動(dòng)物生存法則中最重要的一點(diǎn)就是掠奪食物資源，人類為了生存和發(fā)展也在努力搶占各種資源。從以前通過殖民手段對(duì)土地資源進(jìn)行侵占，到后來通過武裝暴力對(duì)石油資源進(jìn)行掠奪，再到現(xiàn)在通過航天科技對(duì)太空資源進(jìn)行探索，人類的種種行為都是為了變的更強(qiáng)而積累更多資源。
除了積攢更多用于發(fā)展的不可再生資源，人類還會(huì)利用可再生資源和保護(hù)賴以生存的不可再生資源。比如加大科研力度多方利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能等可再生資源。還有保護(hù)淡水、土壤以及臭氧層等不可再生資源。
不過生活中有一種常見的資源，似乎無處不在卻又很少被我們提及。論數(shù)量，它幾乎可以與地球上的儲(chǔ)水量媲美。但論價(jià)格，它曾在2018年價(jià)格激增600%，并在之后價(jià)格逐年攀升，甚至有人為它喪命。如今，可能“沙子”危機(jī)已經(jīng)來臨。
沙是自然界中的微小顆粒。在沙漠、海邊，它們常常大量出現(xiàn)。沙子的本質(zhì)原本是在風(fēng)力或者水力影響下，被自然打磨成直徑只有不到2毫米的顆粒，所以我們把每個(gè)單獨(dú)的沙叫做一粒沙。比沙更小的尺度是泥，它的最大直徑不超過0.06255毫米。如果我們用手捻沙粒，就會(huì)有明顯的顆粒感，但是用手捻泥則會(huì)有細(xì)膩的粉末感。
仔細(xì)觀察沙子，我們不難發(fā)現(xiàn)它是五顏六色的小顆粒，透明、純白、橘黃、棕紅、墨黑等色彩不一而足。這是因?yàn)樯匙与m然幾乎一樣大小，但它們的成分卻各不相同。大多數(shù)沙子的成分是二氧化矽，也就是我們常說的石英石，還有一些沙子來自于花崗巖、石灰?guī)r等。也有一些沙子因?yàn)槌鲎杂谀撤N元素豐富的地帶，所以富含磁鐵礦、氯酸鹽、海綠石等不同成分。
地球上沙子最多的地方就是沙漠。沙漠的全名其實(shí)是沙質(zhì)荒漠。陸地上有大約21%的面積被沙漠覆蓋，但只有20%的沙漠上有沙粒，因?yàn)樯衬霞?xì)小的沙粒在常年的大風(fēng)下已經(jīng)被刮走，所以沙漠上只剩下了大小不一的石頭和茫茫無際的戈壁。
除了沙漠，海邊也有大量的沙灘或者沙丘。這是因?yàn)楹ＫL年累月對(duì)陸地上的巖石侵蝕，一些成分被水溶解，一些成分被海浪拍打成了細(xì)沙。流向大海的河水，也帶來了非常多的沙粒，在海水的作用下，它們慢慢就堆成了沙灘。
既然沙子的數(shù)量如此龐大，那為什么有專家說它是稀缺資源，極度稀少？為何說我們或許正面臨“沙子”危機(jī)？
人類對(duì)于“沙子”龐大的需求量來自于工程建設(shè)。因?yàn)樗切藿ǚ课?、鋪設(shè)道路的必用原料。不過此“沙”非彼“砂”，工程建造過程中使用的“沙子”統(tǒng)一寫作“砂子”。雖然它們都是指顆粒狀態(tài)的小石粒，或者類似于石粒的其他物質(zhì)。但沙子一般都是指自然狀態(tài)下的顆粒，比如沙灘或者沙漠中的沙。而用于工程建設(shè)的砂，則是經(jīng)過人工粉碎成顆粒狀的礦石。
由于沙子是天然形成的顆粒，所以在描繪自然或者氣候中都用“沙”來描述，比如沙塵暴、風(fēng)沙、飛沙走石。而砂石卻是人為加工的成果，所以在描述制造業(yè)或者現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)物時(shí)，我們都用“砂”字。比如砂紙、砂輪、砂糖、砂鍋等。一些特殊情況下，沙字和砂字是可以混合使用的，比如“采砂船”也可以寫作“采沙船”。
因此，對(duì)人類而言非常稀缺的資源其實(shí)是“砂子”而不是“沙子”。有人也許要問，既然都是顆粒巖石，為什么僅僅因?yàn)樾纬稍虿煌?，就出現(xiàn)一種因?yàn)榱可俣鴥r(jià)格高昂，一種卻隨處可見不被利用的情況呢？為什么不用海灘或者沙漠中的沙子代替人工制作的砂子呢？
