天然砂

由自然条件作用形成的岩石颗粒

天然砂

天然砂（Natural sand）是自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒。[0]由岩石风化并按自然颗粒分离的砂，包括已松散的砂和极易分离成砂粒的软质砂岩。[4][5]因产源不同可分为河砂、山砂、湖砂和淡化海砂。[6]河砂颗粒表面圆滑、比较洁净、质地较好、产源广；山砂颗粒表面粗糙、有棱角、含泥量和含有机杂质多；湖砂主要指从流动性较差的湖泊中抽取的砂。海砂虽然具有河砂的特点，但因其在海中，常混有贝壳、碎片和盐分等有害杂质，一般工程上多使用河砂。在缺乏河砂的地区，可采用山砂或海砂，但在使用时必须按规定作技术检验。[6][7]

天然砂（Natural sand）是自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的、粒径小于4.75mm的岩石颗粒。[1]由岩石风化并按自然颗粒分离的砂，包括已松散的砂和极易分离成砂粒的软质砂岩。[5][6]

因产源不同可分为河砂、山砂、湖砂和淡化海砂。[7]河砂颗粒表面圆滑、比较洁净、质地较好、产源广；山砂颗粒表面粗糙、有棱角、含泥量和含有机杂质多；湖砂主要指从流动性较差的湖泊中抽取的砂。海砂虽然具有河砂的特点，但因其在海中，常混有贝壳、碎片和盐分等有害杂质，一般工程上多使用河砂。在缺乏河砂的地区，可采用山砂或海砂，但在使用时必须按规定作技术检验。[7][8]

天然砂主要用于混凝土制造、芯片制造、道路和路基建设、砌块和砖制造以及制作建筑砂浆。[4][8][9]

2021年12月31号中华人民共和国商务部、海关总署公布了《出口许可证管理货物目录（2022年）》，天然砂位于该目录第16号。[10]中国是2021年最大的天然砂进口国。[11]

分布

天然砂在世界各地广泛存在，其分布主要与地质构造和地貌地形有关。值得注意的是，天然砂的分布并不均匀，不同地区的天然砂资源丰富程度各异。[9][12][13]以下是一些常见的天然砂分布区域：

河流沉积区

许多河流流经山地、高原和平原地区，在其流域范围内形成了沉积层，在这些沉积层内通常含有丰富的天然砂资源。河流沉积区的天然砂资源是建筑和工程领域中常用的天然砂来源之一。[9][3]

海滩和沿海地区

沿着海岸线，海浪和潮汐作用会带来沉积物的运输和沉积，形成沙滩和沙丘。沙滩和沙丘中常常含有大量的天然砂。沙滩和沿海地区的天然砂也经常被用在建筑和工程项目中。[12]

采石场和矿床

一些地区存在大量天然砂储备，通过采石场和矿床进行开采。这些矿床通常包括砂岩、石英砂等形成的天然砂层。矿床中的天然砂经过开采、加工和筛分后用于建筑工程领域。[13]

按产源分

河砂：天然石在自然力的作用，经河水的冲击和侵蚀而形成的有一定质量标准的砂，表面光滑。[7]

河砂
河砂

山砂：由岩石风化后在原地沉积而成的天然砂与河砂相比，山砂有棱角，表面粗糙，含泥量和含有机杂质较多。[7]

山砂
山砂

湖砂：湖砂主要指从流动性较差的湖泊中抽取的砂。[7]淡化海砂：淡化海砂是指受海水侵蚀而经过淡化处理的砂，多来自海水和河流交界的地方。海砂除了含有SiO2外，含有少量的氯离子、长石、钙、镁等盐类。海砂虽然有河砂的优点，但常混有贝壳碎片和较多盐分，大部分海砂中含有过量氯离子，会腐蚀钢筋混凝土当中的钢筋，最终导致建筑结构的破坏，在一定程度上会缩短建筑物的安全使用寿命。[7]

海砂
海砂

按技术要求分

Ⅰ类：宜用于强度等级大于C60的混凝土[7]

Ⅱ类：宜用于强度等级为C30~C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土[7]

Ⅲ类：宜用于强度等级小于C30的混凝土及建筑砂浆[7]

按平均粒径分

粗 细 程 度细 度 模 型平均粒径（mm）
粗 砂3.7~3.10.5~5
中 砂3.0~2.30.35~0.5
细 砂2.2~1.60.25~0.35

物理性质

表观密度（kg/m3）紧密体积密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）孔隙率（％）细度模型
2630[15]1712[16]1625[15]37.8[15]2.90[15]

天然砂的颜色呈灰白色或者灰黄色，质地坚硬，色泽清亮，是良好的建筑材料。天然砂的形状比较圆滑，但山砂颗粒表面粗糙、有棱角。[7]

