn)過程的所有設(shè)備均建在海上的船只或平臺上。隨時可在砂源地進行開采并在船上進行處理處置作業(yè)。因而比在陸上建立機制砂生產(chǎn)基地大大降低了土地、基建、廠房的投入成本！而且投產(chǎn)更快。我國是一造船大國，閑置著的大船或平臺很多，加以改造，裝上水泥企業(yè)常用的機制砂生產(chǎn)設(shè)備便成一海上生產(chǎn)線。再配備“船用真空吸取技術(shù)”專門設(shè)計的吸頭，便可一邊在海底吸取海砂，一邊在處理設(shè)備間輸送海砂，則一條海砂凈化生產(chǎn)線便建成了。  

 

(2)產(chǎn)量大、質(zhì)量高：海砂在海底呈松散狀態(tài)，用船用真空吸送技術(shù)很易把海砂吸取到船上，甚至在遠海和深海吸取海砂都不困難，且易于作到大量的吸取。吸砂量每小時幾百方～幾千方容易實現(xiàn)，而且成本低，這是機制砂的產(chǎn)能難以辦到的。  

 

(3)少污染、綠色化生產(chǎn)：采砂時在海底是無擾動的吸取，生產(chǎn)處理過程中的廢棄物直接排入海底，生產(chǎn)過程中沒有灰塵，產(chǎn)品中也沒有粉塵。這是機制砂無法實現(xiàn)的綠色化生產(chǎn)，而且易于對海砂資源作集約節(jié)約化綜合開發(fā)利用！  

 

這條生產(chǎn)線適用于水泥企業(yè)自己生產(chǎn)自己使用建筑用海砂，這樣更能保證建筑用海砂的質(zhì)量真正達到國家凈化標準，可以避免劣質(zhì)海砂被使用。但若對市場進行銷售，為了防止劣質(zhì)海砂被使用，圖1的系統(tǒng)還需增加以下放偽功能。  

 

三、遏制假冒偽劣和劣質(zhì)建筑用海砂的措施  

 

盡管現(xiàn)在建筑砂石料供應(yīng)極為緊張，但為什么建筑用海砂還是不能冠冕堂皇地進入建筑市場？原因很多，主要原因是劣質(zhì)建筑用海砂假冒偽劣太容易，人們難以分辨“建筑用海砂”的真假和偽劣。高額的利潤和低風險，驅(qū)使不法砂石商挺而走險。雖然沿海地方政府嚴令禁止亂采濫挖，屢屢發(fā)文〔6、7〕監(jiān)管砂石市場，政府疲于監(jiān)管而收效還是甚微，假冒偽劣的“建筑用海砂”不僅屢禁不止反而愈演愈烈！  

 

為了遏制假冒偽劣和劣質(zhì)海砂充斥市場、危害房屋安全、讓合規(guī)的建筑用海砂產(chǎn)品順利地銷售和管理，需采取以下信息管理措施:  

 

3.1首先要對散裝的建筑用海砂產(chǎn)品加以“包裝”成件，  

 

把達標的松散的建筑用海砂裝入專用的集裝箱內(nèi)成一件一件的產(chǎn)品。以便進行隨后的產(chǎn)品信息管理。  

 

3.2對全部生產(chǎn)過程建檔立案，并對每件產(chǎn)品設(shè)置終端信息芯片。全部生產(chǎn)過程是指，從獲得砂源開采權(quán)開始，到采砂、海砂處理、凈化、檢測、裝箱成件和產(chǎn)品出廠的所有過程。這些過程中的主要信息，包括產(chǎn)地、生產(chǎn)批次等等能證明來源和生產(chǎn)質(zhì)量的溯源性信息，均應(yīng)在企業(yè)的信息管理中心建檔立卡。其中，海砂開采信息由砂源地政府提供；檢測結(jié)果由權(quán)威的檢測部門提供，其它開采、處理、凈化等作業(yè)信息由生產(chǎn)企業(yè)建立每一個批次的臺賬信息。  

 

3.3企業(yè)設(shè)立信息管理中心，負責匯總上述全部信息予以管理。并對每件產(chǎn)品建立產(chǎn)品終端的信息芯片，把此芯片置入產(chǎn)品上永久保留隨時備查。  

 