砂子成為稀缺資源主要有兩個(gè)原因。一方面自然界中的沙子不能代替工程砂，另一方面則是因?yàn)槿祟惏l(fā)展過程中對(duì)砂的需求量太大了。
海邊的沙子不能代替工程用砂是因?yàn)?，這里的沙子長時(shí)間被浸泡在海水中，所以它們含有氯鹽成分。而工程中的砂子一般是用來做混凝土，但是氯鹽成分會(huì)破壞混泥土的牢固性，銹蝕鋼筋。鋼筋銹蝕后甚至能夠膨脹出原本體積的2.5倍，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土開裂，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐傻孛媪芽p、房屋倒塌。
沙漠中的沙子雖然數(shù)量龐大，但在常年累月的大風(fēng)中，這些沙子已經(jīng)被磨去了棱角，成了圓滑的小顆粒。原本用于工程中的砂石起到攪拌、粘合及增加牢固性的作用。但這種沙粒非但不會(huì)增加建筑物的堅(jiān)固性，反而會(huì)適得其反。再加上直徑越小的沙粒聚集在一起時(shí)吸水性越強(qiáng)，因此使用沙漠中的沙子還會(huì)導(dǎo)致水泥難以固化，所以人類也放棄了它們?cè)诮ㄖI(lǐng)域的使用。
砂在工程建設(shè)中的地位，就像是戰(zhàn)士上戰(zhàn)場(chǎng)一定要帶武器一樣重要。每立方米混凝土中要使用1.8噸水泥和0.35噸的水泥以及其他材料，砂石在建設(shè)中的使用量占比在90%左右。如此大的占比也注定讓它消耗巨大。
再加上近代社會(huì)發(fā)展過程中，人類工業(yè)發(fā)展迅猛，城市化范圍擴(kuò)張，房屋道路建設(shè)地越來越多，對(duì)砂子的需求也越來越大。據(jù)了解，早在2018年，我國建筑行業(yè)每年就要消耗掉400億噸砂石，有數(shù)據(jù)顯示，我國在近10年內(nèi)，對(duì)砂的使用量可能比美國在整個(gè)二十世紀(jì)用掉的砂還要多。雖然這和我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展快、人口多、國土面積大以及基建能力強(qiáng)也有關(guān)系，但中國是“用砂大國”確實(shí)是不爭(zhēng)的事實(shí)。
所以說，雖然地球上有大量的沙子存在，但自然形成的沙子無法用于工程建設(shè)，因此用作工程建設(shè)所需的砂子依然是稀缺資源。沒有砂子可用就不再建設(shè)房屋了嗎？答案當(dāng)然是否定的。那我們又該如何解決這個(gè)問題呢？
面對(duì)工業(yè)用砂需求量增長，價(jià)格飛升的現(xiàn)狀，建筑行業(yè)也在通過多種渠道解決砂資源稀缺的問題。一開始，人類使用河砂代替礦砂。
河砂是河水流淌時(shí)沖擊巖石形成的砂石，和沙漠中的沙子以及沙灘中的沙子相比，它形成的時(shí)間更短，所以顆粒更大，表面更粗糙，硬度也更強(qiáng)。再加上河水中沒有氯離子和鹽分，所以它不會(huì)給混凝土帶來任何負(fù)面作用，因此河砂是建筑行業(yè)認(rèn)可度非常高的砂石。
但是河砂開采也有著極大的風(fēng)險(xiǎn)，葡萄牙就曾發(fā)生過一起因?yàn)楹由伴_采導(dǎo)致70人死亡的慘劇。這里的河砂在過度開采以后，橋梁地基暴露在外失去了穩(wěn)固性，結(jié)果車輛行駛在搖搖欲墜的橋面時(shí)，突然發(fā)生橋梁倒塌事故，途徑橋梁的車輛瞬間掉入河中，70人在這次“人為意外”中喪生。
根據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道，墨西哥、印度、南非等地區(qū)均有為了保護(hù)河沙過度開采而不幸犧牲的環(huán)保人士、警察以及采砂工人，僅2019年這一年為此不幸喪命的人員數(shù)量就高達(dá)10人左右。