化学成分

天然砂的主要成分为二氧化硅，另外也含有不同数量的长石、云母、铁的氧化物和碳酸盐等杂质。长石为铝硅酸盐，常见的有钾长石、钠长石和钙长石；云母有白云母和黑云母，是一种含水铝硅酸盐；碳酸盐一类的矿物有石灰石、白云石和菱苦土（MgCO3）等；铁的氧化物以褐铁矿、赤铁矿和磁铁矿的形式存在于砂中。还含有碱金属氧化物（Na2O、K2O）和碱土金属氧化物（CaO、MgO）等。[17]

滨海沉积形砂矿

滨海沉积型砂矿分布广泛，矿层近水平层状，个别呈大的扁平透镜状。一般长2100～5500米，宽1250～2400米，厚度为2~9米。砂粒呈次棱角、次园状，分选性好。一般粒径为0.74—0.10毫米。为大型矿床，易采。[13]

河口三角洲沉积型砂矿

河口三角洲沉积型砂矿位于滨海沉积层之下，埋深5米，呈层状。砂质优于滨海沉积型，但规模较小，不易采。[13]

风成砂丘型砂矿

风成砂丘型砂矿，矿层呈新月形、椭园形及浑园形。其位置、形态随季节、风向而变化。砂粒形状不一，以次园状为主。多为小型矿床，易采。[13]

主要用途

在建筑和工程领域中，天然砂具有广泛的用途。[9]以下是几个常见的应用：

混凝土制造

天然砂是混凝土的重要组成部分之一，混凝土通常由水泥、砂和骨料混合而成。天然砂用作砂浆和混凝土的骨料，它填充在水泥和骨料之间，以增加混凝土的强度和稳定性。[8]

砌块和砖制造

砌块和砖是建筑中常见的建材，它们的制造过程中需要添加适量的天然砂，以提高结构强度和稳定性。[8]

道路和路基建设

天然砂在道路和路基的建设中发挥着重要作用，它用作道路基层的填料，以提供坚实的支撑和稳定性。天然砂还可以用于路面的铺设和修复，用以改善道路的耐久性和承载能力。[9]

建筑砂浆

天然砂是砂浆的主要成分之一，砂浆是一种用于粘合砖块、石块和其他建筑材料的粘结剂。天然砂通过与水泥和其他添加剂混合，形成具有粘结性的砂浆。[8]

其他用途

除以上应用外，天然砂还可以用于土壤改良、河堤和堤防建设、水利工程、填充材料等。它的物理特性使其成为许多建筑和工程项目中不可或缺的材料之一。[8][9]

除被用于建筑领域外，天然砂还可用于芯片制造，作为硅材料的重要来源。将砂子变成硅材料，就要把砂子中的二氧化硅转换成纯度超过98%的硅材料，再将这种工业硅进一步纯化，而后把纯度达标的硅材料制成单晶硅。[4]

中国天然砂资源现状

随着中国工程建设的发展，混凝土用量越来越大，天然砂资源日益短缺，建设用砂供需矛盾日益突出。[18][19]

根据中华人民共和国自然资源部《2022年全国矿产资源储量统计表》数据显示，全国共有建筑用砂矿石209393.80万立方米。建筑用砂矿石储量最丰富的省为新疆有129738.54万立方米，约占全国总量的61.96％。其次为甘肃有35710.32万立方米，约占全国总量的17.05％。[20]

从各区域砂石矿产资源储量分布来看，西部储量最为丰富，其次为东部地区。[20][21]

中国对天然砂资源的保护

长期以来，中国建筑市场用砂多采自天然河砂，既破坏环境，又危及河势稳定和堤防安全，各地政府和相关部门严厉打击河道采砂。由于天然砂属于不可再生资源，因此探寻节能、降耗、环保的替代产品十分迫切，开发利用矿山资源，加快推广机制砂应用，势在必行。[9][22][23]

2023年4月10号，中华人民共和国自然资源部发布《自然资源部关于规范和完善砂石开采管理的通知》，从科学规划开发布局、合理有序投放采矿权、积极落实“净矿”出让、严格工程建设项目动用砂石的管理、规范矿山开采产生的砂石料管理、积极推进绿色矿山建设、加强监管和执法七个方面规范和完善砂石开采管理，旨在进一步贯彻落实党中央、国务院稳住经济大盘、扩大有效投资的要求，合理开发利用砂石资源（含海砂），稳定市场供应，为各地经济发展形成实物工作量提供砂石资源保障。[24]

出口管理

根据《中华人民共和国对外贸易法》和《中华人民共和国货物进出口管理条例》，中华人民共和国商务部、海关总署于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日起恢复禁止天然砂出口管理措施（HS编码：2505100000、2505900000）。[25]

中华人民共和国商务部于2007年3月12日公布《天然砂出口许可证申领标准及相关事项》，公告表明为进一步加强资源性商品出口管理，规范出口经营秩序，根据《内地与香港关于建立更紧密经贸关系的安排》、《内地与澳门关于建立更紧密经贸关系的安排》和《内地与香港/澳门天然砂贸易合作机制》的有关规定，内地可向香港、澳门特别行政区出口天然砂，并列入出口许可证管理。[26]