信息管理中心通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，隨時掌握每件產(chǎn)品的物流、銷售和用戶的用途，并終生備查！  

 

這樣，只要在圖1的系統(tǒng)中增加一個產(chǎn)品生成和信息互聯(lián)環(huán)節(jié)，就能把圖1中的各環(huán)節(jié)聚集成一體，成為信息全程備查可追溯的信息管理系統(tǒng)。從而構(gòu)成了一個完整的海砂生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。  

 

這一生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的作用，就是要讓海底的海砂從開采到形成最終達標產(chǎn)品，以及流通使用的全過程，都是可核查可追溯的綠色生態(tài)系統(tǒng)。做到，讓政府放心、讓市場放心、讓用戶放心。  

 

以此理念構(gòu)成的生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)由如下圖2的流程所示  

 

這條生態(tài)系統(tǒng)的首端由海砂資源管理部門和質(zhì)檢部門掌控，末端是最終的用戶。該系統(tǒng)的中間生產(chǎn)環(huán)節(jié)就是產(chǎn)業(yè)化開發(fā)過程，它們是環(huán)環(huán)相扣、節(jié)節(jié)備查、處處可追溯的。  

 

依此，對每件產(chǎn)品可以建立起“三證”。即“出生證”、“鍵康證”和“身份證”。“出生證”由海砂資源管理部門出具，證明不是私采濫挖的是合規(guī)開發(fā)的；“鍵康證”由權(quán)威的海砂質(zhì)檢部門出具，證明是達標的建筑用海砂產(chǎn)品；“身份證”則由企業(yè)公司的信息管理中心把所有環(huán)節(jié)的信息聯(lián)網(wǎng)歸總，為每件產(chǎn)品建檔立案、為每件產(chǎn)品設(shè)置終端信息芯片。  

 

這樣，無論這件產(chǎn)品是哪個企業(yè)在何處開采、生產(chǎn)，凈化程度如何？以及該件產(chǎn)品的流通過程、銷售情況、甚至最終用戶在何工程中使用等等信息，都可通過物聯(lián)網(wǎng)和北斗導航系統(tǒng)及時、長期查詢追溯。  

 

不良砂石商不僅難以建立起如此嚴格的生態(tài)系統(tǒng)，即使在此系統(tǒng)中鉆了空子，不論是生產(chǎn)過程、運輸銷售過程還是使用過程。如果某件劣質(zhì)建筑用海砂鉆了空子被偷偷進入市場出售使用，則該件產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈便斷開了，該件產(chǎn)品就成為不可核查不可追溯的劣質(zhì)產(chǎn)品，使用者若使用出現(xiàn)質(zhì)量問題，將承擔使用劣質(zhì)海砂的責任被終生追查！  

 

這樣，不用多久劣質(zhì)建筑用海砂將會逐步退出建材市場，政府也會減少監(jiān)管、市場不敢貿(mào)然銷售、用戶也就放心使用了。讓有“三證”的海砂產(chǎn)品驅(qū)逐“三無”的海砂產(chǎn)品，一個健康的建筑用海砂市場便能逐漸形成！  

 

四、關(guān)于水泥行業(yè)“下海”開發(fā)建筑用海砂的思考  

 

上面的討論，闡述了解決建筑用海砂的生產(chǎn)和進入市場必須解決的兩個問題和方法。對建筑用海砂開發(fā)利用的疑慮已基本清除，道路已開通，那么，由誰來實施呢？一個機遇告訴我水泥行業(yè)是建筑用海砂最大的生產(chǎn)者和需要者。  

 

我國臺灣地區(qū)早在20世紀中期就逐步開采海砂用于建筑工程，至今仍在進行。筆者剛退休時曾受臺灣某水泥公司的砂石供應(yīng)商的邀請，去臺灣開發(fā)淡化海砂，專為水泥公司提供砂石，為此還去廈門做過淡化試驗，并簽訂了合作合同。不料該老板回臺灣后突發(fā)腦溢血不幸去世，雖然筆者失了去臺灣開發(fā)建筑用海砂的機會，但從此例了解到臺灣水泥行業(yè)對建筑海砂的需求量是很大的。由此引起了我對大陸水泥行業(yè)建筑用海砂的關(guān)注與思考。  

 

