沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
沙漠里的沙子太细,含土量高,碱性太强,不适合用作建材。
前些年网上流传出一道文综地理模拟试题,第四小问是:推测沙特阿拉伯要从澳大利亚进口沙子和骆驼的原因。
这道题估计大部分看到了都会懵,属于严重超纲的题目,超出了高中生的知识范围,绝大部分高中生都答不出来。
参考答案是,进口沙子的原因:沙漠里的沙子颗粒过细;沙子中黏土的含量比较高,这些黏土成分会极大地降低混凝土的强度;沙漠里沙子是不能直接当建材用的。
沙漠虽然占全球陆地面积的20%,但是沙漠里的沙子却不能用作建材,导致沙漠国家还要进口沙子 。
并不是所有的沙子都能用于建筑材料,根据《国家标准GB/T14684-2011·建设用砂》中的规定,建设用砂分为天然砂和机制砂。天然砂是指自然生成的,经人工开采和筛分的粒径小于4.75mm的岩石颗粒,包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂(海砂有强烈腐蚀性,会腐蚀钢筋,用于建材必须淡化处理)。机制砂是指经除土处理,由机械破碎处理、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒。
天然砂和机制砂都不包括软质、风化的岩石颗粒,也就是沙漠里的沙子。
砂按照细度模数可以分为粗、中、细三类。
粗砂:细度模数为3.7—3.1,平均粒径为0.5mm以上。
中砂:细度模数为3.0—2.3,平均粒径为0.5-0.35mm。
细砂:细度模数为2.2—1.6,平均粒径为0.35-0.25mm。
建材当中一般是用中砂,或者用比例4:1的粗砂加细砂,而沙漠里的沙子比细砂的粒径还要小,平均粒径只有0.2mm,太细的沙子难以凝固,无法用作建材。
其次,沙漠中的沙子含有大量的黏土和杂质,这些黏土和杂质会影响混凝土的强度,而天然砂和机制砂的含泥量和石粉含量粒径都要小于75微米。
最后,沙漠中的沙子盐碱度高,沙漠里蒸发旺盛,导致沙子里沉淀了大量盐碱性物质,这一点最为致命,人们为了增加建筑的安全性会尽力减少混凝土中的含碱量,因为碱-骨料反应会导致混凝土胀裂,降低强度和耐久度,因此不可能使用盐碱度很高的沙漠沙子。
另外,“沙子”和“砂子”也是有区别的,“沙”和“砂”两个字有时可以混用,有时又不能混淆。
“沙”是指细碎的岩石颗粒,与自然因素有关,比如沙漠、沙滩、沙尘暴等。
“砂”是指用作建筑材料的岩石颗粒,与工程、矿物、制造有关时使用,比如水泥砂浆、金刚砂、朱砂、砂纸、砂轮、磨砂等。
简而言之,就是在自然界中通常称作“沙”,在人类活动中称作“砂”。
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
去年,河南省发布的一则报告中显示,河南省建筑用沙子的需求量约为每年2.1亿吨,然而全省的开采量只有4000万吨左右,不到需求量的1/5。
其实不止河南一省出现沙子的供需缺口,随着工业化以及城镇化的发展,全世界各地都因缺少建筑用沙而导致工程延期。还有一些地方因为需求大于供应,以至于砂石价格在一年内上涨好几倍。
根据英国《自然》杂志预测,由于目前沙子和砂石的开采速度远远超过了自然恢复速度,按照这种趋势,很可能会导致未来无沙可用。
那么问题来了,在未来沙子真的会成为稀缺品吗?全球有那么多沙漠,为什么不用沙漠中的沙子用于建筑工地呢?