2021年12月31号中华人民共和国商务部、海关总署公布了《出口许可证管理货物目录（2022年）》。[10]

序号货物种类海关商品编号货物名称单位
16天然砂2505100000硅砂及石英砂（不论是否着色）千克
2505900010标准砂（不论是否着色，第二十六章的金属矿砂除外）千克
2505900090其他天然砂（不论是否着色，第二十六章的金属矿砂除外）千克

商务部新闻发言人就暂停天然砂对台湾地区出口回答，根据相关法律规定，决定暂停天然砂对台湾地区出口。相关措施自2022年8月3日起实施。[27]

截至2023年6月，中国内地出口企业可向香港、澳门特别行政区出口天然砂，且符合天然砂出口许可证申领标准的内地出口企业需向商务部指定发证机构申领天然砂出口许可证。[26]

机制砂与天然砂

机制砂是将天然岩石经机械破碎，然后筛选成岩石颗粒的产品。机制砂与河砂等天然砂相比，具有质量稳定、颗粒级配合理等优点。在一些发达国家和地区，如日本、英国等地已100%采用机制砂作为建筑用砂。[9]

随着天然砂石资源枯竭、生态保护要求提高和建筑工程需求量持续增加，用机制砂部分或者全部替代天然砂作为混凝土细集料已成为当前混凝土行业的普遍趋势。[18][19]

项目天然砂机制砂
来源自然风化、水流搬运和分选、堆积形成[1]将天然岩石经机械破碎，然后筛选成岩石颗粒的产品[28]
外观河砂颗粒表面圆滑，山砂颗粒表面粗糙、有棱角[7]与天然河沙相比，具有棱角尖锐分明、针片状多的特点[29]
坚固性和耐久性采用硫酸钠溶液法测定[30]机制砂的坚固性能比河沙稍差[29]
含粉/含泥量含泥量较多[7]机制砂的含粉量是小于0.075mm的磨细的岩石粉末[29]
组成结构含泥量和含有机杂质多，海砂中常混有贝壳、碎片和盐分等有害杂质，成分复杂[7]机制砂一般是人为选定的原料，材质均一、稳定，矿物成分和化学成分与原料是一致的[29]
细度模型一般天然砂，一种细度模数，可以有多种级配[29]机制砂的细度模数可以人为的通过生产工艺来控制，按用户要求来组织生产[29]

机制砂不仅来源广泛，材质稳定，易于操作和控制，性能良好，能够满足建筑需求，而且经济可行，是未来建筑市场的发展方向，对于天然环境的保护也十分有利。[29]

国家发展改革委有关负责人表示，我国砂石骨料消费呈逐年增长态势。过去以天然砂石为主，主要源于山川河流，随着天然砂石资源枯竭、生态保护要求提高和建设工程需求量持续增加，机制砂石逐渐替代天然砂石弥补市场需求，目前机制砂石在占建设用砂石领域已超越天然砂。[31]

参考资料 31

  1. 天然砂 — 术语在线—权威的术语知识服务平台
  2. Silica-And-Sand — Sandatlas
  3. 机制砂替代天然河砂，研发新型混凝土 — 中国砂石协会官网
  4. 大陆有力反制 停销天然砂台湾芯片业势受创 — 大公网
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 天然砂 — 西安建筑科技大学数字材料与矿物陈列馆
  8. 参考 8
  9. 天然河砂日渐枯竭 推广机制砂势在必行 — 中国建材信息总网
  10. 商务部 海关总署关于公布《出口许可证管理货物目录(2022年)》的公告 — 中华人民共和国商务部
  11. Sand — OEC
  12. 2022年中国砂石行业运行报告 — 中国建材信息总网
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 工信部到中国砂石协会调研座谈 — 中华人民共和国自然资源部
  20. 2022年全国矿产资源储量统计表 — 中华人民共和国自然资源部
  21. 《中国矿产地质志?中国矿产地分布全图(2020)》 — 中国地质调查局
  22. 关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见 — 中国政府网
  23. 高效节能绿色环保砂石骨料高峰论坛举行 — 中华人民共和国自然资源部
  24. 自然资源部关于规范和完善砂石开采管理的通知 — 中华人民共和国自然资源部
  25. 商务部、海关总署《天然砂出口公告》 — 中国政府网
  26. 天然砂出口许可证申领标准及相关事项 — 中国政府网
  27. 商务部新闻发言人就暂停天然砂对台湾地区出口答记者问 — 中华人民共和国商务部
  28. 参考 28
  29. 机制砂对比天然砂，到底好在哪里?? — 中国砂石协会官网
  30. 参考 30
  31. 机制砂高质量发展有待提速，天然砂不合法开采亟须治理 — 中国砂石协会官网
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