一个令人震惊的消息 , 据CNBC日前报道 , 全球正面临沙子短缺 , 在过去的20年中 , 全世界沙子的使用量增加了2倍 , 达到了每年400~500亿吨 , 而沙子的自然产生速度远远低于目前的使用增长速度 。
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早在2019年 , 联合国就已经将沙子短缺的危机提上了议程 , 但目前仍然缺乏可以持续开采的沙子的计划 , 未来的人口大量增加以及城市化发展 , 对沙子的需求将发生爆炸式增长!
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沙子是怎么来的?建筑用砂有什么要求?
沙或砂都可以 , 一般就是分割得很细的岩石 , 尺度在0.0625毫米到2毫米之间 , 大一点的叫砾(2至64毫米) , 更细的就叫泥了 , 简单的触感就是揉搓时沙沙的感觉就是沙子 , 粉末感觉就是泥 。
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沙子的成分通常都是二氧化硅 , 通常以石英的形式出现 , 但成分会因为不同的岩石种类而不一样 , 一般都是岩石经过风化或者侵蚀后形成 , 比如最常见的是河流冲刷石头形成 。 一般在海岸或者河道内侧是沙子堆积的区域 , 它容易被水流搬运 , 流速降低时形成了沙洲或者海滩 。
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什么样的沙才能做建筑用砂
现代建筑中的混凝土中的成分是沙子、水泥和水 , 根据混凝土要求比例会有所区别 , 但一般都要求颗粒度小于4.75毫米 , 建筑用砂的来源有两种:
天然砂:江河湖海中以石英颗粒为主的沙
机制砂:未风化的岩石通过机械方式破碎后达到建筑用沙规格
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机制砂
天然砂除了江河湖海这些区域以外 , 古河道中也有大量的沙可以取用 , 所以各位经常会听到黄河古河道沙被挖掘 , 导致环境破坏等 , 因为古河道已经覆盖泥土并形成植被 , 挖掘古河道的沙会导致环境灾难的发生 , 比如地下水位降低 , 地面开裂与大面积植被破坏 , 造成耕地面积减少等 。
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机制砂生产过程
为什么要挖古河道的沙 , 海滩上沙子不是很多吗?
我们用的沙子中主要来自河沙 , 海砂也可以用作建筑 , 但因为海砂中含有硫化物以及硫酸盐和氯化钠等物质 , 会形成原电池 , 破坏钢筋的钝化膜 , 造成钢筋锈蚀 , 钢筋和水泥之间形成缝隙 , 继而降低强度 , 加速氧化 , 最后混凝土开裂、寿命减短 , 建筑物功能终止 。
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当然海砂也可以通过水洗降低氯离子含量 , 只要氯离子含量符合要求(一类沙低于0.01%;二类沙低于0.02% , 三类沙低于0.06%)即可用作相应标准的建筑 , 但这样操作会大量增加成本 , 因此很多不法建筑商就会用简单水洗后(标准至少在淡水中浸泡24-48小时)即用于加工 , 而且淡水还可能反复使用 , 根本达不到标准!
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使用了这些沙子的建筑 , 早期是看不出来的 , 但砸开水泥会发现里面的钢筋已经锈蚀 , 久而久之会造成使用寿命降低 , 建筑物过早退出现役 。
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海砂含盐不能用 , 漠中沙子那么多 , 为什么也不用?
海砂是咸的 , 要腐蚀钢筋 , 大家都可以理解 , 但全世界那么多沙漠 , 一个撒哈拉沙漠的沙子可以让全球几百亿人时每人有房子住 , 还要担心沙子不够用?
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沙漠中的沙子和海砂以及河沙的区别是沙漠沙没有经过水反复冲刷 , 所以沙漠沙含碱量很高 , 会产生什么后果?稍稍受潮就会泛碱 , 就是和空气中的二氧化碳结合形成碳酸钙 , 体积膨胀 , 就是地面变白长白毛 , 甚至夸张的犹如地面一层毛毛 , 粉刷的墙皮顶起 , 也会腐蚀钢筋 , 降低强度等 。
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所以沙漠沙想要用到建筑上 , 同样很麻烦 , 所以身处沙漠中的迪拜 , 却要进口建筑用砂 , 是不是一件非常讽刺的事情 , 但这没办法 , 沙漠沙不能用 。 据联合国公开的数据 , 阿联酋在2014年进口了价值4.56亿美元的沙石 。
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2018年3月 , 伦敦帝国学院的一个小组开发了一种叫做“Finite”的建材 , 它利用沙漠沙制成混凝土 , 并且达到和河沙一致的强度 , 而且“Finite”还能降低二氧化碳的排放 , 因为现在全球大约有5%的二氧化碳来自于混凝土 。
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沙子的用途相当大 , 除了建筑用砂外 , 还有半导体行业同样也用沙 , 当然主要还是各种建筑 , 2017年3月份在荷兰的举行的一场峰会中 , 荷兰设计师Atelier NL表示:
“沙子是仅次于淡水的地球上最消耗的资源 。 ”
【撒哈拉沙漠|年消耗500亿吨!沙子全球短缺,撒哈拉沙漠那么多,为何不用?】未来到底有没有沙子可用 , 必须要看现代技术是否能将沙漠沙改造成可利用资源了!
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