砂石骨料是水泥行业产业链中的重要环节，现在混凝土使用的砂石是以机制砂为主要来源，为了保障产业链下游混凝土对砂石原料的长期稳定需要，应寻求砂石骨料新的来源。
本文探讨利用经深度净化的"建筑用海砂”来补充机制砂未来短缺问题。文章指出，天然海砂存在的氯离子问题已经有较成熟的技术来进行深度淡化，并能进行规模化的生产线式生产〔1〕；假冒伪劣和劣质的"建筑用海砂”也可以通过产业化开发和加强信息化管理措施加以逐步遏制〔2〕。
最后指出，水泥企业参与建筑用海砂深度净化的产业化开发利用后，将是砂石骨料产品供给和整个产业链持续协调发展的一个有效途径。
关键词:产业链；建筑用海砂；海砂的深度净化。
一、前言
水泥行业全产业链是指，水泥+砂石骨料+混凝土三位一体协调发展的产业生态系统。我国是基建大国，水泥产能巨大，几近过剩；混凝土需求强劲，是机场、高铁、水利工程和房屋建筑重要的建筑材料；然而这个产业链的中间环节砂石骨料，近几年却是供不应求，价格高涨已到砂石难求程度！原因固然很多，不能不说发展不平衡是原因之一。譬如，我国骨干水泥企业和混凝土上市公司的数量已近二十余家(含混业经营的)，其中还有多家500强企业。但是我国的砂石骨料上市企业近年才开始有两家，而且都是机制砂石类不大的企业，仅此上市公司数量的比较，就可以看到水泥行业的产业链发展状况是不协调的。
砂石骨料的来源主要有三个方面:河砂(江砂)、机制砂(以山砂为主)和海砂。其中，河砂质量最好，但几十年来房屋建设的迅猛发展，河砂资源已近枯竭。多年来，国家和地方为了维护生态平衡和水环境保护，出台过不少政策措施，限制乱采滥挖河砂。特别是从今年(2021年)三月一号起“中华人民共和国长江保护法”正式实施，其中第二十八条明确规定:“国家建立长江流域河道采砂规划和许可制度。长江流域河道采砂应当依法取得有关流域水行政主管部门的许可。"显见，在长江和长江流域的水体中采挖河砂，已从政府的政策上升到国家法律层面，不可更改，必须按规划开采。长江如此，估其它河流流也将参照执行，河砂作为建材砂源大量供给水泥行业已成不可能。
几年来我国骨干水泥企业为保障产业链的持续协调，纷纷从事砂石骨料生产，投资砂石矿山，建设机制砂生产线，这无疑是正确的产业布局。然而，混凝土对砂石骨料的需求量太大，有专家指出:混凝土中水泥与砂石的配比大约是1:6，如此大的配比，仅靠机制砂的产能怎么供应得上？何况机制砂发展的约束条件限制着机制砂产量的随意增长。
那么，未来砂石骨料的来源在哪里呢？可能只有靠建筑用海砂来补充了。
当然，海砂是不能取之便可用的，必须达到国家相关质量标准成为“建筑用海砂”后才能配制海砂混凝土。本文的目的就是探讨生产“建筑用海砂”所需要解决的两个具体问题，以便为水泥行业产业链持续协调发展提供一个新的砂石来源途径。
二、建筑用海砂深度净化的技术与产业化生产
2.1我国建筑用海砂开发利用现状海砂是可以用于建筑和配制混凝土的，我国有严格的海砂使用技术标准〔3、6〕，规定:只有达到净化标准的海砂才能成为“建筑用海砂"作为配制混凝土和作建筑材料使用。中国建材科研总院还对海砂混凝土的使用作了深入的研究〔4、5〕，指出，我国海砂淡化的基本方法仍是机械搅拌+淡水冲洗的方式生产，海砂净化程度不够，质量不稳定，量小成本高。由于建筑市场对砂石的巨大需求，和海砂的易于获得，至使一些不良砂石商为追求利润私采乱挖海砂成疯、假冒伪劣和劣质建筑用海砂充斥市场，“海砂屋”严重威协着房屋和人们生命财产安全。尽管如此，沿海地区政府在加强监管的同时，还是在有序放开海砂的采矿权和海域使用权，采取招拍挂的竞争方式出让两权，其目的就是要利用海砂资源为经济发展服务。近年广东和福建两省已有多处砂源公告竞拍就是证明。可以判断“建筑用海砂”的开发利用高潮不久将会出现！水泥行业的机制砂事业应作好“下海”(即由生产山砂转型为生产海砂)的准备！
