绿色环保是城市建设的永恒主题，为此北京市政府多次发出了逐步关停北京市范围内的砂石场的通告和通知。但是北京市又正处于大规模土木工程建设的高峰时期，如何解决如此巨大的建设用砂石用量是摆在各级建设管理、生产供应和使用施工单位的共同难题。北京市目前的砂石场基本上是在河道中开采，关停这些砂石场对保护自然环境、甚至防洪抗灾的确必须与必要。北京市作为首都，也不具备不应该上大型砂石矿山来解决砂石问题。建设用砂石是一种地方性材料，单纯靠外地货源和长途运进也不是长远之计，因为，资源短缺和加强环保是各地都面临的问题，目前只是发展快慢和时间早晚的差别。那么如何解决发展建设和资源短缺这一矛盾呢？
郑州鑫海机械制造有限公司技术人员介绍，根据多年从事建设用砂石科研的经验和近期调查和研究的结果，认为大力开发尾矿人工砂是解决北京市建设用砂石的重要途径。同时，可以从另一方面巩固和发展环保、提高资源利用率，为举办绿色奥运增添色彩。
一、尾矿资源急待利用
本文中所说的尾矿是指金属矿、非金属矿在开采和加工其主矿产品过程中剥离的围岩、丢弃的低品位的岩石和加工过程中的废弃物。这些尾矿一般都堆积在矿山的周围，占用土地、损伤地表，破坏土壤、危害生物，淤塞河床、污染水质，飞扬粉尘、污染大气。到目前全国共存各类尾矿60亿吨，占地420公顷，危害很大。北京市和周边地区也存在这种矿山和尾矿。北京地区的尾矿资源是巨大的。如果将此资源利用起来，每年新排放的尾矿制人工砂石，每年就可以解决2040万吨的建设用砂石，如果把已堆积的尾矿都利用起来，则光此资源就可以用20年。即解决了尾矿污染环境的问题，又解决了建设用砂石资源问题，一举两得。
二、质量、技术可行
1、尾矿制人工砂石材性分析：按国标，《建筑用砂》GB/T14684-2001、《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001对上述尾矿进行了检验，由于人工砂石的颗粒级配、针片状含量、石粉含量、泥块含量这些指标可以在生产过程中通过改变设备和工艺参数来调整和控制，对尾矿能否制人工砂石无决定影响，而强度、有害物质、坚固性、以及碱集料反应是判定尾矿能否制人工砂石的关键。绝大多数尾矿制成的人工砂石是合格的，个别不适于制人工砂石的尾矿可以通过原料选择来控制。当然，从另一方面也说明了，并非所有的尾矿都能用来制人工砂石，在生产中还应加强对原料的检验，以保障人工砂石的质量。
2、尾矿人工砂配制混凝土的研究
由于建筑用碎石在北京地区已使用多年，建筑用碎石实际就是人工石，因此，已没有必要再对尾矿人工石在混凝土中的应用进行研究。而人工砂由于其颗粒级配、粒形甚至颜色都与天然砂有明显的不同，在北京地区使用还不普遍，大多数的使用单位还不认识和不接受人工砂。其实，北京市城建一公司与北京建筑工程学院合作，96年就在一住宅工程上应用了三河的尾矿人工砂；北京市建工集团三建也曾把三河的尾矿人工砂应用在工业建筑和道桥工程上，使用面积近万平方米，不仅在当时取得了良好的经济效益，而且，目前工程质量良好。针对当前大多数的使用单位还不了解和不掌握砂的情况，在编制北京市人工砂应用技术规程的过程中，编制组又进行了人工砂（主要是尾矿人工砂）的应用研究。研究包括了人工砂建筑砂浆、人工砂普通混凝土、人工砂商品混凝土和人工砂制品等内容，重点放在人工砂在商品混凝土的应用上。为便于今后的推广和使用，编制组没有统一的配比要求，也没有事先强调人工砂使用要求和特点，只是选择了北京市几个有代表性的商品混凝土搅拌站和试验室，选择了几个有代表性的人工砂源供料。让他们根据自身的认识与经验去试配。
