經常聽到建築用沙成了緊缺物資,但事實上全世界那麼多沙漠,啥都缺但就不缺沙子,為什麼不把沙漠裡的沙子拉過來造房子呢?隨便找個沙漠,房子可以造到地球人手一套!
古代建築石牆或者木結構,青磚也是用石灰或者黏土混合砌築的,所以當年的沙子用途沒有像現在那麼廣泛,大都用在鋪路和滅火或者沙袋防水患等處,但現在混凝土都用沙子,無論是砌牆還是硬化路面,或者澆築混凝土結構,甚至交通橋梁與水利設施以及高鐵線路,這些用量是極大!
而我們所說的建築用沙,大都是河沙,全世界河流就那麼幾條,除了現代河道外,還一些改道的古河道河沙,但這些都是有限的!建築用沙大致有如下分類:
石英顆粒為主夾有少量巖屑與泥質的河、湖、海成碎屑,稱為天然砂;
硬質且未風化的巖石以人工機械方式破碎後滿足建築用砂規格的,稱為機制沙;
上兩者混合稱為混合砂。機制砂和混合砂又統稱為人工砂。75%的沙子用途作為混凝土集料,混凝土中砂的比例約佔30%~60%。
建築用砂要求粒度小於4.75毫米,細度模數MX 3.7~1.6的細集料,海砂也可用於建築,但海砂因為含有硫化物及硫酸鹽還有氯化鈉等鹽分,其中的氯離子會腐蝕混凝土中的鋼筋,破壞鋼筋鈍化膜,形成腐蝕電池,降低PH值,造成鋼筋鏽蝕!因此國家建設部門有相關標準,建設用沙所用的一類沙氯離子含量不得超過0.01%;二類沙氯離子含量不得超過0.02%,而最低要求的三類沙,氯離子含量也不得超過0.06%。
機制砂過加工程
所以海砂必須淡化,目的就是降低海砂中的氯離子成分,最簡單就是衝水淡化,將海砂泡在淡水中24-48小時,並且這種方式還只能將表面部分氯離子去除,還費時費工費力!海砂未經淡化處理不得用於民用建築,所以說海砂可用,但處理起來超級麻煩!
海砂淡化流程
上文我們說了建築用沙對粒度是有要求的,既不能太細也不能太粗,不過如果真的比較粗倒也不錯,比如澆築地面時比較粗的鵝卵石或者破碎的粗石子,但沙漠中這些玩意兒是不存在的,能被風帶走的沙子粒度太細,而且還有大量的泥沙,總的來說沙漠中的沙子存在如下問題:
沙漠沙顆粒太細
風化的沙子中鹼含量過高
為什麼河沙的質量最好?因為河沙在淡水長期搬運過程中,各種有害的物質均已經被溶解衝刷,河沙不存在海砂的氯離子過高的問題,也沒有沙漠沙鹼和其他有害物質含量過高的問題,所以沙漠沙想用於建築,首先要篩選粒度,其次也要水洗,這個操作是不是有點麻煩呢?
杜拜進口沙子
這在外行看來可能是一個天大的笑話,杜拜第一不缺的就是沙子,第二不缺的就是石油,所以杜拜進口沙子的故事估計要讓大家暈菜了,但事實就是杜拜真的需要進口沙子用作建材,而理由上文也已經說明了!
據聯合國公開的數據,阿聯在2014年進口了價值4.56億美元的沙石。儘管地處沙漠腹地,杜拜仍需要大量進口建築用沙。沙漠裡的沙子都是風化形成,粒度過於細膩,不適合建築使用。
能利用沙漠沙嗎?
倫敦帝國學院的科研小組發明了一種用利用沙漠沙製造的建築材料,這種名為Finite的建材和混凝土一樣堅固且無毒無害,由 Matteo Maccario, Carolyn Tam, Hamza Oza, 和 Saki Maruyami 四位研究生共同發明。
這種建材使用的是最原始的沙漠沙,只需稍作篩選即可,這就大大降低了沙漠沙的處理難度,而且未來如果可以利用沙漠沙的話,對環境的破壞也會降到最低!
沙子的用途相當大,在各種自然資源的使用中,沙子用量僅次於淡水,排名第二。從泳池過濾到金屬鑄件和油井(水力壓裂技術用沙),到智慧型手機玻璃屏幕和牙膏的磨料,幾乎隨處都能見到它們!