祖國幅員遼闊,又是世界第一人口大國,建築業體量巨大,對砂子的需求量也極大。砂子主要被用于配制混凝土及砂漿,而且所占比重較大,質量比例往往達到30%以上(常規每立方混凝土的重量為2.3噸左右,其中砂子用量為0.7-1.0噸)。
近年因為生态保護相關的政策法規,河砂開采得到有效控制,山砂機制砂的開采也多受限制,導緻建築市場上的砂子價格一直攀升,而且部分地區已經出現供小于求的現象。前幾日,筆者有看到網友問及為什麼不直接從沙漠上把砂子運到混凝土公司或者工地,還能治沙防沙,一舉多得。
筆者作為建築建材行業的從業人員,特發此文,為大家進行科普。
1.建築用砂對顆粒大小有要求
在混凝土和砂漿從業者眼裡,最擔心的就是砂石材料的含泥量過高。砂石材料含泥過高,對水的需求會變大,因此會影響混凝土的流動性能,也會增加混凝土的水泥及外加劑用量,增加了成本。含泥過高,還會導緻混凝土更容易出現裂縫和滲漏,澆築的結構顔色偏黃不美觀。以上都是砂石材料含泥量過高帶來的弊端。
而在相應的标準上,太過于細小的砂子顆粒,可以直接等同于含泥來看待。這是因為太多細小顆粒,就擁有更多的外表面積,這個面積越大,與混凝土中的水接觸面積就越大,就會增加對水的需求量。
在實際建築工程中,我們對砂子的顆粒直徑是有要求的,不可以過于細,也不可以過于粗,而且是有級配要求的,通俗說,就是粗中有細,細中有粗,由此來實現整個混凝土或者砂漿裡面更為密實的目的,這樣的結構更安全,也可以讓結構本身的防水功能更為強大。
2.建築用砂的硬度及顆粒形狀要挑選
通常我們在形狀角度對石子的描述,有一種叫"瓜片石",講的是一種形狀較為扁平的石子,此類石子的含量過高,也是不利于混凝土砂漿産品的強度的,主要是因為此類石子多為自然界風化形成,本身的硬度太低,無法滿足混凝土對抗壓抗拉強度的要求。同理,砂子也是如此,硬度太低,照樣無法滿足行業質量要求。
而沙漠的主要形成原因即為風化,其中砂子的硬度自然也較低。
3.建築用砂還要求不可以引入過多不利于混凝土的成分
沙灘主要是因為海洋的潮汐現象而堆積形成,海水是鹹的,其中含有大量的鹽分。沙灘上的砂子自然也含有大量鹽分,而鹽分的主要成分是氯化鈉,在混凝土水化過程中,氯離子因此接觸到鋼筋,會加速鋼筋的鏽蝕,影響結構壽命。本身在海邊的建築,都要想辦法去防止鋼筋鏽蝕,現在再來使用海砂自然更是萬萬不能。
“鹽堿地”是大家常聽的詞彙,鹽堿往往不分家,含有堿性成分的砂子更是不能使用在鋼筋混凝土結構中,因為混凝土本身就害怕“堿骨料反應”,堿性成分會與混凝土中的砂石發生反應,使混凝土強度加速下降,降低耐久性。
4.資源的使用還要考慮經濟性
上述一些問題,在現代科技下,也是可以解決的,比如我們可以對海砂進行清洗,降低鹽堿含量。而天然砂直接可以用于建築物,海砂需要先處理後使用,成本自然會升高更多。資源若是沒有枯竭到一定地步,自然不是行業願意采納的方案。
同時因為沙漠和沙灘的地理位置局限,我們不至于從塔克拉瑪幹沙漠運送砂子到中原的鄭州,我們也不考慮将渤海灣的沙灘搬運到西南邊的昆明,因為運輸成本可能要高于砂子本身的價格。
在當前建築市場上,有一個較為相似的例子:我們國家北方火電廠多,南方水電站多,火電廠的附屬産品粉煤灰就是很好的混凝土原材料。南方一些城市急缺高品質的粉煤灰,價格高達200到300元每噸。而有些北方城市本身粉煤灰産量高,建築業體量又不及南方城市,火電廠還需要補貼一部分錢,才能找到企業幫助運輸處理。出現上述現象,究其原因,是經濟性,尤其運輸經濟性決定的。
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