科学探索:沙漠里沙子那么多?怎么建筑业还缺砂?是因为沙漠的砂粒不好用?
发布时间:2021-04-08
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科学探索:沙漠里沙子那么多?怎么建筑业还缺砂?是因为沙漠的砂粒不好用?

最近很多网友都关注到了类似的一个报道,说全球正面临“缺砂”局面。有人问,真的缺砂吗?沙漠那么多,沙尘暴也不少,怎么建筑业还缺砂呢?

沙漠里沙子那么多?怎么建筑业还缺砂?是因为沙漠的砂粒不好用?

沙漠里不缺沙子,能直接给建筑业用吗?

首先,我们看一下什么才能称为“砂”。

一般会这样界定,尺寸在0.074-2毫米之间的颗粒物质被称为砂,低于这个尺寸的为泥砂,大于这个尺寸的则被称为砾或角砾。而“沙”,则界定比较笼统,范围比较大。

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“砂”不等于“沙”

对于砂子,大家并不陌生。自然界中的砂子,多来源于各类石头或贝类,有的是风蚀成砂,也有水蚀形成,还有冰河磨蚀,也有自然破碎分解形成。种类有河砂、海砂和沙漠砂等。

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海滩

人类对砂子的使用相当广泛。小到硅基芯片和各类光学玻璃镜片,大到玻璃幕墙和建筑建造,都会用到大量的砂。特别是建筑业,混凝土用砂量最大。

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硅晶圆

然后,我们看看哪里有建筑业能用的砂?

这与建筑用砂的种类有关。一般情况下,适合建筑混凝土使用的砂或砾,要求颗粒直径大约在0.15-5mm 。太小和太大都不行。

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混凝土是水泥与水、砂、石子,其它化学或矿物外加剂,按比例配合,均匀搅拌、密实成型硬化而成的人造石材。

沙漠砂磨圆度太高,表面光滑,含碱量大,聚合性差,对水泥要求高,不便于直接使用;

海砂颗粒则含有大量氯化物和贝壳成分,填海造陆没问题,但海沙中的氯化物会腐蚀钢筋,贝壳成分会降低混凝土的性能,给混凝土工程带来安全隐患,国家对海砂的开采、除盐、混凝土拌制有严格规定,海砂在建筑混凝土工程里的使用比较严格。

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海沙中含有大量氯化物和贝壳成分,在建筑混凝土工程里的使用比较严格

只有河砂颗粒适中,杂质少,性能稳定,加工简便,最适合在建筑混凝土中大量使用。

第三,我们再看看建筑业是不是真的缺砂?

河砂虽然属于可再生资源。但是它的再生速度确实赶不上因快速推进城市化进程导致的全球混凝土消耗速度。全世界一年(2012年)消耗掉的砂石料保守估计在400亿至500亿吨,而这个量是全世界所有河流每年输送的沉积物数量的两倍。所以,从这个角度看,河砂总量会越来越少。

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城市化进程的推进,导致全球混凝土消耗量巨大

但是,砂资源实际上又不属于真正的全球普遍性短缺,因为目前除了每年河流新输送的泥沙,各地还有大量现存砂储备,全球总储量其实能够供应目前的需求。这种短缺其实是区域性资源不平衡,但因为短缺的区域在全球都有分布,所以在许多报道中直接被报道成了”全球缺砂”。

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每年河流都会输送新的泥沙

那这种缺砂的局面是怎么形成的呢?

其实不难理解,一般大量需要建筑用砂的是大型城市。

但这些城市及周边往往河砂产量有限,但建筑商用砂不到万不得已不会舍近求远,所以当地河砂会出现短缺。同时一些有丰富河砂资源的地方,周边可能没有大量河砂需求,但由于河砂用量巨大,建筑大量使用河砂需要出于成本考虑,远距离运输可能会造成成本过高。

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迪拜周围不缺沙漠,但是建筑用砂需要大量进口

而且,大量或超量开采河砂,对江河湖泊生态破坏巨大,甚至某些靠近城市的河湖区域,因为过度采砂,导致湖泊水位下降等,已经危及了周边湿地生态的存续。很多地区早已开始审视采砂造成的生态破坏,收紧对采砂业的管控,而且已经有国家开始禁止采集正常河道内的砂子,甚至有些已经禁止河砂出口。

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采砂的背后,伴随着生态破坏

砂也是重要的生态资源,不能再无节制地滥采。

以上种种,加之加速的城市化进程,导致需求和供给发生区域性的不平衡,也就导致了“全球缺砂”情况的产生。

其实海砂也一直在用,但海砂由于需要脱氯处理,太容易被不法商家以次充好销售使得不合格砂品流入市场,带来建筑安全隐患,无法完全代替河砂,而且开采海砂也同样存在河砂类似的生态困境。

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沿海吹填造陆

在砂资源短缺的地方,也在尝试使用砾石或碎石制造人工砂,回收建筑材料,或寻找其它替代品,来替代河砂,虽然目前方案很多,但从技术成熟程度以及成本考虑,尚无法解决短缺局面,但立意都很好。

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废弃建筑垃圾二次利用,可以制造环保砖

其实,头疼医头,脚疼医脚,看似很自然,实则未及根本。

比如遇到砂子短缺,人们很自然会先想到怎么才能保证砂子供应或者找替代品。可是,大家有没有想过,这些增长需求背后,全世界有多少新建建筑建成即空置,全世界有多少新城区落成多年还是空城,有多少砂子,其实是被浪费的砂子。

沙漠里沙子那么多?怎么建筑业还缺砂?是因为沙漠的砂粒不好用?

 

砂子,真的短缺吗?

谨以此文与君分享,个人观点如有偏颇请不吝赐教,谢谢您的阅读。



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