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年消耗500亿吨!全球面临沙子枯竭,沙漠沙那么多,为何不用?

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迷你科学星球 2021-03-21 21:58

近日,美国媒体CNBC报道到,目前全球正在面临沙子资源短缺危机,仅是建筑行业所用的沙子,每年的消耗量都达到500亿吨之多,而沙子的自然产生速度又远远低于目前的消耗速度。这主要是由于人类的工业化发展,人口增长,城市化都有可能推动对沙子需求的爆炸性增长。建楼、修路、造桥、填海等工程都要使用大量的沙子。所以建筑用沙会走向枯竭的态势是迟早的事。此外,沙子也用于玻璃,芯片的制造。

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如今沙子是仅次于淡水的地球上最消耗的资源。有人不禁要问了,地球上的沙漠有那么多的沙子,如果能够开采,将这些沙子用于建筑行业,不就可以缓解用沙荒了?很遗憾,实际上事情没有想象的那么简单。沙漠中的沙子并不能直接用于造房子,这是为什么呢?那要什么样的沙子才能用做建筑用砂呢?沙漠沙与通常的建筑用沙有什么不同?

沙子是怎么来的?建筑用砂有什么要求?

在建楼过程中,沙子常用于混凝土的制备,将合适的沙子,水泥以及水混合在一起,而后才能保证楼房的质量。而所用的沙子颗粒度大小和硬度都是有一定要求的。国家规定建筑用砂需选用1~3毫米的沙子。

最适合建筑的是天然河砂。那河砂又是如何产生的呢?地球上的岩石,历经千年的分化和侵蚀,被逐渐分离成小石块。河流携带这些或大或小的石块,顺流而下,石块被不断冲刷分解、打磨而形成河砂。

河水可以冲走沙子中的泥土,有害物质等杂质,较为洁净。河砂和水泥均匀搅拌在一起可以增加粘稠度,进而增加楼房的稳固强度。

河砂具有一定的再生性,但其自然形成速度十分缓慢,而人们消耗的速度却太快了,河砂增速根本无法满足我国的用沙需求。

那么,沙漠的沙子和河砂有什么不同,为什么不能用于盖楼?

为什么沙漠里的沙子、海砂不能用于建筑

沙漠占到了地球上陆地表面积的20%,沙漠沙子多到可以随便用。但是大漠中的沙子经过长期风化,颗粒度都太过细小了,远远低于建筑用砂的标准。沙漠里的沙子由于太细,又风蚀得太过光滑,可塑性远不如河砂。用它来调配水泥砂浆,强度差,难以凝固,恐怕会影响建筑质量,也要用到更多的水泥来调配。

而且,沙漠沙子不像河砂经过流水的反复冲刷,所以沙漠沙子含碱量很高,且会有较多的杂质。含碱量高的沙子会与建筑材料中的一些物质发生化学反应,腐蚀性钢筋,影响混凝土的质量,降低强度,影响房屋的使用寿命。

而海砂的盐度又非常高,尤其是氯离子比较高,具有腐蚀性,同样不适合用于调配混凝土。

所以沙漠里的沙和海砂均难以运用在建筑上。

河砂是可以直接挖来过滤下就能用的,而沙漠沙子、海砂则不能直接使用,一定要经过特殊加工处理才能用。工序十分复杂,这就大量增加了成本。所以很少有人利用这类沙子建造。即使是地处沙漠的阿联酋,也要进口建筑用砂来搞建设。

那该如何缓解用沙荒问题?

沙子日渐短缺,但世界各国的发展又不可能停下,那该如何缓解沙子短缺危机?

除了天然河砂,建筑用沙还可以通过另一个途径来获取——机制砂,就是将未风化的岩石通过机械方式打碎后达到建筑用沙规格的机制砂。我们现在地球上的矿石、岩石资源非常多,比如说玄武岩、花岗岩等等都可以加工成符合国家标准的颗粒大小。从旧建筑上拆下来的混凝土也可充当人造砂的原材料。

此外,现在的材料和工业的发展非常迅速,也许不久以后就能通过技术的改善,研发出新型的建筑材料或者新工艺,减少对沙子的依赖,从根本上有效缓解沙子危机。

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