尾矿人工砂无论配制普通混凝土、商品混凝土，还是混凝土制品都是可行的，而且，水泥用量节约，和易性满足，各个龄期强度保证。尾矿人工砂配制混凝土与天然砂配制混凝土相比有一定的自身特点（另文专述），但对一般的使用单位来讲，掌握起来并不难，关键在于思想上的解放，认识上的提高，乐于接受新事物。
最近，首钢迁安矿一挡墙工程克服了思想上的障碍，完全使用尾矿人工砂石科学配制泵送混凝土，取得了每方混凝土不但节省了近2吨外购的天然砂石，而且还节约水泥150kg的好效果。
综上所述，尾矿作为建设用人工砂石在技术和质量上是科学可行的。
三、条件成熟
今年2月1日开始实施的国标GB/T14684—2001《建筑用砂》已明确人工砂作为一建筑用砂，并规定了人工砂的技术要求、试验方法、检验规则。为配合工程应用，北京市建委今年9月出台了北京市工程地方标准《人工砂应用技术规程》，且于今年11月1日已开始实施。目前，本文前面所提到的所有有尾矿的单位都已经或正在筹备建线生产人工砂石，已具备年生产能力约800万吨。据北京市建设机械与材料质量监督检验站对几个尾矿生产线长达8年的跟踪检查，人工砂石的级配可调和质量稳定是人工砂石的最大特点，而人工砂合理的级配正是配制高性能混凝土和节约水泥、降低混凝土成本的关键，人工砂的质量稳定是保证建筑工程质量的前提。另外，国家对利用尾矿资源也早有鼓励政策。例如：对企业生产的原料中掺有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰及其它工业废渣生产的建材产品，免征增值税（见财税字[1994]44号、[1996]20号、国经贸字[1996]809号文）。这就是说，如果使用尾矿人工砂石生产商品混凝土及建材制品，就可以享受这一政策。
四、重要意义
1、开发尾矿人工砂石不仅仅解决了建筑用砂石的资源问题，而且，对提高砂石的质量，保证用户的权益都有积极的作用。因为，人工砂都是机械化生产，有固定的生产场地和比较完善的组织管理，人员素质相对较高，而这些是大多数天然砂生产企业缺少的。建筑砂石应提供产品合格证在砂石和混凝土相关标准中规定了若干年，但到目前基本没有落实。而通过开发尾矿人工砂就有可能得到解决，对提高整个砂石行业素质有积极的意义。
2、目前，多数矿山面临着产品结构调整和企业结构调整的问题。矿石品位逐年降低，与主企业经济脱离，使矿山企业必须解决企业的生存、资源的二次利用、多余设备和职工的安置等大问题。而开发尾矿人工砂石则正可以解决这些难题，对维护企业和社会的稳定具有积极的作用，有一定的社会意义
3、开发尾矿人工砂石在环境保护上的意义就更为明显，它不仅减少了开采天然砂石对环境的破坏，而且减少了尾矿本身对环境的破坏，变废为宝，节约资源，完全符合可持续发展的基本国策。
五、存在的问题
1、政策待明确，究竟我市能否长期利用尾矿资源作为建筑砂石资源是一个新问题，目前尚无明确的规定，因此，使得多数开发商不敢大胆投入，也没有长期规划，这样，就制约了尾矿人工砂石的发展，更不利于对尾矿资源的合理利用及对环境的彻底保护。
2、竞争不规范，由于都看到近两年北京市建筑的大市场，在利益的驱动下，老的天然砂石生产企业不但没停（表面上停，实际不停），我市范围内和周边地区新的天然砂石企业则一下又上了几百家，而且，有不少根本称不上为企业的个体户，采用偷盗式的开采方式，“一把铁锹一张筛”的生产工艺，既无成本又不上税，如不严禁，不但搅乱了砂石市场价格和质量。而且，保护环境的目的更无法实现。同时，也严重影响了尾矿人工砂石的开发应用。