混凝土需用的巨量沙石，僅靠機制砂石已難以為繼，天然砂石的來源只有海砂了。建筑用海砂在我國雖然還是未開發(fā)的處女地，但日本在20世紀80到90年代，海砂的利用量占建筑用砂的比例已高達30%左右，英國海砂凈化標準和技術(shù)早已比較先進。水泥行業(yè)“下海”開發(fā)利用建筑用海砂已是大勢所趨，是產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個途經(jīng)！  

 

特別是，我國水泥行業(yè)資金充沛，強大的市場優(yōu)勢已形成，自己生產(chǎn)的砂石能被混凝土產(chǎn)品的巨大需求消化掉，砂石在水泥行業(yè)和建筑行業(yè)是不愁銷售的產(chǎn)品，至少近幾年會如此。如果水泥行業(yè)“下海”開發(fā)建筑用海砂，競標海砂開采權(quán)會將受沿海政府清睞。  

 

水泥企業(yè)擁有豐富的資源開發(fā)經(jīng)驗，有相關(guān)的生產(chǎn)線生產(chǎn)的技術(shù)和設(shè)備，現(xiàn)有的采礦、破碎、篩分、物料輸送和存儲技術(shù)，都可以在圖1所示的海上生產(chǎn)線中得到應(yīng)用，新的生產(chǎn)設(shè)備可以由水泥企業(yè)自己設(shè)計制造。整個的建筑用海砂的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線(除相關(guān)的船舶外)基本上可由水泥企業(yè)自己來完成，所以水泥企業(yè)“下海”的成本不高，經(jīng)濟效益和利潤卻比比機制砂高。這些優(yōu)勢是競爭者難以企及的！  

 

專業(yè)人士指出，海砂含泥量低、粒形好、細度均勻，適合配制一般用途的海砂混凝土，質(zhì)量不比用機制砂差。雖然目前還不能用于預(yù)應(yīng)力混凝土中，但海砂深度凈化達到接近河砂程度后，用于高強度混凝土正是技術(shù)進步發(fā)展的方向。  

 

我國淺海海砂儲量約1.6萬億噸，資源保有量極大，前述的船用真空吸送技術(shù)還具備向遠海和深海采砂發(fā)展的能力。  

 

長期來看，水泥行業(yè)只要生產(chǎn)能力跟得上，砂石的來源是不會缺少的！另外，從資源利用角度來說，海砂應(yīng)該進行綜合利用，作建筑用海砂雖然是主要用途，但其它用途也不少，如海岸線整治、海濱浴場建設(shè)、海底砂礦采選及各種工業(yè)和民用海砂產(chǎn)品等，未來都是建筑用海砂深入開發(fā)的方向。  

 

待水泥企業(yè)“下海”經(jīng)驗豐富后，再伺機進入長江和內(nèi)河對河砂進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，則會更具開發(fā)實力，甚至向海外發(fā)展也是有能力的，。  

 

水泥行業(yè)“下海”開發(fā)利用建筑用海砂，實是水泥行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)協(xié)調(diào)的一個途徑！  

 

參考文獻  

 

〔1〕戴國勝，海砂資源開發(fā)利用技術(shù)與生產(chǎn)線建設(shè)，第六屆中國國際砂石骨料大會論文集，2019，無錫。  

 

〔2〕代以誠，戴國勝，建筑用海砂深度凈化的技術(shù)生產(chǎn)與產(chǎn)品管理，中國建材科技，2021年第1期。  

 

〔3〕JGJ206—2010《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。  

 

〔4〕冷發(fā)光，海砂在建設(shè)工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，建設(shè)科技，2015(10)  

 

〔5〕冷發(fā)光，海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)的若干要點，混凝土與水泥制品，2019。  

 

〔6〕GB/T14684-2010，《建筑用砂》。  

 

〔7〕《關(guān)于加強海砂開采運輸銷售使用管理工作的通知》2018年10月八部委發(fā)布  

 

〔8〕《關(guān)于促進砂石行業(yè)健康有序發(fā)展的指導意見》2020年9月，15部委發(fā)布。  

 

作者介紹:戴國勝，1944，男。長江航運科學研究所，退休，高工。曾在長江從事工程船舶和疏浚挖砂技術(shù)研究工作。