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美国媒体CNBC曾报道了，目前全球面临沙子短缺危机，在过去的20年中，全球的沙子使用量增长了两倍；CCTV也指出，坐落在沙漠中的阿联酋，每年要从国外进口4亿美元的沙子。 很多人会有这样的疑问，阿联酋地处沙漠，到处都是沙子，为何还要进口？芯片用到的硅基本上来自沙子，难道近期芯片涨价跟这也有关系？ 沙漠的沙子能用吗？由于沙漠中看到的沙粒直径非常小，单个颗粒甚至要借助显微镜才能看到，再加上长期的风化和风蚀，导致沙粒表明非常光滑，不能作为建筑用沙，这是很多人对于沙漠沙子不能用于建筑的回答。 然而，事实上沙漠沙子不能应用于建筑，并不是因为其表面“光滑”，更多的是因为沙子的粒度小，在建筑中很难担任骨料的重任。 在混凝土配置过程中，如果采用了更的细沙漠沙子，消耗的水和水泥量多，在混凝土水化的过程中，会放出大量热能，混凝土会因为温度不均匀而开裂。 要想让混凝土更结实，需要沙子的颗粒大小搭配合理，骨料（沙子和石子）间隙越小越好，当然需要的水泥也会越少。 ▲最右侧混凝土强度最好 所以，沙漠中的沙子是可以应用于建筑物，只不过混凝土的结构强度并不高，沙漠中的沙子配合黏土和其他一些材料充当骨料的成分，可以满足一些低矮建筑物的需求。 阿联酋之所以每年需要进口大量的沙子，主要是因为其建筑物要求比较高，需要理化特性更好的沙子骨料，才能够实现混凝土能承受多种角度的力，最终实现骨料的抗压和抗剪。 我国还有高招在建筑领域，我国一直有“基建狂魔”的称号，沙漠沙太细，建筑房子强度不够，这个问题根本不是问题，可以采用其他方式解决。 天津大港油田集团在承担“尼日尔产能建设项目”时，主要负责尼日尔境内的油田开发建设。可油田的位置非常尴尬，地处撒哈拉沙漠腹地，方圆五六百公里荒无人烟，能够用于建筑的材料仅有水和沙子。 前面也说了，沙漠沙比较细，无法满足强度较高房屋的建设，如果从沙漠外运输沙子等骨料进来，每吨的运费高达500美元，这样的成本在工程上几乎是无法承受的。 看着眼前如此多的沙子无法使用，工程师们心里甚是着急，成本、进度、质量这三个看似矛盾的关系，能否同时保障呢？ 通过与科研单位合作，港油田工程建设有限公司提出了一种新的方案，就地采用沙漠沙稀少制作混凝土技术。其实，思路也非常简单：首先对沙漠细沙进行筛选处理，得到满足要求的成品沙子；然后再将这些沙子和水泥混合制作成品沙子，就是通过人工的方法为加大沙子尺寸，同时满足原料制造强度40~50MPa；最后，再用水泥、人工骨料为主要原料进行建筑。 毫无疑问，上面这种方法是在成本、进度、质量上，找到了一个平衡点，不过在陆地上，这种方法显然不如河沙等其他沙子的价格便宜，强度高；所以，无法在世界范围大面积推广。 说到这，有人提出了一个无厘头的疑问，如果沙漠的沙子都用完，沙子下面会是什么？ 掏空沙漠，会有什么？就像我们看到的那样，沙漠地区的沙子覆盖厚度并不均匀，沙漠沙层的平均厚度是3.5米左右，而世界著名的哈撒拉沙漠也只有3.6米，当然，有的区域沙子厚度可达到几百米厚，据估计，撒哈拉沙漠的一些地区沙子最深可达320米。 当然，这些沙丘并不是一直待在一个地方，它们会随着风的变化而变化，如果你地处沙漠中，会发现周围的沙丘形状每天都在变化，数月之后，甚至会发现面目全非，所以，在沙漠中一旦迷失方向，再想原路返回，比登天还难。 沙漠里沙子的来源，主要是原始的地球基岩遭到风化破坏，并随着水流堆积到平坦的区域，如果这一区域缺少植被或者水体覆盖，沙子就会被吹的到处成堆，沙堆慢慢聚集，逐步形成了原始的沙漠地貌。 沙漠在沙化之前，可能会是肥沃的农田、一望无垠的山野等，当然沙化之后，这一切全部消失了。 如果去除这些沙子，可以发现，砂层底下，实际上与地球其他地区的地形差不多，无非是松散的岩石和基岩层。 其实，不要小看建筑用的沙子，它们也有高端的用途，比如它是芯片和玻璃的主要原材料。 芯片和硅实际上沙子主要成分是二氧化硅，硅元素是组成芯片的主要材料，芯片用的硅也基本上来自沙子，自2021年以来全球芯片价格持续上涨，是否因为沙子涨价导致的呢？ 实际上，沙子要变成芯片第一步要进行提纯，而且这个提纯还是需要很高的技术，只有将沙子中的硅提纯到99.9999999%，9个9的纯度才能满足芯片制造。
不过，虽然制造芯片需要大量的沙子，但是跟建筑相比，占比还是小很多，而且沙子的成本在整个芯片制造过程中成本占比也非常低，所以，芯片涨价真的跟沙子涨价没有关系。 写在最后沙子自然产生速度已经远低于人类的使用速度，然而未来，随着工业化、城市化以及人口的增长，沙子的需求也将面临爆炸式的增长，这也就意味着沙子短缺的问题将会持续加重。 甚至，不夸张地说，“沙子短缺问题”将会成为21世纪可持续发展的重要挑战之一。 |
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