科學(xué)探索:沙漠里沙子那么多?怎么建筑業(yè)還缺砂?是因?yàn)樯衬纳傲2缓糜茫?/b>
發(fā)布時(shí)間:2021-04-08
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科學(xué)探索:沙漠里沙子那么多?怎么建筑業(yè)還缺砂?是因?yàn)樯衬纳傲2缓糜茫?

最近很多網(wǎng)友都關(guān)注到了類似的一個(gè)報(bào)道,說(shuō)全球正面臨“缺砂”局面。有人問(wèn),真的缺砂嗎?沙漠那么多,沙塵暴也不少,怎么建筑業(yè)還缺砂呢?

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沙漠里不缺沙子,能直接給建筑業(yè)用嗎?

首先,我們看一下什么才能稱為“砂”。

一般會(huì)這樣界定,尺寸在0.074-2毫米之間的顆粒物質(zhì)被稱為砂,低于這個(gè)尺寸的為泥砂,大于這個(gè)尺寸的則被稱為礫或角礫。而“沙”,則界定比較籠統(tǒng),范圍比較大。

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“砂”不等于“沙”

對(duì)于砂子,大家并不陌生。自然界中的砂子,多來(lái)源于各類石頭或貝類,有的是風(fēng)蝕成砂,也有水蝕形成,還有冰河磨蝕,也有自然破碎分解形成。種類有河砂、海砂和沙漠砂等。

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海灘

人類對(duì)砂子的使用相當(dāng)廣泛。小到硅基芯片和各類光學(xué)玻璃鏡片,大到玻璃幕墻和建筑建造,都會(huì)用到大量的砂。特別是建筑業(yè),混凝土用砂量最大。

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硅晶圓

然后,我們看看哪里有建筑業(yè)能用的砂?

這與建筑用砂的種類有關(guān)。一般情況下,適合建筑混凝土使用的砂或礫,要求顆粒直徑大約在0.15-5mm 。太小和太大都不行。

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混凝土是水泥與水、砂、石子,其它化學(xué)或礦物外加劑,按比例配合,均勻攪拌、密實(shí)成型硬化而成的人造石材。

沙漠砂磨圓度太高,表面光滑,含堿量大,聚合性差,對(duì)水泥要求高,不便于直接使用;

海砂顆粒則含有大量氯化物和貝殼成分,填海造陸沒問(wèn)題,但海沙中的氯化物會(huì)腐蝕鋼筋,貝殼成分會(huì)降低混凝土的性能,給混凝土工程帶來(lái)安全隱患,國(guó)家對(duì)海砂的開采、除鹽、混凝土拌制有嚴(yán)格規(guī)定,海砂在建筑混凝土工程里的使用比較嚴(yán)格。

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海沙中含有大量氯化物和貝殼成分,在建筑混凝土工程里的使用比較嚴(yán)格

只有河砂顆粒適中,雜質(zhì)少,性能穩(wěn)定,加工簡(jiǎn)便,最適合在建筑混凝土中大量使用。

第三,我們?cè)倏纯唇ㄖI(yè)是不是真的缺砂?

河砂雖然屬于可再生資源。但是它的再生速度確實(shí)趕不上因快速推進(jìn)城市化進(jìn)程導(dǎo)致的全球混凝土消耗速度。全世界一年(2012年)消耗掉的砂石料保守估計(jì)在400億至500億噸,而這個(gè)量是全世界所有河流每年輸送的沉積物數(shù)量的兩倍。所以,從這個(gè)角度看,河砂總量會(huì)越來(lái)越少。

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城市化進(jìn)程的推進(jìn),導(dǎo)致全球混凝土消耗量巨大

但是,砂資源實(shí)際上又不屬于真正的全球普遍性短缺,因?yàn)槟壳俺嗣磕旰恿餍螺斔偷哪嗌?,各地還有大量現(xiàn)存砂儲(chǔ)備,全球總儲(chǔ)量其實(shí)能夠供應(yīng)目前的需求。這種短缺其實(shí)是區(qū)域性資源不平衡,但因?yàn)槎倘钡膮^(qū)域在全球都有分布,所以在許多報(bào)道中直接被報(bào)道成了”全球缺砂”。

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每年河流都會(huì)輸送新的泥沙

那這種缺砂的局面是怎么形成的呢?

其實(shí)不難理解,一般大量需要建筑用砂的是大型城市。

但這些城市及周邊往往河砂產(chǎn)量有限,但建筑商用砂不到萬(wàn)不得已不會(huì)舍近求遠(yuǎn),所以當(dāng)?shù)睾由皶?huì)出現(xiàn)短缺。同時(shí)一些有豐富河砂資源的地方,周邊可能沒有大量河砂需求,但由于河砂用量巨大,建筑大量使用河砂需要出于成本考慮,遠(yuǎn)距離運(yùn)輸可能會(huì)造成成本過(guò)高。

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迪拜周圍不缺沙漠,但是建筑用砂需要大量進(jìn)口

而且,大量或超量開采河砂,對(duì)江河湖泊生態(tài)破壞巨大,甚至某些靠近城市的河湖區(qū)域,因?yàn)檫^(guò)度采砂,導(dǎo)致湖泊水位下降等,已經(jīng)危及了周邊濕地生態(tài)的存續(xù)。很多地區(qū)早已開始審視采砂造成的生態(tài)破壞,收緊對(duì)采砂業(yè)的管控,而且已經(jīng)有國(guó)家開始禁止采集正常河道內(nèi)的砂子,甚至有些已經(jīng)禁止河砂出口。

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采砂的背后,伴隨著生態(tài)破壞

砂也是重要的生態(tài)資源,不能再無(wú)節(jié)制地濫采。

以上種種,加之加速的城市化進(jìn)程,導(dǎo)致需求和供給發(fā)生區(qū)域性的不平衡,也就導(dǎo)致了“全球缺砂”情況的產(chǎn)生。

其實(shí)海砂也一直在用,但海砂由于需要脫氯處理,太容易被不法商家以次充好銷售使得不合格砂品流入市場(chǎng),帶來(lái)建筑安全隱患,無(wú)法完全代替河砂,而且開采海砂也同樣存在河砂類似的生態(tài)困境。

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沿海吹填造陸

在砂資源短缺的地方,也在嘗試使用礫石或碎石制造人工砂,回收建筑材料,或?qū)ふ移渌娲罚瑏?lái)替代河砂,雖然目前方案很多,但從技術(shù)成熟程度以及成本考慮,尚無(wú)法解決短缺局面,但立意都很好。

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廢棄建筑垃圾二次利用,可以制造環(huán)保磚

其實(shí),頭疼醫(yī)頭,腳疼醫(yī)腳,看似很自然,實(shí)則未及根本。

比如遇到砂子短缺,人們很自然會(huì)先想到怎么才能保證砂子供應(yīng)或者找替代品??墒牵蠹矣袥]有想過(guò),這些增長(zhǎng)需求背后,全世界有多少新建建筑建成即空置,全世界有多少新城區(qū)落成多年還是空城,有多少砂子,其實(shí)是被浪費(fèi)的砂子。

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砂子,真的短缺嗎?

謹(jǐn)以此文與君分享,個(gè)人觀點(diǎn)如有偏頗請(qǐng)不吝賜教,謝謝您的閱讀。



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