考虑到水泥行业对建筑用海砂的技术和生产管理尚缺乏了解，为此先介绍新的更有效的海砂净化技术并接着介绍生产和信息管理方法，使水泥行业开发利用建筑用海砂成为绿色生态系统做好准备
2.2船用真空吸送技术简介笔者工作期间从事工程船舶和疏浚挖砂技术的研究，曾研发了一种"船用真空吸送技术"，它是真空技术、输送技术和工程船舶技术相结合的综合性施工技术。它依靠特别设计的真空吸头在水底吸取砂粒，依靠压力水在管道内输送砂浆，依靠工程船舶完善的水上水下的施工方式，能安全连续地完成采砂、输砂作业，是当时长江上的一种主要的挖砂技术设备，为住房建设提供了大量优质河砂。
由于该技术能在很深的水下吸砂、输砂，又能在极浅的水中吸砂、输砂，还能在海砂处理设备间输送海砂，决定了该技术在建筑用海砂资源开发利用中有着新的应用前景。能推广到海砂的采吸和净化作业中，即使对海砂作深度净化也是可能的。这无疑是提高建筑用海砂质量和产量的一实用技术〔2〕。
2.3建筑用海砂必须实施产业化开采利用
海砂是重要的国土资源，是国家和地区长期的重要经济来源之一，所以政府要对海砂的开发利用实施有效的、规范的开发利用，故希望把这种资源的开发利用交给专业的有能力的产业公司去实施，也就是作产业化开发利用。
国际上建筑用海砂开发利用先进的美日澳等国早已如此，发展中的东南亚诸国也逐渐走上了产业化的开发道路。我国是海洋大国海砂资源丰富，虽然建筑用海砂的开发利用还未正式起步，但海砂的滥采乱用在一些地区已泛滥成灾，我国建筑用海砂的产业化开发利用已是刻不容缓的了。
海砂开发利用是一项大型产业，它既需成熟的技术支撑，又需大量的资金投入，绝非民间私人小公司所能承担得了的。况且，海砂的开发利用决不是挖沙卖砂那样简单，它涉及到政府、法规、环保、船舶运输、海事安全、市场等等诸多环节，只有专业化的大产业公司才能履行其责任义务。当前我国建筑用海砂的开发利用比较有条件的产业化公司可能就是水泥行业了。
2.4产业化生产线建设采用“船用真空吸送技术"，易于组建图1所示的生产线〔1〕
这条生产线的生产个程是:首先采用真空吸送技术把海底的砂无挠动地吸到船上来，在船上的海砂处理设备里进行預处理(去泥和杂质)和去贝壳等初步处理，最后再进行淡化处理至达标后的建筑用海砂产品。处理过程中的废弃物回填海底，开采和处理全过程均在船上或平台上进行，成一移动式生产线。
这条生产线的特点是:
(1)投入少、见效快：砂源在哪里，便在哪里采砂，并在砂源地对海砂进行处理处置。生产过程的所有设备均建在海上的船只或平台上。随时可在砂源地进行开采并在船上进行处理处置作业。因而比在陆上建立机制砂生产基地大大降低了土地、基建、厂房的投入成本！而且投产更快。我国是一造船大国，闲置着的大船或平台很多，加以改造，装上水泥企业常用的机制砂生产设备便成一海上生产线。再配备“船用真空吸取技术”专门设计的吸头，便可一边在海底吸取海砂，一边在处理设备间输送海砂，则一条海砂净化生产线便建成了。
(2)产量大、质量高：海砂在海底呈松散状态，用船用真空吸送技术很易把海砂吸取到船上，甚至在远海和深海吸取海砂都不困难，且易于作到大量的吸取。吸砂量每小时几百方～几千方容易实现，而且成本低，这是机制砂的产能难以办到的。
(3)少污染、绿色化生产：采砂时在海底是无扰动的吸取，生产处理过程中的废弃物直接排入海底，生产过程中没有灰尘，产品中也没有粉尘。这是机制砂无法实现的绿色化生产，而且易于对海砂资源作集约节约化综合开发利用！
