砂

沙漠里的沙子和建筑物常用的砂子有何区别,

发布时间:2024/8/23 19:18:26   

沙漠面积占到了全球的20%,为什么建筑物用的沙子还那么贵,甚至全球都面临沙子短缺的问题?未来没有沙子可用,会限制中国基建的发展吗?

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由于工业化和城市化建设,人类每年要消耗的沙子总量高达亿吨,按照砂石价格元/吨来计算,每年的砂石产业就能创造5万亿元以上的经济效益。

要知道撒哈拉沙漠的面积可以达到万平方千米,和我国的国土面积差不多,平均深度更是有米,为什么我们不能用沙漠里的沙子呢?

这是因为沙漠里的沙子和我们建筑物常用的砂子并不完全一样,通常只有河砂才是最适合用于建筑物混凝土的。

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要讲清楚这两种沙子(砂子)的区别,就需要清楚,混凝土到底是怎么承受巨大的重量,造出几十层甚至上百层楼高的建筑的。

我们知道混凝土的主要材料是四个:水、砂子、水泥和石子,砂子主要作为细骨料,与水泥和水混合配置砂浆,但是砂浆的强度很低,一般只能用于非重要位置的受力部位,但是加了石子和砂石的混凝土就会变得强度很高。

如果我们把混凝土比作人体的话,那么砂浆就相当于人的血肉,而砂石就是填充在空隙中的基本骨架。如果骨架缺少钙质,那么人就容易骨折,站不稳。

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放在混凝土里面,砂石的颗粒大小就决定了骨架的牢固程度。砂子越粗,占得体积就越大,消耗的泥浆就越少。相反,细砂需要的水泥浆数量大,就会导致混凝土水化放热多,容易因温度不均产生开裂。

所以选择砂石一定是需要颗粒大的才行。一般来说,河砂是高山上的大岩石随着河流的冲刷,经过长期的流水侵蚀形成的,但是由于这个冲刷的时间不长,大概只需要几十年,所以河砂的颗粒比较大。

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而沙漠中的沙子往往是经历了上百万年甚至千万年的风力侵蚀,所以被研磨得非常细小,吸水率高,需要消耗更多的水泥用量。同时沙子本身由松散母岩风化而成,其自身强度小于开采的河砂或机制砂。另一方面,在选择沙子的时候,不仅仅需要看砂子的颗粒大小,还要看沙子里面有没有“有害成分”。

所谓的有害成分就是砂石里的杂质,包括云母矿物、黏土、淤泥、有机物、硫化物、硫酸盐和氯化物等会削弱混凝土强度及耐久性的物质。

像海水中开采的砂子就有可能含有过多的盐分,而沙漠沙子中则有可能含有过多的碱性物质,它们都有可能侵蚀混凝土的骨架,引发建筑物坍塌的风险。

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正因为河砂的数量不足,所以未来建筑领域沙子不足绝对不是危言耸听。近些年来,我国的建筑工程外包合同达到了2亿美元,年全国建筑业总产值也将近32万亿元。可以说,我国对于砂石的依赖度是非常高的,每年的消耗量估计可以达到亿吨,占世界消耗总量的40%。

早在年-年期间,福建省就被预测砂石的供需缺口将达到75%。事实也确实如此,近些年来不少地方工程都因为砂石供应不足被迫停工。

然而,现在仍然有大量城市等待建设,我国目前的城市化率刚到65%,乡村人口仍然有5亿。从世界范围来看,联合国估计,在未来30年的时间里,世界上大概还有25亿人进城。

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可见,砂石缺口是非常大的,光靠开采自然资源已经无法解决问题,所以未来的砂石可能需要从资源型向技术型发展,提升砂石制造技术。



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