佩洛西罔顧曆史的非奸即盜之行和蔡英文六親不認的蠅營狗苟之為,使愛好和平的人們思想戰線達到了空前的一緻,為了對佩洛西、蔡英文之流坡起階段強挂倒擋愚蠢做法的回應,限制了天然砂對台供應。這個回應讓很多朋友摸不着頭腦,全因為這種物資随處可見,且其貌不揚——各位看官,這種說法不完全錯,但或多或少有失偏頗——這并不是網友們的問題,因為生活中,确實很少有人去專門剖析砂這種物資。
今天,就從專業的角度為大家解讀一下天然砂究竟是什麼,其作用為什麼會在當下産生如此之大的影響。
國家标準GB/T14684-2011《建設用砂》對天然砂有明确的定義:天然砂是自然生成的、經人工開采和篩分的粒徑小于4.75mm的岩石顆粒,包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂,但不包括軟質、風化的岩石顆粒。
這個定義信息量很大,起碼明确了天然砂的幾個基本屬性:
不可再生。天然砂是岩石顆粒,是地球千百萬年地質運動所形成的自然資源,用多少就少多少,其不被重視的原因除了随處可見之外,大概就是廉價,但是這些原因不能推翻其不可再生的本質。随着雙碳和環保的普遍重視,天然砂的開采和供應實際上已經日益縮緊,轉而由機制砂、尾礦砂等産品适量替代,但是替代總歸是替代,替代過程中人工幹預的工藝與大自然滄海桑田的效果相比,差距客觀存在。
屬地化。我國幅員遼闊,資源豐富,所以天然砂供應在前些年一直能夠得到保障。但是開采砂總會對環境造成影響,所以在靠近江河湖海的地方,這種資源理論上不缺,但是對于一些資源匮乏的彈丸之地,這種資源就彌足珍貴。從事建築工程的人都非常清楚,水泥、砂、石是所有土建工程用量最大的材料,這些材料如果實現不了屬地化供應轉而外采,對工程工期、造價的影響是十分巨大的;而缺少砂這種材料,高樓大廈、海港大壩甚至基地國防的建設和拓展,一定會受到影響。
性能指标。廣義上的砂,是具備顆粒屬性的,但是用于建設工程的砂,其粒徑有明确的要求,同時對砂本身的物理化學性質也有諸多要求——也就是說,不是任何砂都能用于建設,更嚴謹地說,建設工程越特殊、越重要,對砂的品質要求就更高,至于特殊和重要,大家都懂,就不再多說了。因此,從這方面來說,砂的品質也很重要,但是追根溯源,對砂的品質要求起碼要建立在不缺砂這個前提下。
上述概念僅僅是以建設工程為例而說明,窺一斑而知全豹,天然砂這種資源不僅應用于建設工程,同時在橡膠工業、抛光工業、電子工業、化工工業等領域均有非常重要的作用,隻不過這些領域對砂的材質、粒度、機械性能、化學穩定性要求更高——但是萬變不離其宗,你隻有在不缺少這種材料的條件下,才有資格去遴選,或者挑三揀四。
至于天然砂有什麼要求,依然以建設領域為主,做一些科普。
深度剖析天然砂天然砂的使用,必須滿足相關的要求,這對建設工程這種安全耐用要求高的領域來說,更加重要。基于此,對天然砂的性能指标也進行了嚴格的要求。通過下文的介紹,大家會對天然砂就一個更加全面的認識。
插句話,即将搬出“自家蓋房對砂沒要求、蓋的房也結實牢固”的杠精主義者可以忽略下文,畢竟距長沙自建房事件過去也不久。另外,地球上沒有人天真到用自家蓋房的要求去修建水庫、大壩、核電站或民防和安防工程。
顆粒集配。建設用砂的粒徑範圍一般在0.075mm~4.75mm之間,上限往上為石,下限以下為泥——無論是泥還是石,從顆粒大小上具有明确的界限,但是與材質關系不大。理想的砂子,應該占滿不同的尺寸區間,由下限向上限自然過渡而形成自然狀态的緊密堆積。粒徑太小或者粒徑太大,都不理想。但是不理想歸不理想,并非不可用,此時通過調整其他物料用量,是可以滿足使用要求的,這也是較為普遍的一種情況——除非工程非常重要具有特殊要求,需要進行人工篩分搭配,這個成本就比較高了。對于砂的粗細程度的量化,最直接的指标就是細度模數,這也是由不同孔徑方孔篩篩分後計算的結果。