这里,我们就不得不提到沙子是什么了。
沙子在地球刚形成之初,地球还是一个熔融状的大火炉,后来地球温度不断降温,导致地球表面出现非常多的坚硬岩石。
这些岩石在风力、水力的作用下逐渐破碎,形成一个个较小的颗粒物质,其中颗粒较小的物质会形成土壤,颗粒使用甚至较大的物质会形成沙子、砂石。
根据产地的不同,沙子又分为:河沙、山沙以及海沙,而一般建筑用的沙子主要是河沙,而沙漠中的沙子,不符合建筑行业的标准。
这是因为山沙虽然含沙量高,但它的表面粗糙,且棱角分明,不利于建筑的稳定。
其次是因为沙漠中的沙子相对于河沙而言更细,一般直径在0.2毫米以下,而建筑用的砂石颗粒在1-3毫米左右。较细的沙子的承重量不如河沙,不利于建筑的稳定。
再者,山沙之中有相对较高的杂质,比如:黏土的含量较高,和建筑用砂石相比,坚固性差,不利于修建高层楼房。
河沙中的杂质较少,这是因为水流可以将沙子中的杂质冲刷干净,因此河沙更为干净,被广泛应用于建筑、工程行业。
也就是说,山沙无法取代河沙在建筑行业的位置。
阿联酋国土上有大量的沙漠,但他们仍在大量进口沙子,要知道建筑行业对沙子的需求量非常大,如果沙漠中的沙子能够被用于建筑行业,那么他们就不会花重金进口沙子。
最重要的是,即使沙漠中的沙子符合建筑行业的需求,但由于沙漠地区不适宜生物生存,以至于人烟稀少。
人烟稀少意味着这里交通不便,基础设施不完善,导致开采沙子成本上升。
除此之外,对沙子需求量较高的地区一般是沿海地区,而沙漠分布在我国西北地区,即使开采成本为0, 但交通成本也会导致沙子成为“奢侈品”。
也就是说,无论是从建筑行业的用沙标准,还是成本而言,沙漠中的沙子都不适合建筑行业。
沙子用完怎么办?虽然很多人都不相信沙子会用完,但确实有许多专业机构预测在本世纪末期沙子资源可能会枯竭。那如果沙子真的用完了,该怎么办呢?
目前来说,还没有出现便宜、低廉、易得的沙子替代品,我们只能寄希望于未来有科学家能够找到一种新材料,或者新的建筑设计方式来解决沙子的资源问题,我们曾经用这种方式解决过石油资源危机。
在上个世纪时就有科学家认为石油资源会在不久后枯竭,在直到现在石油资源也没有枯竭,而且即使石油资源枯竭,人类也已经研究出了石油的替代品,如:潮汐能、风能、核能等更为清洁的能源。
只是现在工业化以及城市化对沙子的需求量越来越高,以至于沙子的供需矛盾越来越大,目前正迫切需要一种解决办法。
总结虽然地球上有70万平方千米的沙漠面积,但由于沙漠中的沙子颗粒度不够,杂质含量较多不够洁净等因素,使得沙漠中的沙子不能应用于建筑行业。
虽然沙子可以在自然界中形成,但是沙子自然形成的速度远远满足不了人类对沙子的需求量,这也使得多家媒体预测沙子资源或将在本世纪末枯竭。
不过,在以往人类历史中,如果人类的发展需要严重依赖某种能源,而该能源又濒临枯竭时,人类都会研究出相应的替代品,希望这一次沙子也能遇到平价、低廉的替代品。
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
有句话说得好“万物都有用”,只是这些物体作用的小不一样,而随着人类的发展,沙子的作用是越来越大了,并且在价值上也越来越大,我们修建公路,房屋都需要沙。然而使用的沙子并非是我们沙漠之中的沙子,而是需要形成很久的河沙。所以如今的河沙单价可能也是在百元左右。这个价格相比来说还是比较贵了,还算是批发价格。
联合国发布了一项统计数据,那就是在前几年地处沙漠腹地的阿联酋,仅在一年之中,就进口了价值4.56亿美元的优质沙子用于基建,所以人类对河沙的需求量是越来越大,最终可能会成为一种稀缺的资源。
