讓沙漠之國很苦惱的事,真實地發生著
沒錯,就是那個富得流油的沙漠國家——
阿聯酋
!
地處中東,他們最不缺的是
石油與沙子
,前者給他們帶來了讓人羨慕不已的財富,後者,讓他們飽受大自然無情的蹂躪,一直被世界第二大沙漠,不斷侵蝕。
人類的渺小,在沙漠無情的沙子面前,總顯得那麼無奈,哪怕他們富可敵國,似乎也無法徹底扭轉這一局面。
可讓人更無語的事情,也發生著:
超過一半的國土都是沙漠的阿聯酋,居然需要花大筆大筆的錢,去滿世界地買“沙子”
。比如,他們的經濟之都——迪拜, 光每年花在
進口“沙子”
的費用上,每年大概就花了不少於
4億美元
。其中,造價15億美元的世界第一高樓,
哈利法塔,所用的“
沙子
”,就是跨過了半個地球,從澳大利亞遠洋運回來……
那就涉及了兩個問題:
一、
沙漠之國阿聯酋,為什麼就不能就地取材,拿沙漠裡的沙子,一舉兩得地用於基建材料呢?
畢竟,舉目之處,基本都是一大片的沙漠,為什麼,就不能把這些“資源”,用在基建或工業上呢,還能順便還能改善飽受折騰的沙漠化環境呢?
二、
全世界真就這麼缺砂,這玩意不是隨處可見麼?為什麼,還需要大量進口
?
回答這系列問題的,最核心的關鍵點,在於此
沙
非彼
砂!
沙,通常泛指
形狀細碎的小石粒
!這種“小石頭”,就是因為它們個頭太小了,所以風一吹、水一刷,就會被捲起,形成與沙子相關的地形或天氣景象,比如沙灘、沙漠和沙塵暴等等。
而
砂
呢?在專業術語中,它有屬於自己的特定的工業角色,比如我們常見的基建、建築材料,比如按個頭還可以繼續分為:粗砂、中砂和細砂。
所以,從某種程度上,你可以理解為沙子,是一個更廣泛的詞語,而砂子,才是經過篩選後,被人定義為有價值的“砂子”。
那為什麼,沙漠中的沙子,就不能成為蓋房子用的“砂子”呢?兩者究竟差在哪?
首先,你得明白,砂石,之所以能成為工程結構中,重要的材料組成部分,是因為從材料結構和特性上,它既能科學地滿足了建材的效能要求。同時,廣泛存在在自然界的它,又是價效比最高的材料之一。
但作為建築、工程材料的最重要的核心主材料之一,它的質量優劣,對於整個工程的質量和耐久性,總能起著至關生死的作用與影響力。
所以,概括性地說一句:
砂,是有科學標準要求的“沙子”
。
沙漠裡的沙子,無法成為那有用的“砂”,是因為它沒達標,那究竟是哪些方面沒達到具體標準呢?
第一,顆粒形狀、平均個頭大小,都不符合標準要求
;一般的砂石料,有
針、片狀顆粒、也有方形,或不規則形狀的。按不同地域、不同形成機制,往往讓它們又千差萬別,可建築材料中,對
天然砂粒徑的粗細程度及類別的指標是有要求的。
比如,建築用砂,通常選用粗砂或中砂,如
中砂
其平均粒徑為
0.5-0.35
mm,又如
粗砂其
平均粒徑則為
0.5mm以上
。若太細了,在與
混凝土攪拌一起時,材料成型後就不能產生良性有效的結構力。
而沙漠中風化所形成的沙子,不僅顆粒過細了,而且形狀圓潤細膩,與那部分透過水流或人工直接研磨而成的
大粒不規則的砂子相比,沙漠的沙子與水泥的結合,比較難形成符合建築標準的堅固混凝土。
第二,含泥、含粉量過高
,在沙漠潤物細無聲的風力作用下,沙子,有一部分會化為泥、形成粉,而不同於河流、海洋的沖刷下,大部分泥土會與沙子分離。在沙漠中,缺少了這個分離過程,而沙漠中沙子的含泥量並不低。若你要想完成這樣的清洗,就意味著你需耗費大量的水資源……。很顯然,在沙漠嚴重缺水的地方,這未免有點異想天開了。
第三,含鹼量過高
,因為,沙漠中的沙子,不僅一直被風侵蝕,而且在風吹日曬的環境下,水汽蒸發的同時,留給它的是那些鹽鹼雜質。
而且與砂子CP般存在著的
水泥,其主要成分是矽酸鈣(
化學式,為CaSiO3
),它是一種弱酸強鹼鹽,與水都會發生水化反應產生遊離鈣、矽酸、氫氧根,呈現鹼性,其鹼性高低與矽酸鈣含量成正比。
可一般建築中,人們就強烈要求:把水泥和外加劑中的
鹼含量加在一起,一般每方混凝土不超過3.0KG。
那為什麼要
限制混凝土含鹼量呢?
