综述：动物生存法则中最重要的一点就是掠夺食物资源，人类为了生存和发展也在努力抢占各种资源。从以前通过殖民手段对土地资源进行侵占，到后来通过武装暴力对石油资源进行掠夺，再到现在通过航天科技对太空资源进行探索，人类的种种行为都是为了变的更强而积累更多资源。 除了积攒更多用于发展的不可再生资源，人类还会利用可再生资源和保护赖以生存的不可再生资源。比如加大科研力度多方利用风能、太阳能、潮汐能等可再生资源。还有保护淡水、土壤以及臭氧层等不可再生资源。 不过生活中有一种常见的资源，似乎无处不在却又很少被我们提及。论数量，它几乎可以与地球上的储水量媲美。但论价格，它曾在2018年价格激增600%，并在之后价格逐年攀升，甚至有人为它丧命。如今，可能“沙子”危机已经来临。 地球上有多少沙子？沙是自然界中的微小颗粒。在沙漠、海边，它们常常大量出现。沙子的本质原本是在风力或者水力影响下，被自然打磨成直径只有不到2毫米的颗粒，所以我们把每个单独的沙叫做一粒沙。比沙更小的尺度是泥，它的最大直径不超过0.06255毫米。如果我们用手捻沙粒，就会有明显的颗粒感，但是用手捻泥则会有细腻的粉末感。 仔细观察沙子，我们不难发现它是五颜六色的小颗粒，透明、纯白、橘黄、棕红、墨黑等色彩不一而足。这是因为沙子虽然几乎一样大小，但它们的成分却各不相同。大多数沙子的成分是二氧化矽，也就是我们常说的石英石，还有一些沙子来自于花岗岩、石灰岩等。也有一些沙子因为出自于某种元素丰富的地带，所以富含磁铁矿、氯酸盐、海绿石等不同成分。 地球上沙子最多的地方就是沙漠。沙漠的全名其实是沙质荒漠。陆地上有大约21%的面积被沙漠覆盖，但只有20%的沙漠上有沙粒，因为沙漠上细小的沙粒在常年的大风下已经被刮走，所以沙漠上只剩下了大小不一的石头和茫茫无际的戈壁。 除了沙漠，海边也有大量的沙滩或者沙丘。这是因为海水长年累月对陆地上的岩石侵蚀，一些成分被水溶解，一些成分被海浪拍打成了细沙。流向大海的河水，也带来了非常多的沙粒，在海水的作用下，它们慢慢就堆成了沙滩。 既然沙子的数量如此庞大，那为什么有专家说它是稀缺资源，极度稀少？为何说我们或许正面临“沙子”危机？ “沙”和“砂”的区别人类对于“沙子”庞大的需求量来自于工程建设。因为它是修建房屋、铺设道路的必用原料。不过此“沙”非彼“砂”，工程建造过程中使用的“沙子”统一写作“砂子”。虽然它们都是指颗粒状态的小石粒，或者类似于石粒的其他物质。但沙子一般都是指自然状态下的颗粒，比如沙滩或者沙漠中的沙。而用于工程建设的砂，则是经过人工粉碎成颗粒状的矿石。 由于沙子是天然形成的颗粒，所以在描绘自然或者气候中都用“沙”来描述，比如沙尘暴、风沙、飞沙走石。而砂石却是人为加工的成果，所以在描述制造业或者现代工业产物时，我们都用“砂”字。比如砂纸、砂轮、砂糖、砂锅等。一些特殊情况下，沙字和砂字是可以混合使用的，比如“采砂船”也可以写作“采沙船”。 因此，对人类而言非常稀缺的资源其实是“砂子”而不是“沙子”。有人也许要问，既然都是颗粒岩石，为什么仅仅因为形成原因不同，就出现一种因为量少而价格高昂，一种却随处可见不被利用的情况呢？为什么不用海滩或者沙漠中的沙子代替人工制作的砂子呢？ 为什么砂是稀缺资源？砂子成为稀缺资源主要有两个原因。一方面自然界中的沙子不能代替工程砂，另一方面则是因为人类发展过程中对砂的需求量太大了。 海边的沙子不能代替工程用砂是因为，这里的沙子长时间被浸泡在海水中，所以它们含有氯盐成分。而工程中的砂子一般是用来做混凝土，但是氯盐成分会破坏混泥土的牢固性，锈蚀钢筋。钢筋锈蚀后甚至能够膨胀出原本体积的2.5倍，会直接导致混凝土开裂，严重时甚至会造成地面裂缝、房屋倒塌。 沙漠中的沙子虽然数量庞大，但在常年累月的大风中，这些沙子已经被磨去了棱角，成了圆滑的小颗粒。原本用于工程中的砂石起到搅拌、粘合及增加牢固性的作用。但这种沙粒非但不会增加建筑物的坚固性，反而会适得其反。再加上直径越小的沙粒聚集在一起时吸水性越强，因此使用沙漠中的沙子还会导致水泥难以固化，所以人类也放弃了它们在建筑领域的使用。 砂在工程建设中的地位，就像是战士上战场一定要带武器一样重要。每立方米混凝土中要使用1.8吨水泥和0.35吨的水泥以及其他材料，砂石在建设中的使用量占比在90%左右。如此大的占比也注定让它消耗巨大。 再加上近代社会发展过程中，人类工业发展迅猛，城市化范围扩张，房屋道路建设地越来越多，对砂子的需求也越来越大。