沙子,在我们看来是随处可见的东西,未来或许会成为重要的战略性资源。央视频道就曾对未来的沙子危机做出过报道,现在的沙子正面临短缺,沙子危机或将来到。

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为何沙子将成为稀缺品?

事实上沙子有很多种,包括河沙、海沙以及沙漠沙,但我们平时所说的沙子一般指河沙,它最主要的作用是用于建筑。全球每年消耗的沙子量非常巨大,根据联合国环境规划署在今年4月份发布的报告,全球每年消耗的砂石数量达到500亿吨,它的消耗量仅次于水,是人类第二大消耗资源。这个用量有多夸张,打个比方你就清楚了:如果用沙子建造一堵27米宽、27米高的墙,那么它可以围绕赤道转一圈。

全球河砂或面临枯竭

河沙属于天然砂,存在于河床下面。虽说河沙在自然条件具有一定的再生性,但目前人类使用河沙的速度远远大于其再生速度。河沙资源也日益短缺,价格也在快速增长,我国高峰时期已经超过了200元一吨,价格相比十年前翻了近十倍。由于河沙需求量极大,也催生了众多河沙开采企业,除此之外,如果河沙被过度开采,还会带来严重的环境问题。河床被过度破坏,甚至会导致河流改道,冲刷堤坝造成水土流失,因此目前各国对于河砂的开采也有着严格的管理。

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nature期刊报道孟加拉国北部乌姆吉河卫星图像,显示了采砂的影响

为何一定要使用河沙,海沙、沙漠砂不行吗?

河沙日益短缺,但毕竟沙子还有海沙、沙漠砂,且说沙漠砂,光世界上最大的撒哈拉沙漠就有近900万平方公里,如果真的能够开采起来,那还用愁没有资源吗?

为何建筑要用沙子?

沙子最大的用途就是与水泥、石子等一起混合形成混凝土,砂石在混凝土中其实起着骨架的作用。水泥加水后会发生反应形成水化硅酸钙,而生成的水化硅酸钙会将石子和砂子包裹住,同时砂石起着骨架的作用,可以使混凝土承受更大压强。这也是为什么水泥浇筑的时候需要加入大量的沙子。

河沙的独特性

之所以建筑用砂几乎只用河沙,这是因为混凝土中使用的沙子是具有一定标准的。一般来说只有直径在1.6—4.75毫米的沙子才能达到建筑上的要求。直径低于1毫米的沙子,是无法用在建筑领域的。

看到这里或许你的疑惑已经得到了部分解答,河沙受到水流的冲刷作用较弱,因此河沙的颗粒尺寸能够保持在数毫米的的范围内,另外河沙颗粒棱角分明,这使得它与固化的水泥之间能够结合得更加紧密,完美地符合了建筑用沙的标准。

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过于圆润的颗粒对强度不利

沙漠砂和海沙用起来困难较多

沙漠砂一个非常大的特点,就是太细了。沙漠砂的形成主要是岩石风化形成的,砂石之间经常发生摩擦,导致粒度被不断细化,颗粒半径减小。根据资料显示,我国部分沙漠砂的平均粒径约为0.2mm左右。粒度过小在混凝土中难以起到骨架的作用,另外粒径过于细小的沙粒吸水性较强,还会影响水泥的固化。

而海沙最大的问题在于,海沙中的可溶性盐分太高,特别是其中的氯离子。我们知道海水是含有大量盐分的,海沙被打捞起来后,表面会附着大量的盐水,而氯离子对钢筋具有很强的腐蚀性,它可以破坏混凝土钢筋表面的钝化层,导致钢筋被不断氧化、腐蚀,产生的锈蚀产物体积变大,挤压混凝土,对建筑造成严重的破坏。所以海砂如果要使用,必须提前经过处理,来清除其中的氯离子,但这也增加了使用成本。并且若处理不当,容易产生安全隐患。海沙不像河沙,河沙长期在清水的冲洗下,沙中所含的可溶性盐已经全部被冲洗干净,也就不存在离子腐蚀的问题了。

最后

沙子这种看似不起眼的物品,它的短缺问题正在逐渐上演,建筑行业也会受此影响,我国虽然是产沙大国,但也依旧存在着危机意识。科学家们正不断地尝试使用其它产品来替代部分河沙,例如碎石、工业尾矿以及建筑垃圾等等,想要彻底解决沙子危机,还需要全世界科学家们的进一步努力。