含泥量。天然砂開采至自然界,其風化效果不同,或多或少會存在粒徑極小的顆粒,這些顆粒會影響構築物最終的物理性能,這對強度要求高的工程尤為明顯;除此以外,含泥過多的天然砂,會導緻拌和混凝土時其他原材料的變化(如更換型号或增加用量),這都會産生成本、服役性能等方面的一些問題。因此,天然砂進場,含泥要求必須要控制,這也是為什麼要對其進行沖洗的原因之一。與含泥量對應的還有一個泥塊含量,這個很好理解,就是粒徑大于1.18mm、但是經過水洗手捏後小于0.6mm的顆粒。這裡額外做一個科普,砂中的泥,針對的是天然砂,如果變為機制砂,泥的叫法就不嚴謹了,因為機制砂大多由岩石、石塊破碎,低于0.075mm的顆粒幾乎由設備工藝而産生,所以機制砂對應的這部分細小顆粒統稱為石粉,而非泥。
堅固性。千百萬年的鬥轉星移,有些岩石巍然不動,有些岩石被風化成泥土,這都取決于材質本身抵抗風化和其他外界物理化學因素作用時抵抗破裂的能力,這個能力統稱為堅固性。所有的砂都具有一定的強度,将砂裝入容器并施加一定持續壓力後,洩壓再進行篩分,通過壓碎前後的篩分結果可以直觀表現出來,這一方面屬于抵抗物理因素的能力;另一方面,為了快速确定抵抗化學因素作用的能力,常常采用飽和度硫酸鈉溶液浸泡、105℃幹燥的化學——高溫循環的方式,對其循環結束後質量損失的方式進行确定。這個指标對于某些工程很重要,為什麼?在嚴寒及寒冷地區室外使用并經常處于潮濕或幹濕交替的建築物,對于有抗疲勞、耐磨、抗沖擊要求的建築物以及有腐蝕介質作用或經常處于水位變化區的地下結構,這個指标非常關鍵。
有害物質。這個很好理解,砂中的雲母、輕物質(如草葉)、有機物、硫化物、硫酸鹽、旅氯離子、貝殼等會影響砂的物理力學性能的一大類物質。當然,罕見的放射性核素也可以歸于此類。
密度、空隙率。這兩個指标均與密度直接相關。再進行一個科普,密度可分為表觀密度和堆積密度,前者是物質在某一環境條件下的自身固有屬性,後者更多地是顆粒狀物在堆積狀态下單位體積自身及其周遭空氣/水等介質綜合的單位質量。表觀密度與砂的物理力學性能和抗風化能力内在相關,而堆積密度與表觀密度及顆粒集配直接相關空隙率是堆積密度的側面反應,不再多說。
堿活性反應。天然砂化學性質一般是穩定的,但是有時會存在一些具有特定反應活性的物質(如活性二氧化矽、碳酸鹽等),這些物質在潮濕環境下,将與水泥、外加劑等混凝土組成物中的堿發生化學反應,這種反應雖然是長期的,但是當反應持續到一定程度,會導緻構築物的反應區域膨脹開裂而導緻破壞。關于堿集料反應的問題目前存在争議,因為該反應雖然破壞性十足,但是反應要求的環境比較苛刻:砂中的活性物質、水、堿,這三者缺一不可,此外由于砂中的堿是天然附帶,所以對于含量不高或應用環境幹燥的建築物,這個要求實際上是可以酌情考慮的,但是對于潮濕環境的結構用砂,必須要對其進行約束,在砂資源匮乏的情況下,就不得不控制水泥、外加劑等原料中的含堿量來控制該反應。
通過對天然砂的介紹,不難看出這種看似普遍,卻不可或缺材料的重要性。在今天新聞一出後,很多評論區都能夠看到不同的想法和态度:居然是砂,砂子終于雄起,等等等等。在這裡要說的是,無論有沒有今天的這則新聞,天然砂确實非常重要,它可能不如交通工具令我們形影不離,也不如柴米油鹽讓我們終日奔波,但是不起眼的這種材料的确在衣食住行和國計民生中發揮了非常重要的作用。更重要的,這是一種态度。
文章的結尾,再來說一個天然砂與國際标準化對接期間發生的真實的故事:上個世紀六七十年代,歐美國家采用的水泥檢驗标準幾乎做到了統一化,這種做法的效果就是讓水泥的質量得到了空前的統一,進而确保了幾乎水泥所涵蓋的一切工程的基本訴求。為了與國際接軌,提高我國的行業水平,一大批科研工作者在以ISO标準為依據,數十年如一日在某個實驗室對天然砂标準用砂進行了枯燥而艱苦的研究,最終才使我國在該領域的标準化工作與國際對接,形成了統一的标準,并且這些工作的成果至今已在許多國家開花結果。而當年從事研究的那些淡泊名利的科研工作者,不少染上了矽肺病,但是他們無怨無悔。
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