含鹼量過高,實際使用過程中,它就會與建築材料中的一些物質,產生化學反應,以致於影響砂石混合物質量,導致建築物的強度和安全,這或許也是最致命的一點。
同時,鹼性過高,也會
汙染牆面。泛鹼建築,往往會“流淚”那樣,不僅讓基層與表面粉刷層粘結力不夠,使得貼面粘結不牢固,破壞建築物外觀的美感及耐久性。時間久了,還必然會誘發發黴,生長黴菌,發黴的建築,換誰願意住?
所以,建築標準裡,對於
含鹼量
這一點也有著很嚴格的要求。
第四,沙子中的有害物質
,不同於河砂、海砂,水裡的浸泡與溶解,不僅會帶走砂中的泥塊、淤泥、雲母、硫化物、硫化鹽。而沙漠中的沙子,也少了大自然所扮演的這道“清道夫”的工序。
大量殘留的風化產物,不管有害無害的天然成分,都混雜在一起,若不作任何分離,就直接應用於一直與人相處的建築材料,這顯然很不妥,但若你要強行利用後期人工手段去清除這些有害物質,這成本,還真不是一般能負擔得起。
上述第一個原因,會直接導致了沙漠中的沙子,無法直接應用於,那些對結構和堅固性要求比較高的建築場合。個頭形狀、大小的問題,是無法改變的基因問題。只能直接Pass了!
而若你考慮用於其他建築場合,其他三方面的風險,就要求需要經過二次“水洗”過濾,但考慮沙漠雨量低、本身靠著地下水供應、水資源和灌溉農用土地就很緊湊了,水洗,你就真甭想了!
所以,哪怕深處沙漠之地,舉目望去都是沙子,阿聯酋還是不得不跨過遠洋,從澳大利亞去進口質量更高的“砂子”,去完成大量的基建、建築用砂
這個世界,如今到底有多缺砂?
缺砂,這個問題,不僅僅出現在瘋狂蓋樓的阿聯酋,對於那些城市化迅猛發展的地域來說,砂子已經是不可或缺的重要戰略性資源。
聯合國
環境規劃署統計資料:全球砂子用量,已比20年前增加了200%,全世界每年要“吃掉”不少於
400億噸砂子
,按目前這個趨勢,到2030年,全球每年對砂石的需求將達到
500億噸
。
這個量級,究竟有多大呢?400億噸的沙子,若直接堆成高27米、寬24米的城垛的話,那這個城垛可環繞地球走一圈!
中國,有沒有這個問題,該如何解決?
放眼全球,中國也是最大的砂石消費國,從2008年到2019年
,短短11年之間,
我們消費總量
從100億噸,翻至213億噸
。而暢想未來,我們在基建產業的投入,也會進一步加大,阿聯酋的窘迫局面,或許也會在我們這裡同步上演。
比如,在砂子材料中,最重要的主力軍——河砂,就因為供需關係的緊張,一度引發價格狂飆。
從2010年的15元/噸,甚至一度炒到200~300元/噸,價格狂飆十幾倍
。
以前是一車一車地賣的,現在或許開始論斤買了!
既然,沙漠中隨地可見的沙不適用於建築,又想緩解砂石的燃眉之急,人們就不得不著手考慮其他替代品。一個非常重要的角色就出現了,它的名字叫
機制砂!
因為,這種透過粗篩、選出來的自然材料、符合標準的廢棄建築原料,透過專業的機械破碎機,而實現人工製成的砂石。不僅,可以在粒形、級配、石粉含量等方面,實現更嚴格的把控,甚至還能做到,讓其品質比河砂更穩定,級配更均勻,更能符合建築用砂標準。
而從環境保護、建築廢棄物的迴圈再用的角度出發,消費“
機制砂
”
,也是未來主流大勢!國砂石骨料網資料顯示:中國機制砂消費量,到了2019年,已達194。1億噸,而就連房地產專案中,也逐步實現了,混凝土澆灌用砂,已大多選擇機制砂,而河砂僅用於牆面粉刷等。