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导语：哈利法塔坐落于迪拜，是世界第一高塔。在塔顶端，人们对迪拜广阔无垠的沙漠与大海一览无遗。这座828米的摩天大楼在施工过程中共使用了33万立方米，约82.5万吨的混凝土，其中85%以上的材料是沙子。然而，却罕有人知道，建造哈利法塔过程中使用的砂子却是从国外进口的。直至今日，迪拜仍需每年花4亿美元来从世界各地进口沙子。
迪拜塔（图源：http://news.sohu.com/20100104/n269372448.shtml）
为何迪拜放着身边广阔无垠的沙漠资源不用，反而舍近求远的从外国进口砂子呢？这其实与全球的建筑领域的工程要求有关。
建筑行业的主心骨
沙子，建筑行业称为砂子，是基础设施建设、房屋建筑、玻璃制造，芯片和化妆品制造领域均不可或缺的材料。其中，基础设施建设和房屋建筑等领域是消耗砂子最大的领域。
众所周知，沙漠占据了地球陆地面积的1/3，而拥有大量海沙的海洋更是占据地球70%的面积。然而，2021年3月的几则新闻却使人们大跌眼镜，“全球正面临砂子短缺危机”；“中国的砂子供不应求”。罕为人知的是，地球上大部分的砂子都存在“质量不合格”的问题。
在建筑工程领域中，砂子主要被用于配制砂浆（水泥+砂子+水）或混凝土（水泥+砂子+石子+水），其中前者易于成型，用于装饰外面；而后者强度较高，用于建筑结构的承重。不论是何种用途，其中砂子用量的占比能够达到总质量的84%以上。在合格的混凝土中，砂子充满了石子的空隙；随后水泥浆填充包裹了砂子与石子的空隙，从而形成一个稳定的整体。由于混凝土结构需要面对千吨级承重、暴晒、雨水侵蚀等恶劣环境，因此其自身需要具有较高的稳定性。
混凝土结构，1代表石子（粗料）、2代表砂子（细料）、3代表水泥浆
在经过长期研究与实践后，人们发现，建筑用的砂子必须大小合适，不能含有太多的有害杂质。太细或太粗的砂子会导致混凝土的开裂与强度不合格，而含有太多有害杂质的砂子会导致混凝土的寿命与强度大幅降低。沙漠中的砂子，因为形状圆润光滑、自身强度较低、运输成本较高等原因，使用成本十分高昂；海洋中的砂子氯离子严重超标，会腐蚀混凝土中的钢筋，并严重危害建筑物的安全。
例如韩国首尔“三丰大厦”的垮塌，便是因为偷工减料采用不合格的海砂而导致的。网上常提到的黄河砂，以黄土为主，颗粒细小，也不具有工程价值。因此，易于开采与运输，且砂质优良的河砂与湖砂便备受人们青睐。这也是世界范围内建筑领域需求量最大的原料。
全球告急！“一砂难求”为哪般？
与人们想象的不同，实际上地球表明的河砂存量很少，占地表面积不到1%。此外，由于过去几十年的无节制过度开采，加剧了砂资源的减少，并导致了地表生态环境的急剧大面积恶化，甚至会导致山体滑坡、海岸侵蚀加剧、水生物种的灭绝。印度尼西亚几十座岛屿的消失，便被认为是与当地无节制的采砂活动有关。
露天采砂场（图源：https://www.sohu.com/a/315171777_119490）
因此，我国在十八大中首次提出“生态文明建设”这一概念，并在“十四五规划”将“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。”列为重要指导理念之一。随之而来的，便是对建筑领域中天然砂过度开采的严格管控。
这导致了我国许多地方的工程因砂石供应量下滑而停工，许多省市甚至在路口设卡，严查砂石外流。而建筑用河砂的价格也从上世纪80年代的2-3元/吨，暴涨至2019年底的150元/吨。海外的许多河砂出口大国（越南、柬埔寨、印度尼西亚等）也出台政策，禁止了河砂的出口。甚至连部分黑心开发商使用的海砂，都出现了供应紧张的情况。
目前全球平均每年要消耗近410亿吨砂子，而中国是全球最大的砂子消费国。每年的用量高达200亿吨，差不多占到全球一半。同时，由于我国人口基数广、经济体量大，预计未来10年间我国对砂石的需求将持续上升，峰值可达到250亿吨/年。当下中国“一砂难求”的奇景，又该如何破解？
未来砂子稀缺！如何破局？
实际上，砂子稀缺的问题并未难倒聪明的中国人民。人造砂石横空出世，占据了市场的半壁江山，从而保持了全球砂子供应的稳定。
天然砂子主要被人类用于工程建设，但大部分的建筑未到使用寿命便被拆除，并产生了大量的建筑垃圾。当前中国每年产生约20亿吨建筑垃圾，相当于每人每天产生4公斤，这些建筑垃圾占到城市垃圾总量的30%—40%，成为第一大城市垃圾源。
为了提高对天然砂石的利用率，并减少城市垃圾的填埋量，人造砂石应运而生。人造砂石，又称“机制砂”，是人类通过机械加工手段将建筑垃圾与天然石子按照科学标准加工制成的砂石。随着国内各地基础设施建设全面复工，2020年国内重点项目建设预算投入高达数万亿，因此机制砂的价格也居高不下，并取代天然河砂成为了工程主力。
人造砂石加工现场（图源：红星新闻，https://zhuanlan.zhihu.com/p/81972642）
此外，中国工程队在“尼日利亚”开展海外建筑施工时，还就地取材，改良开创出利用沙漠沙制作建筑用特细沙混凝土的新技术，并解决了传统沙漠沙混凝土容易开裂的问题。而近期针对海洋沙进行淡化处理的新工艺也日趋成熟。种种解决方式多管齐下，从而保证中国的建筑材料供应日趋稳定。
结语：
中国始终是世界上第一大砂石消费国，随着我国城市化进程的不断深入，与环境保护督查力度的增大，砂石原料的供应价格正在稳定增加。不同于建筑施工的红海化，诞生不久的人造砂石市场尚处于蓝海阶段。这一新兴的蓝海行业，市场规模将在未来达到千亿级别。
参考文献
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[2] Mindess, S.,& Young, J. F. (2002). Concrete. Prentice hall.
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