混凝土需要沙子,但却不能用沙漠里的沙子,为什么?

混凝土需要沙子,但却不能用沙漠里的沙子,为什么?
2024年01月04日 19:02 UFO之家看点号
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#头条讲真的#如果说沙子也是一种稀缺资源,你可能不会相信,因为地球上有太多的沙漠,仅932万平方千米的撒哈拉沙漠之中就不知道贮存了多少沙子。

没错,地球上是有很多的沙漠,沙漠中也有数不清的沙子,但这些沙子却不能成为建筑材料。为什么制作混凝土不能使用沙漠里的沙子呢?虽然都是沙子,但仅从外观上来看,沙漠里的沙子就与建筑用沙有着明显的区别,沙漠里的沙子看起来更小更细,而就是这更小更细的特征使得它们无法成为制作混凝土的合格材料。

混凝土一般由四种成分组成,即水、水泥、沙子和砾石。其中沙子和砾石是混凝土中最主要的成分,所以又被称之为“骨料”,砾石是粗骨料,而沙子是细骨料,混凝土的强度就是由这些骨料所决定的。

至于水泥嘛,在其中主要充当粘合剂的作用,而水则是为了提供流动性并帮助水泥硬化。是的,水泥变硬并不是因为水泥中的水分蒸发了,而是一种化学反应所引起的,这种化学反应就被叫做“水化反应”。

水泥中的主要成分有氧化钙和二氧化硅等,水分子能够与这些物质反应,生成钙硅酸盐凝胶和钙羟基石灰石,这些产物会填充水泥颗粒之间的缝隙,从而使其变得坚固。

水化反应是一种化学反应,过程中会释放出热量。明白了这些,我们也就明白了混凝土的核心是由砾石和沙子构成的,砾石之间的缝隙由沙子来填充,而沙子之间的缝隙则由水泥和水的混合物,也就是水泥浆来填充,一般来讲混凝土中骨料的比例应该在75%左右。如果将一般的建筑用沙换成沙漠里的沙子会怎样?

沙漠里的沙子直径小,所以就要使用更多的沙子,而更多的沙子就意味着更大的表面积,要将这些沙子包裹也就需要更多的水泥浆。

水泥浆比例的提升会直接影响到混凝土的整体强度,而且因为细沙子之间的缝隙更小更多,要完美填充就需要更好的流动性,所以水的比例也要提升,而水化反应所产生的热量与水的比例密切相关,水多了,产生的热量就多,这是十分危险的。因为水泥的硬化分为两个阶段,即早期硬化和后期硬化,在早期硬化阶段,水泥的表面已经变得坚固,但里面依旧不太稳定。如果产生的热量太多,则会引起混凝土内部热量不均衡,很可能导致混凝土开裂的发生。

沙漠里的沙子太细太小,这并不是其不能作为建筑材料的唯一原因,还有一个原因就是沙漠里的沙子太圆润了。

沙漠里的沙子常年经受风沙的打磨,表面十分光滑,这就意味着它们之间没有足够的摩擦力,如果把它们添加在建筑材料之中,会直接导致整体结构强度的降低。还有,混凝土作为一种核心建筑材料,稳定性是非常重要的,而沙漠里的沙子,杂质实在是太多了。

沙漠里的沙子因为经年累月的水分蒸发,已经不再是纯粹的沙子,而是盐碱沙,其中含有很多不太稳定的化学物质,用它们来充当核心建筑材料显然是不太妥当的。

既然沙漠里的沙子不能用,那建筑用沙都是从哪里来的呢?建筑用沙一般有两种,一种就是从河里挖出来的河沙,随着人类文明的高速发展,城市周边可供挖采的河沙已经越来越少了。另一种则是人工制造的沙子,比如人工合成或将石块碾碎而得到的沙子。

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