《自然杂志》也公开发表了一项研究,那就是随着沙子的需求量不断提升,每年会用到320亿吨到500亿吨沙子,这个用量已经超过了自然生长率,人类应该确定沙子来源的可持续性,其次是鼓励使用替代性资源,这也再次说明了河沙的重要性,这也是人类无法使用其他方法来替代河沙,这可能也成为了导致河沙减少的原因之一。
为何沙漠的沙子不能用于建筑用沙?确实,沙漠的沙子真的是太多了,占了全球面积的20%,不少人可能会认为这种资源无穷无尽,但实际上沙漠里的沙子太过光滑无法使用,工业使用的沙子主要来自河沙,但河流面积只占全球面积的1%,这完全是没有办法比较的,我们就详细说明下。
第一、我们也说了一个了,那就是沙漠里的沙子太过光滑无法使用,附带的一个情况就是“碱量过高”,如果将沙漠的沙子用于建设,很容易导致沙子出现化学反应,从而影响建筑的安全度,所以这相当于是“物质之间”的化学反应阻挠了沙漠沙子的使用。
第二、有害物质含量高,沙漠沙子在形成的过程之中,除了风化或者说风吹等因素影响之外,就算是雨水的洗礼都极少,更加别说清除这些沙子之中的所含物质,根本是不可能的。简单地来说,沙漠中的沙子基本属于原地风化的产物,由此所含的有害成分无疑比较多。
而河沙是经多年沉积形成的,在这漫长的岁月中,沙中的泥块、云母等有害物质都被过滤消除,所以使用起来更加安全。而如今我们使用沙子又是修建建筑,搞基础建设与人类关系最为密切,如果存在有毒物质,使用了不是自己为自己铺垫了一条不归路,很明显是不能的使用的。
第三、沙漠沙子的颗粒过细,没有混合水泥和沥青所需的足够的碎裂面,不符合建筑要求,所以基本的要求都满足不了也不能使用。
这就是最为基本的三种情况,看上去确实不能使用与建筑,所以在人类没有办法进行对沙漠沙子处理之前,一定不能使用沙漠沙子。
难道沙漠沙子“一无是处”?对于沙漠沙子来说,其实也并不是一无是处,既然它存在于了地球上,说明还是有它的机制存在,它在构造沙漠生态系统具有明显的意义,如果沙漠生态系统消失了,地球的气候也会处于不稳定状态。
我们如今虽然看不到沙漠系统地对环境影响的好处在哪里,但是也未必它就没有好处。同时很多人都人类如今应该将沙漠全部变成绿地,这样明显也是不太好的。
沙漠占了全球面积的20%,要想全部改变过来,这个基本不太可能,同时在针对沙漠系统改变的时候,对原始沙漠系统也会带来影响,特别是对沙漠地区的动植物来说,可能会直接带来物种上的灭绝,例如:仙人掌、骆驼。
虽然这些植物不在沙漠之中也能够生存下来,但是未必这些环境就是适合它们的,可能沙漠生态环境更加适合它们的生长,天生就应该处于这种环境下,所有有时间可能人类还是有点“画蛇添足”的情况。
那海沙能够替代河沙吗?沙漠沙子不能使用了,那么海沙能够使用吗?大海的沙子确实较多,我们在海滩边去过的人都应该知道,海滩的沙子十分多,并且看上去与河沙很相似,但是海沙也不能直接使用,由于海水是咸的,在使用海沙前必须先进行净化处理。否则,用海沙建造的房子会变成“楼脆脆”。对海沙进行处理后作为建筑材料,会增加不少成本。
所以如今也很少有人用海沙,海沙处理不少的问题也非常明显,也是我们能够之间看到的。
综合:河沙,沙漠沙子,海沙等情况,我们可以看出来河沙使用起来是最方便的,不经过任何处理就可以直接使用,这就是方便之处,成本低还不会出问题,作为老板,你肯定是想采购河沙,也不会去采购海沙以及想办法进行沙漠沙子处理来进行使用,所以如今的沙子涨价是很正常的,原材料涨价那么房子涨价也就正常了,这是相互影响的关系。
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
建筑用沙紧缺,那为什么不用沙漠里的沙子?