据了解，早在2018年，我国建筑行业每年就要消耗掉400亿吨砂石，有数据显示，我国在近10年内，对砂的使用量可能比美国在整个二十世纪用掉的砂还要多。虽然这和我国经济发展快、人口多、国土面积大以及基建能力强也有关系，但中国是“用砂大国”确实是不争的事实。 所以说，虽然地球上有大量的沙子存在，但自然形成的沙子无法用于工程建设，因此用作工程建设所需的砂子依然是稀缺资源。没有砂子可用就不再建设房屋了吗？答案当然是否定的。那我们又该如何解决这个问题呢？ 如何解决砂资源稀缺问题？面对工业用砂需求量增长，价格飞升的现状，建筑行业也在通过多种渠道解决砂资源稀缺的问题。一开始，人类使用河砂代替矿砂。 河砂是河水流淌时冲击岩石形成的砂石，和沙漠中的沙子以及沙滩中的沙子相比，它形成的时间更短，所以颗粒更大，表面更粗糙，硬度也更强。再加上河水中没有氯离子和盐分，所以它不会给混凝土带来任何负面作用，因此河砂是建筑行业认可度非常高的砂石。 但是河砂开采也有着极大的风险，葡萄牙就曾发生过一起因为河砂开采导致70人死亡的惨剧。这里的河砂在过度开采以后，桥梁地基暴露在外失去了稳固性，结果车辆行驶在摇摇欲坠的桥面时，突然发生桥梁倒塌事故，途径桥梁的车辆瞬间掉入河中，70人在这次“人为意外”中丧生。 根据有关媒体报道，墨西哥、印度、南非等地区均有为了保护河沙过度开采而不幸牺牲的环保人士、警察以及采砂工人，仅2019年这一年为此不幸丧命的人员数量就高达10人左右。 而且河砂的形成也需要长时间的积累，所以增长速度非常慢。近几十年人类对河砂的开采有如涸泽而渔、焚林而猎，这就导致自然环境被严重破坏。比如湄公河三角洲仅2011年就被人类开采量5000万吨砂子，这里也因为砂石开采过量而导致陆地面积消退，而且消退速度极快。湄公河三角洲每年都会失去半个足球场大的面积。有专家指出，按照这样的陆地缩减速度，再过几十年的时间，湄公河三角洲的面积将会减少一半。 更严重的是，在湄公河两岸的柬埔寨和老挝，因为河砂开采过量，环境遭到毁灭性破坏，河岸塌陷导致大量的农田和房屋被洪水淹没。类似的悲剧也在伊洛瓦底江及其他河流上演。 目前很多国家已经开始限制河砂开采，防止环境恶化。在这种情况下，砂子的市场明显供不应求，价格也随之水涨船高。比如2017年，我国江西当地的砂石价格为30元每吨，但在第2年，价格就翻了两倍。对于经济发展更快，运输路程更远的广东、深圳等西部沿海地区而言，砂石价格的涨幅则更明显，很多地区甚至出现了“无砂可用”的窘迫局面。在这种情况下，机制砂也就应运而生。 机制砂是指将石料或者其他废弃尾矿进行人工破碎制作成的砂，根据需求尺寸不同，可以调整破碎时长制作出不同规格的砂石。和天然砂石相比，机制砂有着更多优势。 河砂价格高、污染大、品质不均匀，并不是建筑行业最优的选择。机制砂在人工干预因素下，品质可控，产量稳定，空隙率更低，分布范围更广，使用也更加环保。而且机制砂的表面更为粗糙，更利于水泥等粘合材料的附着，有利于提高工程质量。 虽然机制砂比河砂的硬度低一些，但是仍然符合国家标准中优等品砂石的条件，完全满足人类常规建筑中的使用要求。机制砂在使用过程中，虽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几乎和天然砂一样有效。 另外，施工建设过程中，砂石作为最主要的原材料之，它的品质将直接影响整个工程的质量。所以在满足安全指标的前提下，机制砂避免了环境污染也满足了施工要求，甚至还控制了经济成本，所以是性价比非常高的替代品。
不过机制砂在使用时也存在混合性差的缺点，但是在使用机制砂的同时加入同为人工制造的石就能避免问题，而且还能减少混凝土的出现泌水和分崩离析的情况，从根源杜绝混合性差的问题，有效强化工程整体质量。 总结从上个世纪五十年代开始，地球上在城市中居住的人数已经增长了三倍多，42亿以上的人口在砂石密布的钢筋混凝土房屋中工作和生活。随着经济快速发展，城市化范围越来越大，更多的人进入城市后，交通铺路、房屋建设等必要工程建设也越来越多，这就会创造出更大的砂石需求量。
虽然大自然无偿馈赠了无数资源供万物使用，但和煤炭、石油、淡水一样，砂也不是取之不尽用之不竭的，希望我们能尽可能地使用机制砂，开发出更多更环保的产品，保护自然环境，爱护地球这个大家园。 |
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