这条生产线适用于水泥企业自己生产自己使用建筑用海砂，这样更能保证建筑用海砂的质量真正达到国家净化标准，可以避免劣质海砂被使用。但若对市场进行销售，为了防止劣质海砂被使用，图1的系统还需增加以下放伪功能。
三、遏制假冒伪劣和劣质建筑用海砂的措施
尽管现在建筑砂石料供应极为紧张，但为什么建筑用海砂还是不能冠冕堂皇地进入建筑市场？原因很多，主要原因是劣质建筑用海砂假冒伪劣太容易，人们难以分辨“建筑用海砂”的真假和伪劣。高额的利润和低风险，驱使不法砂石商挺而走险。虽然沿海地方政府严令禁止乱采滥挖，屡屡发文〔6、7〕监管砂石市场，政府疲于监管而收效还是甚微，假冒伪劣的“建筑用海砂”不仅屡禁不止反而愈演愈烈！
为了遏制假冒伪劣和劣质海砂充斥市场、危害房屋安全、让合规的建筑用海砂产品顺利地销售和管理，需采取以下信息管理措施:
3.1首先要对散装的建筑用海砂产品加以“包装”成件，
把达标的松散的建筑用海砂装入专用的集装箱内成一件一件的产品。以便进行随后的产品信息管理。
3.2对全部生产过程建档立案，并对每件产品设置终端信息芯片。全部生产过程是指，从获得砂源开采权开始，到采砂、海砂处理、净化、检测、装箱成件和产品出厂的所有过程。这些过程中的主要信息，包括产地、生产批次等等能证明来源和生产质量的溯源性信息，均应在企业的信息管理中心建档立卡。其中，海砂开采信息由砂源地政府提供；检测结果由权威的检测部门提供，其它开采、处理、净化等作业信息由生产企业建立每一个批次的台账信息。
3.3企业设立信息管理中心，负责汇总上述全部信息予以管理。并对每件产品建立产品终端的信息芯片，把此芯片置入产品上永久保留随时备查。
信息管理中心通过物联网技术和北斗卫星导航系统，随时掌握每件产品的物流、销售和用户的用途，并终生备查！
这样，只要在图1的系统中增加一个产品生成和信息互联环节，就能把图1中的各环节聚集成一体，成为信息全程备查可追溯的信息管理系统。从而构成了一个完整的海砂生态产业系统。
这一生态产业系统的作用，就是要让海底的海砂从开采到形成最终达标产品，以及流通使用的全过程，都是可核查可追溯的绿色生态系统。做到，让政府放心、让市场放心、让用户放心。
以此理念构成的生态产业系统由如下图2的流程所示
这条生态系统的首端由海砂资源管理部门和质检部门掌控，末端是最终的用户。该系统的中间生产环节就是产业化开发过程，它们是环环相扣、节节备查、处处可追溯的。
依此，对每件产品可以建立起“三证”。即“出生证”、“键康证”和“身份证”。“出生证”由海砂资源管理部门出具，证明不是私采滥挖的是合规开发的；“键康证”由权威的海砂质检部门出具，证明是达标的建筑用海砂产品；“身份证”则由企业公司的信息管理中心把所有环节的信息联网归总，为每件产品建档立案、为每件产品设置终端信息芯片。
这样，无论这件产品是哪个企业在何处开采、生产，净化程度如何？以及该件产品的流通过程、销售情况、甚至最终用户在何工程中使用等等信息，都可通过物联网和北斗导航系统及时、长期查询追溯。
不良砂石商不仅难以建立起如此严格的生态系统，即使在此系统中钻了空子，不论是生产过程、运输销售过程还是使用过程。如果某件劣质建筑用海砂钻了空子被偷偷进入市场出售使用，则该件产品的产业链便断开了，该件产品就成为不可核查不可追溯的劣质产品，使用者若使用出现质量问题，将承担使用劣质海砂的责任被终生追查！
这样，不用多久劣质建筑用海砂将会逐步退出建材市场，政府也会减少监管、市场不敢贸然销售、用户也就放心使用了。让有“三证”的海砂产品驱逐“三无”的海砂产品，一个健康的建筑用海砂市场便能逐渐形成！
四、关于水泥行业“下海”开发建筑用海砂的思考
