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年消耗500亿吨!沙子全球短缺,撒哈拉沙漠那么多,为何不用?

一个令人震惊的消息,据CNBC日前报道,全球正面临沙子短缺,在过去的20年中,全世界沙子的使用量增加了2倍,达到了每年400~500亿吨,而沙子的自然产生速度远远低于目前的使用增长速度。

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早在2019年,联合国就已经将沙子短缺的危机提上了议程,但目前仍然缺乏可以持续开采的沙子的计划,未来的人口大量增加以及城市化发展,对沙子的需求将发生爆炸式增长!

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沙子是怎么来的?建筑用砂有什么要求?

沙或砂都可以,一般就是分割得很细的岩石,尺度在0.0625毫米到2毫米之间,大一点的叫砾(2至64毫米),更细的就叫泥了,简单的触感就是揉搓时沙沙的感觉就是沙子,粉末感觉就是泥。

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沙子的成分通常都是二氧化硅,通常以石英的形式出现,但成分会因为不同的岩石种类而不一样,一般都是岩石经过风化或者侵蚀后形成,比如最常见的是河流冲刷石头形成。一般在海岸或者河道内侧是沙子堆积的区域,它容易被水流搬运,流速降低时形成了沙洲或者海滩。

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什么样的沙才能做建筑用砂

现代建筑中的混凝土中的成分是沙子、水泥和水,根据混凝土要求比例会有所区别,但一般都要求颗粒度小于4.75毫米,建筑用砂的来源有两种:

天然砂:江河湖海中以石英颗粒为主的沙

机制砂:未风化的岩石通过机械方式破碎后达到建筑用沙规格

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机制砂

天然砂除了江河湖海这些区域以外,古河道中也有大量的沙可以取用,所以各位经常会听到黄河古河道沙被挖掘,导致环境破坏等,因为古河道已经覆盖泥土并形成植被,挖掘古河道的沙会导致环境灾难的发生,比如地下水位降低,地面开裂与大面积植被破坏,造成耕地面积减少等。

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机制砂生产过程

为什么要挖古河道的沙,海滩上沙子不是很多吗?

我们用的沙子中主要来自河沙,海砂也可以用作建筑,但因为海砂中含有硫化物以及硫酸盐和氯化钠等物质,会形成原电池,破坏钢筋的钝化膜,造成钢筋锈蚀,钢筋和水泥之间形成缝隙,继而降低强度,加速氧化,最后混凝土开裂、寿命减短,建筑物功能终止。

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当然海砂也可以通过水洗降低氯离子含量,只要氯离子含量符合要求(一类沙低于0.01%;二类沙低于0.02%,三类沙低于0.06%)即可用作相应标准的建筑,但这样操作会大量增加成本,因此很多不法建筑商就会用简单水洗后(标准至少在淡水中浸泡24-48小时)即用于加工,而且淡水还可能反复使用,根本达不到标准!

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使用了这些沙子的建筑,早期是看不出来的,但砸开水泥会发现里面的钢筋已经锈蚀,久而久之会造成使用寿命降低,建筑物过早退出现役。

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海砂含盐不能用,漠中沙子那么多,为什么也不用?

海砂是咸的,要腐蚀钢筋,大家都可以理解,但全世界那么多沙漠,一个撒哈拉沙漠的沙子可以让全球几百亿人时每人有房子住,还要担心沙子不够用?

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沙漠中的沙子和海砂以及河沙的区别是沙漠沙没有经过水反复冲刷,所以沙漠沙含碱量很高,会产生什么后果?稍稍受潮就会泛碱,就是和空气中的二氧化碳结合形成碳酸钙,体积膨胀,就是地面变白长白毛,甚至夸张的犹如地面一层毛毛,粉刷的墙皮顶起,也会腐蚀钢筋,降低强度等。

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所以沙漠沙想要用到建筑上,同样很麻烦,所以身处沙漠中的迪拜,却要进口建筑用砂,是不是一件非常讽刺的事情,但这没办法,沙漠沙不能用。据联合国公开的数据,阿联酋在2014年进口了价值4.56亿美元的沙石。

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2018年3月,伦敦帝国学院的一个小组开发了一种叫做“Finite”的建材,它利用沙漠沙制成混凝土,并且达到和河沙一致的强度,而且“Finite”还能降低二氧化碳的排放,因为现在全球大约有5%的二氧化碳来自于混凝土。

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沙子的用途相当大,除了建筑用砂外,还有半导体行业同样也用沙,当然主要还是各种建筑,2017年3月份在荷兰的举行的一场峰会中,荷兰设计师Atelier NL表示:

“沙子是仅次于淡水的地球上最消耗的资源。”

未来到底有没有沙子可用,必须要看现代技术是否能将沙漠沙改造成可利用资源了!