让沙漠之国很苦恼的事,真实地发生着

没错,就是那个富得流油的沙漠国家——阿联酋

地处中东,他们最不缺的是石油与沙子,前者给他们带来了让人羡慕不已的财富,后者,让他们饱受大自然无情的蹂躏,一直被世界第二大沙漠,不断侵蚀。

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人类的渺小,在沙漠无情的沙子面前,总显得那么无奈,哪怕他们富可敌国,似乎也无法彻底扭转这一局面。

可让人更无语的事情,也发生着:超过一半的国土都是沙漠的阿联酋,居然需要花大笔大笔的钱,去满世界地买“沙子”。比如,他们的经济之都——迪拜, 光每年花在进口“沙子”的费用上,每年大概就花了不少于4亿美元。其中,造价15亿美元的世界第一高楼,哈利法塔,所用的“沙子”,就是跨过了半个地球,从澳大利亚远洋运回来......

那就涉及了两个问题:

一、沙漠之国阿联酋,为什么就不能就地取材,拿沙漠里的沙子,一举两得地用于基建材料呢?毕竟,举目之处,基本都是一大片的沙漠,为什么,就不能把这些“资源”,用在基建或工业上呢,还能顺便还能改善饱受折腾的沙漠化环境呢?

二、全世界真就这么缺砂,这玩意不是随处可见么?为什么,还需要大量进口

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回答这系列问题的,最核心的关键点,在于此非彼

沙,通常泛指形状细碎的小石粒!这种“小石头”,就是因为它们个头太小了,所以风一吹、水一刷,就会被卷起,形成与沙子相关的地形或天气景象,比如沙滩、沙漠和沙尘暴等等。

而呢?在专业术语中,它有属于自己的特定的工业角色,比如我们常见的基建、建筑材料,比如按个头还可以继续分为:粗砂、中砂和细砂。

所以,从某种程度上,你可以理解为沙子,是一个更广泛的词语,而砂子,才是经过筛选后,被人定义为有价值的“砂子”。

那为什么,沙漠中的沙子,就不能成为盖房子用的“砂子”呢?两者究竟差在哪?

首先,你得明白,砂石,之所以能成为工程结构中,重要的材料组成部分,是因为从材料结构和特性上,它既能科学地满足了建材的性能要求。同时,广泛存在在自然界的它,又是性价比最高的材料之一。

但作为建筑、工程材料的最重要的核心主材料之一,它的质量优劣,对于整个工程的质量和耐久性,总能起着至关生死的作用与影响力。

所以,概括性地说一句:砂,是有科学标准要求的“沙子”

沙漠里的沙子,无法成为那有用的“砂”,是因为它没达标,那究竟是哪些方面没达到具体标准呢?

第一,颗粒形状、平均个头大小,都不符合标准要求;一般的砂石料,有针、片状颗粒、也有方形,或不规则形状的。按不同地域、不同形成机制,往往让它们又千差万别,可建筑材料中,对天然砂粒径的粗细程度及类别的指标是有要求的。

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比如,建筑用砂,通常选用粗砂或中砂,如中砂其平均粒径为0.5-0.35mm,又如粗砂其平均粒径则为0.5mm以上。若太细了,在与混凝土搅拌一起时,材料成型后就不能产生良性有效的结构力。

而沙漠中风化所形成的沙子,不仅颗粒过细了,而且形状圆润细腻,与那部分通过水流或人工直接研磨而成的大粒不规则的砂子相比,沙漠的沙子与水泥的结合,比较难形成符合建筑标准的坚固混凝土。

第二,含泥、含粉量过高,在沙漠润物细无声的风力作用下,沙子,有一部分会化为泥、形成粉,而不同于河流、海洋的冲刷下,大部分泥土会与沙子分离。在沙漠中,缺少了这个分离过程,而沙漠中沙子的含泥量并不低。若你要想完成这样的清洗,就意味着你需耗费大量的水资源.......很显然,在沙漠严重缺水的地方,这未免有点异想天开了。

第三,含碱量过高,因为,沙漠中的沙子,不仅一直被风侵蚀,而且在风吹日晒的环境下,水汽蒸发的同时,留给它的是那些盐碱杂质。

而且与砂子CP般存在着的水泥,其主要成分是硅酸钙(化学式,为CaSiO3),它是一种弱酸强碱盐,与水都会发生水化反应产生游离钙、硅酸、氢氧根,呈现碱性,其碱性高低与硅酸钙含量成正比。

可一般建筑中,人们就强烈要求:把水泥和外加剂中的碱含量加在一起,一般每方混凝土不超过3.0KG。

那为什么要限制混凝土含碱量呢?