而且河砂的形成也需要長時(shí)間的積累，所以增長速度非常慢。近幾十年人類對(duì)河砂的開采有如涸澤而漁、焚林而獵，這就導(dǎo)致自然環(huán)境被嚴(yán)重破壞。比如湄公河三角洲僅2011年就被人類開采量5000萬噸砂子，這里也因?yàn)樯笆_采過量而導(dǎo)致陸地面積消退，而且消退速度極快。湄公河三角洲每年都會(huì)失去半個(gè)足球場(chǎng)大的面積。有專家指出，按照這樣的陸地縮減速度，再過幾十年的時(shí)間，湄公河三角洲的面積將會(huì)減少一半。
更嚴(yán)重的是，在湄公河兩岸的柬埔寨和老撾，因?yàn)楹由伴_采過量，環(huán)境遭到毀滅性破壞，河岸塌陷導(dǎo)致大量的農(nóng)田和房屋被洪水淹沒。類似的悲劇也在伊洛瓦底江及其他河流上演。
目前很多國家已經(jīng)開始限制河砂開采，防止環(huán)境惡化。在這種情況下，砂子的市場(chǎng)明顯供不應(yīng)求，價(jià)格也隨之水漲船高。比如2017年，我國江西當(dāng)?shù)氐纳笆瘍r(jià)格為30元每噸，但在第2年，價(jià)格就翻了兩倍。對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展更快，運(yùn)輸路程更遠(yuǎn)的廣東、深圳等西部沿海地區(qū)而言，砂石價(jià)格的漲幅則更明顯，很多地區(qū)甚至出現(xiàn)了“無砂可用”的窘迫局面。在這種情況下，機(jī)制砂也就應(yīng)運(yùn)而生。
機(jī)制砂是指將石料或者其他廢棄尾礦進(jìn)行人工破碎制作成的砂，根據(jù)需求尺寸不同，可以調(diào)整破碎時(shí)長制作出不同規(guī)格的砂石。和天然砂石相比，機(jī)制砂有著更多優(yōu)勢(shì)。
河砂價(jià)格高、污染大、品質(zhì)不均勻，并不是建筑行業(yè)最優(yōu)的選擇。機(jī)制砂在人工干預(yù)因素下，品質(zhì)可控，產(chǎn)量穩(wěn)定，空隙率更低，分布范圍更廣，使用也更加環(huán)保。而且機(jī)制砂的表面更為粗糙，更利于水泥等粘合材料的附著，有利于提高工程質(zhì)量。
雖然機(jī)制砂比河砂的硬度低一些，但是仍然符合國家標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)等品砂石的條件，完全滿足人類常規(guī)建筑中的使用要求。機(jī)制砂在使用過程中，雖然需要降低比例增加用水量，但代替天然砂起到增固的性能幾乎和天然砂一樣有效。
另外，施工建設(shè)過程中，砂石作為最主要的原材料之，它的品質(zhì)將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量。所以在滿足安全指標(biāo)的前提下，機(jī)制砂避免了環(huán)境污染也滿足了施工要求，甚至還控制了經(jīng)濟(jì)成本，所以是性價(jià)比非常高的替代品。
不過機(jī)制砂在使用時(shí)也存在混合性差的缺點(diǎn)，但是在使用機(jī)制砂的同時(shí)加入同為人工制造的石就能避免問題，而且還能減少混凝土的出現(xiàn)泌水和分崩離析的情況，從根源杜絕混合性差的問題，有效強(qiáng)化工程整體質(zhì)量。
從上個(gè)世紀(jì)五十年代開始，地球上在城市中居住的人數(shù)已經(jīng)增長了三倍多，42億以上的人口在砂石密布的鋼筋混凝土房屋中工作和生活。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化范圍越來越大，更多的人進(jìn)入城市后，交通鋪路、房屋建設(shè)等必要工程建設(shè)也越來越多，這就會(huì)創(chuàng)造出更大的砂石需求量。
雖然大自然無償饋贈(zèng)了無數(shù)資源供萬物使用，但和煤炭、石油、淡水一樣，砂也不是取之不盡用之不竭的，希望我們能盡可能地使用機(jī)制砂，開發(fā)出更多更環(huán)保的產(chǎn)品，保護(hù)自然環(huán)境，愛護(hù)地球這個(gè)大家園。
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