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天然砂
來源:互聯網

天然砂(Natural sand)是自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的、粒徑在5mm以下的巖石顆粒。由巖石風化并按自然顆粒分離的砂,包括已松散的砂和極易分離成砂粒的軟質砂巖

因產源不同可分為河砂、山砂、湖砂和淡化海砂。河砂顆粒表面圓滑、比較潔凈、質地較好、產源廣;山砂顆粒表面粗糙、有棱角、含泥量和含有機雜質多;湖砂主要指從流動性較差的湖泊中抽取的砂。海砂雖然具有河砂的特點,但因其在海中,常混有貝殼、碎片和鹽分等有害雜質,一般工程上多使用河砂。在缺乏河砂的地區,可采用山砂或海砂,但在使用時必須按規定作技術檢驗。

天然砂主要用于混凝土制造、芯片制造、道路和路基建設、砌塊和磚制造以及制作建筑砂漿。

2021年12月31號中華人民共和國商務部、海關總署公布了《出口許可證管理貨物目錄(2022年)》,天然砂位于該目錄第16號。中國是2021年最大的天然砂進口國。

分布

天然砂在世界各地廣泛存在,其分布主要與地質構造和地貌地形有關。值得注意的是,天然砂的分布并不均勻,不同地區的天然砂資源豐富程度各異。以下是一些常見的天然砂分布區域:

河流沉積區

許多河流流經山地、高原和平原地區,在其流域范圍內形成了沉積層,在這些沉積層內通常含有豐富的天然砂資源。河流沉積區的天然砂資源是建筑和工程領域中常用的天然砂來源之一。

海灘和沿海地區

沿著海岸線,海浪和潮汐作用會帶來沉積物的運輸和沉積,形成沙灘和沙丘。沙灘和沙丘中常常含有大量的天然砂。沙灘和沿海地區的天然砂也經常被用在建筑和工程項目中。

采石場和礦床

一些地區存在大量天然砂儲備,通過采石場和礦床進行開采。這些礦床通常包括砂巖石英砂等形成的天然砂層。礦床中的天然砂經過開采、加工和篩分后用于建筑工程領域。

天然砂的分類

按產源分

按技術要求分

Ⅰ類:宜用于強度等級大于C60的混凝土

Ⅱ類:宜用于強度等級為C30~C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土

Ⅲ類:宜用于強度等級小于C30的混凝土及建筑砂漿

按平均粒徑分

物理性質

天然砂的顏色呈灰白色或者灰黃色,質地堅硬,色澤清亮,是良好的建筑材料。天然砂的形狀比較圓滑,但山砂顆粒表面粗糙、有棱角。

化學成分

天然砂的主要成分為二氧化硅,另外也含有不同數量的長石、云母、鐵的氧化物碳酸根等雜質。長石為鋁硅酸鹽,常見的有正長石鈉長石鈣長石;云母有白云母黑云母,是一種含水鋁硅酸鹽;碳酸鹽一類的礦物有碳酸鈣白云石和菱苦土(MgCO3)等;鐵的氧化物以褐鐵礦赤鐵礦磁鐵礦的形式存在于砂中。還含有堿金屬氧化物(Na2O、K2O)和堿土金屬氧化物(CaO、MgO)等。

礦床成因類型

濱海沉積形砂礦

濱海沉積型砂礦分布廣泛,礦層近水平層狀,個別呈大的扁平透鏡狀。一般長2100~5500米,寬1250~2400米,厚度為2~9米。砂粒呈次棱角、次園狀,分選性好。一般粒徑為0.74—0.10毫米。為大型礦床,易采。

河口三角洲沉積型砂礦

河口三角洲沉積型砂礦位于濱海沉積層之下,埋深5米,呈層狀。砂質優于濱海沉積型,但規模較小,不易采。

風成砂丘型砂礦

風成砂丘型砂礦,礦層呈新月形、橢園形及渾園形。其位置、形態隨季節、風向而變化。砂粒形狀不一,以次園狀為主。多為小型礦床,易采。

主要用途

在建筑和工程領域中,天然砂具有廣泛的用途。以下是幾個常見的應用:

混凝土制造

天然砂是混凝土的重要組成部分之一,混凝土通常由水泥、砂和骨料混合而成。天然砂用作砂漿和混凝土的骨料,它填充在水泥和骨料之間,以增加混凝土的強度和穩定性。

砌塊和磚制造

砌塊和磚是建筑中常見的建材,它們的制造過程中需要添加適量的天然砂,以提高結構強度和穩定性。

道路和路基建設

天然砂在道路和路基的建設中發揮著重要作用,它用作道路基層的填料,以提供堅實的支撐和穩定性。天然砂還可以用于路面的鋪設和修復,用以改善道路的耐久性和承載能力。

建筑砂漿

天然砂是砂漿的主要成分之一,砂漿是一種用于粘合磚塊、石塊和其他建筑材料的粘結劑。天然砂通過與水泥和其他添加劑混合,形成具有粘結性的砂漿

其他用途

除以上應用外,天然砂還可以用于土壤改良、河堤和堤防建設、水利工程、填充材料等。它的物理特性使其成為許多建筑和工程項目中不可或缺的材料之一。

除被用于建筑領域外,天然砂還可用于芯片制造,作為硅材料的重要來源。將砂子變成硅材料,就要把砂子中的二氧化硅轉換成純度超過98%的硅材料,再將這種工業硅進一步純化,而后把純度達標的硅材料制成單晶硅。