题主提出的问题,估计很多不了解建筑知识的建房朋友都有这个疑惑。现在农村的砂那么贵,好多地方都没砂拉了,尤其是河南地区,有很多施工队都来住宅公园抱怨。还有的朋友说,没有大砂自家建房只好把石头磨碎了,用石粉代替河砂。
既然现在砂这么紧缺,那么为什么不用沙漠里的沙代替呢?
首先,我们农村建房大多用的河砂密度很大,而沙漠沙非常细小,含有泥土。其次,沙漠里的沙子本身还带有一些盐和碱。如果用这些沙子建房,对钢筋有腐蚀性,房屋就会产生安全隐患。
用沙漠沙来搅混凝土,强度达不到要求,可能就会像下图这位朋友家一样,混凝土强度不够,浇筑好后一戳就掉。
总之就是,沙漠沙太细,太黏,且含土,与河砂相比可塑性很差,不适合用在建筑和混凝土中。
虽然说沙漠沙的颗粒度不够,硬度也不够,但是很早以前也是有用沙漠沙建房的,不过已经不适宜现代社会了。而且想要在沙漠里运沙来盖房,运输还有人工成本太高,老百姓也消费不起。
据了解,现在河南农村地区河砂320每方,各位建房朋友你们那里的砂现在什么价格呢?还买得到吗?
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
我们知道,混凝土的配方主要为水泥、水和沙子,沙子在凝结后的混凝土中起着骨架作用,适量沙子的加入能够增加混凝土的强度,一般情况下,这些混凝土中所含的细砂集料约占混凝土中质量的25%。目前全世界向混凝土中加入的沙子基本都是河砂,因此对于河砂的消耗量非常巨大,目前全世界的河砂已经出现了供不应求的现象。
大量河沙开采严重破坏生态环境如果人类大量开采河沙,会对生态环境造成严重的破坏。河床的沉积物是河流经过上万年甚至上百万年形成的稳定状态,如果随意开采这些沙石,将会对该平衡造成破坏,例如将会改变河流的原有运行规律,导致河流改道,冲刷堤坝,导致水土流失造成地面垮塌,因此现在国家对于河砂的开采有着严格的管理。
那么,沙子不止有河沙一种,其它沙子可以吗?比如沙漠砂,海砂等,这些问题其实已经有很多科研人员正在进行研究,相比于河沙来说,例如沙漠砂我们甚至可以用取之不尽,用之不竭来形容,我国新疆沙漠的面积就大约占新疆总面积的26%,而世界上最大的撒哈拉沙漠就有近900万平方公里,仅比我国国土面积小几十万平方公里,如果能够利用好沙漠砂,那么我们将不需要愁没有建筑原材料了。
沙漠砂作为建筑沙材料存在哪些问题?沙漠砂的形成主要是岩石风化形成的,砂石的颗粒半径都较小,因此在混凝土中,很难起作为骨架的作用,一般建筑所使用的沙子都为粗砂、中砂,粒径大约在2mm到4mm左右,而我国我国部分沙漠的沙漠砂平均粒径约为0.2mm左右,这将严重限制了这些沙子的使用,粒径过于细小的沙粒吸水性较强,还会影响水泥的固化。
另外,沙漠砂中的杂质较多,河沙的主要成分为石英等硅酸盐类无机化合物,而沙漠在以前,一般都是被绿植覆盖的区域,因此,在沙中会存在着一定的黏土以及有机物杂质,这些物质强度较低,在掺入水泥中后无法经受住高强度的压力,同时这些物质会导致沙石和混凝土的接触界面处粘结不牢固,易脱落导致强度降低。
最后沙漠中的盐碱度高,与河砂不同,河砂由于常年被河水冲刷,基本上河砂中含有的可溶性盐碱都已经被溶解带走,而沙漠中常年干旱,砂石中含有大量的可能性盐及碱类物质,在使用这些砂石加入混凝土中将会溶解出部分离子,而这些离子很有可能会对混凝土本身以及内部的钢筋造成腐蚀,并且这种行为是一个时间非常漫长的过程,因此对于科研人员来说,这些长期的影响还有待进一步观察,在还没有足够充足的数据情况下,人们还不能直接使用。