含碱量过高,实际使用过程中,它就会与建筑材料中的一些物质,产生化学反应,以致于影响砂石混合物质量,导致建筑物的强度和安全,这或许也是最致命的一点。

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同时,碱性过高,也会污染墙面。泛碱建筑,往往会“流泪”那样,不仅让基层与表面粉刷层粘结力不够,使得贴面粘结不牢固,破坏建筑物外观的美感及耐久性。时间久了,还必然会诱发发霉,生长霉菌,发霉的建筑,换谁愿意住?

所以,建筑标准里,对于含碱量这一点也有着很严格的要求。

第四,沙子中的有害物质,不同于河砂、海砂,水里的浸泡与溶解,不仅会带走砂中的泥块、淤泥、云母、硫化物、硫化盐。而沙漠中的沙子,也少了大自然所扮演的这道“清道夫”的工序。

大量残留的风化产物,不管有害无害的天然成分,都混杂在一起,若不作任何分离,就直接应用于一直与人相处的建筑材料,这显然很不妥,但若你要强行利用后期人工手段去清除这些有害物质,这成本,还真不是一般能负担得起。

上述第一个原因,会直接导致了沙漠中的沙子,无法直接应用于,那些对结构和坚固性要求比较高的建筑场合。个头形状、大小的问题,是无法改变的基因问题。只能直接Pass了!

而若你考虑用于其他建筑场合,其他三方面的风险,就要求需要经过二次“水洗”过滤,但考虑沙漠雨量低、本身靠着地下水供应、水资源和灌溉农用土地就很紧凑了,水洗,你就真甭想了!

所以,哪怕深处沙漠之地,举目望去都是沙子,阿联酋还是不得不跨过远洋,从澳大利亚去进口质量更高的“砂子”,去完成大量的基建、建筑用砂

这个世界,如今到底有多缺砂?

缺砂,这个问题,不仅仅出现在疯狂盖楼的阿联酋,对于那些城市化迅猛发展的地域来说,砂子已经是不可或缺的重要战略性资源。

联合国环境规划署统计数据:全球砂子用量,已比20年前增加了200%,全世界每年要“吃掉”不少于400亿吨砂子,按目前这个趋势,到2030年,全球每年对砂石的需求将达到500亿吨

这个量级,究竟有多大呢?400亿吨的沙子,若直接堆成高27米、宽24米的城垛的话,那这个城垛可环绕地球走一圈!

中国,有没有这个问题,该如何解决?

放眼全球,中国也是最大的砂石消费国,从2008年到2019年,短短11年之间,我们消费总量从100亿吨,翻至213亿吨。而畅想未来,我们在基建产业的投入,也会进一步加大,阿联酋的窘迫局面,或许也会在我们这里同步上演。

比如,在砂子材料中,最重要的主力军——河砂,就因为供需关系的紧张,一度引发价格狂飙。从2010年的15元/吨,甚至一度炒到200~300元/吨,价格狂飙十几倍

以前是一车一车地卖的,现在或许开始论斤买了!

既然,沙漠中随地可见的沙不适用于建筑,又想缓解砂石的燃眉之急,人们就不得不着手考虑其他替代品。一个非常重要的角色就出现了,它的名字叫机制砂!

因为,这种通过粗筛、选出来的自然材料、符合标准的废弃建筑原料,通过专业的机械破碎机,而实现人工制成的砂石。不仅,可以在粒形、级配、石粉含量等方面,实现更严格的把控,甚至还能做到,让其品质比河砂更稳定,级配更均匀,更能符合建筑用砂标准。

而从环境保护、建筑废弃物的循环再用的角度出发,消费“机制砂”,也是未来主流大势!国砂石骨料网数据显示:中国机制砂消费量,到了2019年,已达194.1亿吨,而就连房地产项目中,也逐步实现了,混凝土浇灌用砂,已大多选择机制砂,而河砂仅用于墙面粉刷等。