資源現狀與保護

中國天然砂資源現狀

隨著中國工程建設的發展,混凝土用量越來越大,天然砂資源日益短缺,建設用砂供需矛盾日益突出。

根據中華人民共和國自然資源部《2022年全國礦產資源儲量統計表》數據顯示,全國共有建筑用砂礦石209393.80萬立方米。建筑用砂礦石儲量最豐富的省為新疆有129738.54萬立方米,約占全國總量的61.96%。其次為甘肅省有35710.32萬立方米,約占全國總量的17.05%。

從各區域砂石礦產資源儲量分布來看,西部儲量最為豐富,其次為東部地區。

中國對天然砂資源的保護

長期以來,中國建筑市場用砂多采自天然河砂,既破壞環境,又危及河勢穩定和堤防安全,各地政府和相關部門嚴厲打擊河道采砂。由于天然砂屬于不可再生資源,因此探尋節能、降耗、環保的替代產品十分迫切,開發利用礦山資源,加快推廣機制砂應用,勢在必行。

2023年4月10號,中華人民共和國自然資源部發布《自然資源部關于規范和完善砂石開采管理的通知》,從科學規劃開發布局、合理有序投放采礦權、積極落實“凈礦”出讓、嚴格工程建設項目動用砂石的管理、規范礦山開采產生的砂石料管理、積極推進綠色礦山建設、加強監管和執法七個方面規范和完善砂石開采管理,旨在進一步貫徹落實黨中央、國務院穩住經濟大盤、擴大有效投資的要求,合理開發利用砂石資源(含海砂),穩定市場供應,為各地經濟發展形成實物工作量提供砂石資源保障。

出口管理

根據《中華人民共和國對外貿易法》和《中華人民共和國貨物進出口管理條例》,中華人民共和國商務部、海關總理各國事務衙門建筑遺存于2006年12月14日公布《天然砂出口公告》,公告表明自2007年3月1日起恢復禁止天然砂出口管理措施(HS編碼:2505100000、2505900000)。

中華人民共和國商務部于2007年3月12日公布《天然砂出口許可證申領標準及相關事項》,公告表明為進一步加強資源性商品出口管理,規范出口經營秩序,根據《內地與香港關于建立更緊密經貿關系的安排》、《內地與澳門關于建立更緊密經貿關系的安排》和《內地與香港/澳門天然砂貿易合作機制》的有關規定,內地可向香港、澳門特別行政區出口天然砂,并列入出口許可證管理。

2021年12月31號中華人民共和國商務部、海關總署公布了《出口許可證管理貨物目錄(2022年)》。

商務部新聞發言人就暫停天然砂對臺灣地區出口回答,根據相關法律規定,決定暫停天然砂對臺灣地區出口。相關措施自2022年8月3日起實施。

截至2023年6月,中國內地出口企業可向香港特別行政區、澳門特別行政區出口天然砂,且符合天然砂出口許可證申領標準的內地出口企業需向商務部指定發證機構申領天然砂出口許可證。

機制砂與天然砂

機制砂是將天然巖石經機械破碎,然后篩選成巖石顆粒的產品。機制砂與河砂等天然砂相比,具有質量穩定、顆粒級配合理等優點。在一些發達國家和地區,如日本英國等地已100%采用機制砂作為建筑用砂。

隨著天然砂石資源枯竭、生態保護要求提高和建筑工程需求量持續增加,用機制砂部分或者全部替代天然砂作為混凝土細集料已成為當前混凝土行業的普遍趨勢。

機制砂不僅來源廣泛,材質穩定,易于操作和控制,性能良好,能夠滿足建筑需求,而且經濟可行,是未來建筑市場的發展方向,對于天然環境的保護也十分有利。

國家發展改革委有關負責人表示,我國砂石骨料消費呈逐年增長態勢。過去以天然砂石為主,主要源于山川河流,隨著天然砂石資源枯竭、生態保護要求提高和建設工程需求量持續增加,機制砂石逐漸替代天然砂石彌補市場需求,目前機制砂石在占建設用砂石領域已超越天然砂。

參考資料 >

天然砂.術語在線—權威的術語知識服務平臺.2023-05-22

Silica-And-Sand.Sandatlas.2023-05-25

機制砂替代天然河砂,研發新型混凝土.中國砂石協會官網.2023-05-24

大陸有力反制 停銷天然砂臺灣芯片業勢受創.大公網.2023-05-25

天然砂.西安建筑科技大學數字材料與礦物陳列館.2023-05-24

天然河砂日漸枯竭 推廣機制砂勢在必行.中國建材信息總網.2023-05-24

商務部 海關總署關于公布《出口許可證管理貨物目錄(2022年)》的公告.中華人民共和國商務部.2023-06-04

Sand.OEC.2023-06-04

2022年中國砂石行業運行報告.中國建材信息總網.2023-05-24

工信部到中國砂石協會調研座談.中華人民共和國自然資源部.2023-05-24

2022年全國礦產資源儲量統計表.中華人民共和國自然資源部.2023-06-20

《中國礦產地質志?中國礦產地分布全圖(2020)》.中國地質調查局.2023-06-08

關于促進砂石行業健康有序發展的指導意見.中國政府網.2023-05-24

高效節能綠色環保砂石骨料高峰論壇舉行.中華人民共和國自然資源部.2023-05-24

自然資源部關于規范和完善砂石開采管理的通知.中華人民共和國自然資源部.2023-06-04

商務部、海關總署《天然砂出口公告》.中國政府網.2023-06-08

天然砂出口許可證申領標準及相關事項.中國政府網.2023-06-08

商務部新聞發言人就暫停天然砂對臺灣地區出口答記者問.中華人民共和國商務部.2023-05-24

機制砂對比天然砂,到底好在哪里??.中國砂石協會官網.2023-05-24

機制砂高質量發展有待提速,天然砂不合法開采亟須治理.中國砂石協會官網.2023-05-24

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