众所周知,沙子是一种基础而且重要的建筑材料,广泛应用于土木工程 。
以前我们觉得自然资源丰富、平常可见的沙石,近些年的身价一路暴涨,很多地方也发布了“限采令” 。
主要原因是,全球尤其是我国建筑业发展迅猛,用沙需求量随之迅速暴增,使得供需关系紧张 。
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2014年,联合国在一份名为《沙子,比你想象的更稀缺》的报告中提到,全球每年要开采590亿吨的沙子以及砾石,短缺现象令人担忧 。
2019年,国际著名科学杂志《自然》杂志有研究结果指出:沙子开采速度远高于自然恢复速度,地球的沙子快不够用了 。
在我国,数据统计表明,进入21世纪以来,我国使用的沙子倍于美国在20世纪一百年里使用的沙子数量,每年消耗的沙子数量惊人 。
那么,就会有人脑洞大开地问了:地球上的天然沙漠广袤,为何不采用那里的沙子呢?
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这个想法很好 。然而遗憾的是,沙漠里的沙子做建筑材料不合适,是不合格的建筑原料 。
那么,沙漠附近地区居民用什么沙子做建筑材料?
答案是:他们不得不采用进口的沙子 。
靠沙却不能用沙子,听起来不可思议,却是事实 。
即使沙漠广布的中东地区,更是如此 。
【抹灰为什么不能用细沙,为什么不能用沙漠中的沙子建造房屋呢】例如阿拉伯联合酋长国的迪拜,由于石油产业与日俱下,后来经济主要依靠旅游业、航空业、房地产和金融服务 。
为此,迪拜也通过一系列大型建筑项目吸引全球游客,建成世界上最高的人工建筑哈利法塔、世界上面积最大的人工岛项目棕榈岛等 。
迪拜是面向波斯湾的一片平坦的沙漠之地,建造这些建筑项目时,就不得不采用进口的优质沙子,作为基础建筑材料 。
不过幸好迪拜有石油产业积累的巨额财富购买进口沙子,一般地方还真是玩不起 。
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建筑物的基本功能要求是:安全、稳固、无害 。
而沙漠里的沙子并不符合这几个基本标准 。
其一,沙漠中的沙子太细 。
沙漠中的沙子常年被风吹日晒雨淋,尤其是长期被强大的风力侵蚀,颗粒被打磨得很细腻,体积很小 。
我们知道,通常的建筑材料是混凝土,简称为"砼”,是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料 。
它用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得 。
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沙漠中的沙子太细,吸水性强 。这种状态和水泥混合后,难以凝固形成工程复合材料,容易出现开裂现象,强度不够,承重能力较差,必然影响建筑的稳固性 。
其二,盐碱含量过高 。
沙漠一般处于干旱或半干旱地区,日照时间长,降雨量少,也就导致沙子的盐碱量过高 。
如果将它作为建筑材料,就会和其他建筑材料产生化学反应,影响砂石混合物的质量,降低建筑结构的安全性和稳定性 。
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其三,采用成本高 。
沙漠往往位于人迹罕至的地区,基础交通设施落后 。
如果挖掘、采用沙漠里的沙子,得投巨资修建道路、投用大型开采设备作业 。还得付出巨大的采掘运输物流成本 。
同时,沙漠的沙子长期暴露在野外,杂质多 。如果要做建筑材料,得进行精加工,过滤其中对人体有毒有害的成分 。
这就使得开采成本居高不下 。
综合上述因素可见,沙漠里的沙子不可用做建筑材料 。
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那么,什么样的沙子才是合格的建筑材料呢?
我们知道,除了沙漠里有沙子,海滩、河边都有大量沙子 。
海岸线附近分布有大量海沙,但往往混杂着贝壳、珊瑚碎片、生物尸体、垃圾等杂质 。
而且,由于海沙的盐分和氯离子含量很高,会侵蚀钢筋,导致墙体剥落 。
海沙有建筑安全隐患,而且净化处理技术要求、成本高 。因而在现实中很少使用 。
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相比之下,河沙是最合适的建筑材料 。
河沙历经水流冲洗,颗粒圆滑、均匀,杂质及化学物质少,加工流程少,能与水泥形成比较稳定的混凝土结构 。
而且,河沙一般分布在人类活动区域附近,运输、采用成本低 。
所以,我们平常在建筑方面使用的沙子,几乎都是河沙 。
由于人类这些年对河沙的用量剧增,因而也就出现了供需紧张局面 。
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当然了,人类也在利用科技力量,积极应对这个尴尬局势 。
例如已在通过专业技术设备,将大石头加工成符合建筑标准的沙子,也即机制砂 。但是目前尚在探索开发试用过程中 。
主要有以下原因:
1、沙漠里的沙子也叫沙漠沙,因为沙漠沙太细,有土,太黏,而且与河沙相比可塑性比较差,不太适合用在建筑和混凝土中 。
2、建筑用的沙子颗粒截面必须是圆的,因为只有截面是近似于圆形的砂粒各方向受力才合理 。实际中一般采用江沙,因为江沙通过河流的搬运作用的对砂粒的大小筛选的比较好,流水带到沙子颗粒的碰撞可以使颗粒平滑圆润,所以,一般河流中游的沙子比较适合做建筑用沙 。
3、沙漠中的黄沙不具备有黄土的粘稠,也不具有沙子的可筑性,因为它们太细了 。比如沙子可以堆出形状而黄沙要堆出形状可以说是耗工程,最主要的是被风化过了,变得非常细 。
4、建筑用砂的标准分为混凝土结构用砂和一般建筑抹灰用砂,结构用砂要求较高,须做砂子复试及用砂做混凝土配合比设计,级配不好(指颗粒大小均匀程度)的砂子耗用水泥量较大,所以导致混凝土成本也较高 。
5、沙子里含部分土,有油性,不能直接和水泥混合用,需要经过水洗 。
6、运费问题,沙漠沙子虽多,可是运费也是很大的,还不如在河流中就地取材 。
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