3、市场待开拓，由于目前多数使用单位对人工砂特点还是不了解，因此不敢用，而反过来由于摸不清市场，有的生产企业也不愿投入必要的设备，仅用尾矿的原始筛下物就当人工砂来推广使用，使一些级配和粒型不好的产品影响了其应用效果与人工砂的声誉。北京建筑工程学院多年研究人工砂，认为尾矿人工砂与其他机制砂一样，主要特点是：基本为中粗砂，细度模数在2.6-3.6之间，颗粒级配稳定，含有一定量的石粉。人工砂粒型多呈三角体或方矩体，表面粗糙，棱角尖锐。人工砂的石粉是加工前经除土处理，加工后形成粒径小于75μm，其矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的物质。虽同是小于75μm的颗粒，但尾矿人工砂的石粉与天然砂中的泥成分不同、粒径分布不同、在混凝土中所起的作用亦不同。由于尾矿矿源的不同、生产加工尾矿人工砂的设备和工艺不同，生产出的尾矿人工砂粒型、级配和石粉含量可能会有区别，但只要能满足国标中对人工砂的全部技术指标，使用单位就可以在混凝土和砂浆中大胆使用。达不到国标技术要求的，不能迁就使用，因为尾矿人工砂的粒型、级配和石粉含量都是可以调整和改进的。在这一点上，尾矿人工砂与天然砂有着本质的区别。而正是具有这些特点，才使尾矿人工砂在配制混凝土时，砂石之间、砂石与水泥之间的结合好，密实度高，弥补了简单使用尾矿人工砂配制混凝土的和易性稍差、需水量大带来的不足。像本文第二部分所介绍的，大胆使用合格的尾矿人工砂，将有广阔的市场。
4、认识待提高，目前在建筑用砂石问题上有些传统观念影响了尾矿人工砂石这一新产品和新技术的推广应用。概括起来，一是砂石多得是、二是砂石质量无关紧要、三是砂石用不着搞研究，对砂石的科研、生产与使用不与重视，认为出不了大问题。而实际上这几方面的问题相当严重，首先，砂石在短期内是不可再生资源，我国大规模的混凝土生产历史才二、三十年，目前，全国一半以上省市的建筑用砂石已捉襟见肘，由于无序挖砂引发的对环境的破坏、对河道和桥梁所产生危害与重大事故屡见报端。由于砂石质量差而导致的重大工程事故也时有发生。而且，砂石质量引发的工程质量问题往往在短期内无法发现，砂石质量差通常影响的是工程的长期耐久性。特别要引起注意的是，前些年的天然砂石质量较好，思想上的忽视还不会太影响混凝土的质量，砂石质量明显下降和混乱是近几年的事，如不注意防范，日后问题将会更严重，而恰恰建筑工程寿命是百年大计和千年大计的问题。因此，砂石质量不容忽视。如果说天然砂石需要研究的技术问题不多还有情可原的话，人工砂也不需要研究就大错特错了。人工砂在很多方面需要深入细致的研究，很多问题还需要从理论上解释清楚。从混凝土发展趋势分析，提高其耐久性是解决能源和环保问题的根本出路，而如何更好地解决混凝土耐久性问题，砂石质量控制与配比设计是研究的关键。研究开发尾矿人工砂及其应用技术是发展绿色建材的重要途径之一。
六、结束语
开发尾矿人工砂，使之大量应用于商品混凝土是一个系统工程，目前，还不能完全靠市场调节，有关管理部门、科研、检测、生产和使用单位应统一思想，提高认识，在组织管理上协调一致，共同为利用尾矿人工砂石创造条件，开辟道路。将尾矿人工砂石作为建设用砂石的主要品种和稳定来源是一件功在当代，利在千秋的大事，也是北京市建设可持续发展的客观要求，让我们大家都来关注尾矿人工砂石的开发应用，为解决北京市建设用砂石问题而努力！
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