总结针对目前这种河砂产量不足的情况下,人们正在考虑使用其它产品进行部分替代河砂,从而减少河砂的用量。例如人们开始考虑碎石、工业矿渣和废料作为混凝土骨料,对于沙漠砂,由于各地区沙漠砂均具有粒径极细、吸水率高、具有轻微腐蚀性的特性,导致纯沙漠砂混凝土存在抗压强度、坍落度均偏低等问题。因此,希望在未来,人们在这方面的研究能够有所突破,将沙漠砂变废为宝。
参考资料
张国学.沙漠砂对水泥砂浆和混凝土性能的影响
《Nature》Time is running out for sand
《沙漠砂混凝土资源化利用研究进展》
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?
很高兴能够看到和回答这个问题,作为一个悟空问答爱好者,我每天都在关注很多有趣的消息,每天收获也蛮多的。
首先,我觉得这是一个非常好的问题,也是很多小白用户困惑之处,下面我将根据自己的经验认真回答这个问题。
沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙?我们都知道当我们盖房子的时候,我们需要用沙子。沙子和水泥混合在一起,经过一定比例的混合,形成水泥砂浆,这是我们使用的软木水泥砂浆。此外,沙子、水泥和石头可以混合到混凝土中。因此,砂是工程建设中非常重要的材料。沙漠里的沙子其实是长期风吹日晒的结果,沙子本身的物理性质和我们常见的一般的河沙和机沙有着很大的不同!
我们都知道沙漠里什么都没有。沙漠中沙子最多。在沙漠中使用沙子不仅减少了天然石材的开采,而且合理有效地利用了沙漠资源。同时,我们可以改变绿色沙漠。为什么我们不能在沙漠里直接用沙子盖房子?这难道不是对资源的合理利用吗?
现在让我们谈谈为什么沙漠中的沙子不能用于建筑。
1.碱含量比较高:
沙漠中的沙子是在干燥的自然环境中产生的,并且碱含量太高,这是最严重的缺点。由于目前建筑用砂强调砂的碱含量,一旦砂用于建造房屋,高碱含量的砂将与水泥和水反应,导致最终水泥砂浆的强度不足。水泥砂浆强度不足会立即导致墙体开裂,造成非常严重的后果。
2.沙子有害物质含量高:
沙漠中的大部分沙子是原地风化的产物,没有有害物质的过滤作用,其中含有更多的有害成分。相对来说,河沙是由远处的水流形成的。经过长期清洗和腐蚀,其中所含的有害物质已基本清除。
3.沙子的颗粒太细:
建筑用砂一般为粗砂或中砂。国家严格要求建筑用砂的尺寸。通常,使用直径为1-3毫米的沙子。但是,由于长期风化,沙漠中的沙粒太小,直径一般小于0.3毫米,不符合国家建筑用沙粒粒径标准的要求。
4.没有可靠的分类和评级:
这是因为沙漠中的砂基本上是原地风化,没有长途运输和分选过程,所以分类较差,不适合建筑用砂。
目前,随着天然砂利用难度系数的增加,机械砂在建筑砂中占据主导地位。使用冲砂设备,清除杂质后,可进行不同粒径的机械砂施工。
一般来说,沙漠中的沙子不能直接用作建筑用沙。在施工期间,最好使用既经济又环保的机械砂。
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