上面的讨论，阐述了解决建筑用海砂的生产和进入市场必须解决的两个问题和方法。对建筑用海砂开发利用的疑虑已基本清除，道路已开通，那么，由谁来实施呢？一个机遇告诉我水泥行业是建筑用海砂最大的生产者和需要者。
我国台湾地区早在20世纪中期就逐步开采海砂用于建筑工程，至今仍在进行。笔者刚退休时曾受台湾某水泥公司的砂石供应商的邀请，去台湾开发淡化海砂，专为水泥公司提供砂石，为此还去厦门做过淡化试验，并签订了合作合同。不料该老板回台湾后突发脑溢血不幸去世，虽然笔者失了去台湾开发建筑用海砂的机会，但从此例了解到台湾水泥行业对建筑海砂的需求量是很大的。由此引起了我对大陆水泥行业建筑用海砂的关注与思考。
混凝土需用的巨量沙石，仅靠机制砂石已难以为继，天然砂石的来源只有海砂了。建筑用海砂在我国虽然还是未开发的处女地，但日本在20世纪80到90年代，海砂的利用量占建筑用砂的比例已高达30%左右，英国海砂净化标准和技术早已比较先进。水泥行业“下海”开发利用建筑用海砂已是大势所趋，是产业链持续协调发展的一个途经！
特别是，我国水泥行业资金充沛，强大的市场优势已形成，自己生产的砂石能被混凝土产品的巨大需求消化掉，砂石在水泥行业和建筑行业是不愁销售的产品，至少近几年会如此。如果水泥行业“下海”开发建筑用海砂，竞标海砂开采权会将受沿海政府清睐。
水泥企业拥有丰富的资源开发经验，有相关的生产线生产的技术和设备，现有的采矿、破碎、筛分、物料输送和存储技术，都可以在图1所示的海上生产线中得到应用，新的生产设备可以由水泥企业自己设计制造。整个的建筑用海砂的产业化生产线(除相关的船舶外)基本上可由水泥企业自己来完成，所以水泥企业“下海”的成本不高，经济效益和利润却比比机制砂高。这些优势是竞争者难以企及的！
专业人士指出，海砂含泥量低、粒形好、细度均匀，适合配制一般用途的海砂混凝土，质量不比用机制砂差。虽然目前还不能用于預应力混凝土中，但海砂深度净化达到接近河砂程度后，用于高强度混凝土正是技术进步发展的方向。
我国浅海海砂储量约1.6万亿吨，资源保有量极大，前述的船用真空吸送技术还具备向远海和深海采砂发展的能力。
长期来看，水泥行业只要生产能力跟得上，砂石的来源是不会缺少的！另外，从资源利用角度来说，海砂应该进行综合利用，作建筑用海砂虽然是主要用途，但其它用途也不少，如海岸线整治、海滨浴场建设、海底砂矿采选及各种工业和民用海砂产品等，未来都是建筑用海砂深入开发的方向。
待水泥企业“下海”经验丰富后，再伺机进入长江和内河对河砂进行产业化开发，则会更具开发实力，甚至向海外发展也是有能力的，。
水泥行业“下海”开发利用建筑用海砂，实是水泥行业全产业链持续协调的一个途径！
参考文献
〔1〕戴国胜，海砂资源开发利用技术与生产线建设，第六届中国国际砂石骨料大会论文集，2019，无锡。
〔2〕代以诚，戴国胜，建筑用海砂深度净化的技术生产与产品管理，中国建材科技，2021年第1期。
〔3〕JGJ206—2010《海砂混凝土应用技术规范》。
〔4〕冷发光，海砂在建设工程应用的关键技术及产品开发，建设科技，2015(10)
〔5〕冷发光，海砂混凝土应用技术的若干要点，混凝土与水泥制品，2019。
〔6〕GB/T14684-2010，《建筑用砂》。
〔7〕《关于加强海砂开采运输销售使用管理工作的通知》2018年10月八部委发布
〔8〕《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》2020年9月，15部委发布。
作者介绍:戴国胜，1944，男。长江航运科学研究所，退休，高工。曾在长江从事工程船舶和疏浚挖砂技术研究工作。
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