浅析海砂、河砂、沙漠砂、机制砂的区别
袁晓婕 任颖 芝习龙
摘 要：砂子是又叫混凝土细骨料，是建筑项目必要的用料，是现代混凝土的主要成分之一，在混凝土中起到调节比例、填充粗骨料空隙的作用。砂子大致有四种：河砂、海砂、沙漠砂、机制砂，究竟哪种适合作为建筑骨料呢？它們之间有什么区别呢？本文将从化学组成、外观物理特征及用途等方面进行介绍几种砂子的区别。
关键词：海砂;河砂;沙漠砂;机制砂
砂是现代建筑混凝土的主要成分，想必大家对它都并不陌生，但是建筑用砂有哪几种？它们之间有什么区别？下面就带大家一探究竟。
建筑用砂按照产源可分为人工砂和天然砂。人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。其中，机制砂是由人工机械破碎、筛分制砀而得到的岩石颗粒（不包括软质岩、风化岩石），而混合砂则是机制砂和天然砂的混合物。天然砂是由天然岩石通过自然风化、搬运和堆积而形成的粒径小于4.75毫米的颗粒，从来源可分为山砂、河砂（包括湖砂）、沙漠砂和海砂。我们将从以下几方面分析不同砂之间的区别。
1 分布地区不同
机制砂主要为机制山砂，其生产企业分布全国各地，可以说有石头的地方就可以生产机制砂。
天然山砂大多产自山脚，而河砂主要来自于江河湖等，它们在内陆和沿海地区均有分布。其中，山砂存量小，河砂则分布广而存量大。
沙漠砂，顾名思义，是来自于沙漠的砂子。从地理位置而言，全球沙漠集中分布于13个地区。中国沙漠总面积约70万平方千米，如果连同50多万平方千米的戈壁在内总面积为128万平方千米，占全国陆地总面积的13%。中国西北干旱区是中国沙漠最为集中的地区，约占全国沙漠总面积的80%，主要沙漠自西向东有塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、库姆塔格沙漠、柴达木沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠及库布齐沙漠等八大沙漠，沙漠砂储量极大。
海砂，顾名思义就是经过海水浸泡的砂，主要分布在沿海地区，通常位于海水-河流交汇处和浅海区域，以沙堤、沙脊、沙丘、沙波、冲刷槽、古河谷、古海滩、古三角洲等形态存在。我国近海海砂的主要矿点主要位于渤海、北黄海、台湾海峡、珠江口、海南岛周边及北部湾等，储量巨大。
2 矿物及化学成分不同
机制砂的母岩（生产原料）主要为花岗岩、石灰岩、玄武岩、片麻岩等，主要矿物成分和化学成分与母岩一致。例如，花岗岩机制砂主要矿物为石英和长石，化学成分主要为二氧化硅和硅铝酸盐;而石灰岩机制砂主要矿物成分主要为方解石，化学成分主要为碳酸钙。机制砂矿物及化学成分稳定，基本不含有机物。相比之下，天然山砂的成分复杂、有机杂质较多且含泥量较大。
河砂主要矿物成分是石英，含云母等矿物，所含杂质较多。河砂因经过长距离“摸爬滚打”、被水体反复淘洗筛选，其成分成熟度高（指碎屑物质在成分上被改造的程度）。
沙漠砂主要成分是石英，还有少量的长石和白云母。它的来源主要是砂岩和花岗岩风化的残留矿物。沙漠里的砂子靠风化和堆积而来，有害物质不能祛除，导致了砂子中有害物质的含量很高且又细又散不符合我国建筑用砂的标准。沙漠中的砂子含碱量非常的高，砂子中的盐和碱的成分对于建筑物中的钢筋具有腐蚀性，含碱量高的砂子就会和水泥还有水产生化学反应，从而导致最后成型的混凝土强度不够，从而造成严重的后果。
海砂的主要矿物成分同样是石英，其成分成熟度比河砂高，但往往含贝壳和岩屑，且含泥量较高、杂质较多，其以其高含量的氯离子（盐分）与河砂等相区别，还有较高含量的有机质和一定含量的硫酸盐、硫化物等。国家住建部规定，用于钢筋混凝土细骨料的海砂必须经过淡化处理，使其氯离子含量小于0.06%。若直接使用不合格的海砂，高含量的氯离子会腐蚀钢筋，导致建筑结构受损、大大降低建筑物强度硬度和承受力等。
3 外观及物理特征不同
从外观上分辨机制砂、河砂、沙漠砂和海砂：
机制砂是通过适用的破碎机等专业制砂设备，粉碎后得到的砂石材料，与天然河沙相比，具有棱角尖锐分明、针片状多、粗糙的特点。
河沙是从河道里直接挖取的，所以会掺有小卵石和细沙，这些小卵石受到河水的长期冲刷，棱角比较圆润，河砂一般是亮黄色，用手抓时无黏手感。
沙漠里的沙主要是由岩石风化而来，一般是金黄色，但由于岩石里含有各种颜色的多种矿物质，因此造成了沙漠有各种各样的颜色。辛普森沙漠的沙子里含有铁，铁被氧化后呈红色;路索罗盆地沙漠的沙子里含有石膏质，而石膏晶体被风化后呈白色;而卡拉库姆沙漠则主要是由黑色岩石风化而成;亚利桑那沙漠的沙子里含许多种颜色的多种矿物质，因此绚丽多彩。
海砂是产于海洋（包括滩砂、海底砂）和入海口附近的砂。海砂受海水的影响，未经淡化处理的海砂，含盐量高，用手抓有黏手感，从颜色上看，海砂颜色比较暗沉，呈深褐色。从颗粒残片来看，海砂一般会有贝壳等残片。
砂的物理特征主要包括细度模数、硬度和磨圆度等。细度模数是用来衡量砂粗细程度的指标，根据细度模数的大小可分为粗砂（3.7～3.1）、中砂（3.0～2.3）和细砂（2.2～1.6）三种类别。
机制砂基本为中粗砂，细度模数在2.6～3.6之间，其颗粒粒型和级配（即大小颗粒的搭配比例）均可根据用途和需求而调整，而其硬度则由原料的硬度决定。机制砂的颗粒磨圆度很差，大多具有棱角，表面粗糙，这使得机制砂混凝土强度较高。
天然砂的粗细程度不一，山砂棱角分明、表面粗糙、颗粒一般较粗，河砂和海砂则粒度相对较细且均匀，但不同地区的河砂和海砂级配等差别较大。河砂在过筛的过程中会被分为多种级别，而海砂暂无明确的规则分类。一般来说，河砂的细度模数和硬度较大、磨圆度较好、表面较为光滑;而海砂细度模数相对较小但硬度更大、磨圆度更好、表面更光滑。沙漠中的沙子直径一般都在0.25mm以下，沙漠沙的细度太细且有油性较光滑并不利用于建筑。
4 用途的差异
无论人工砂还是天然砂，其主要均为建筑用砂。此外，河砂和海砂还能用于铸造、研磨、除锈等工业领域。
河砂即為水泥标准砂，多用于建筑、混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等。河砂还可应用于铸造、锻造机、冶金、热处理、钢结构、架结构、集装箱、船舶、修造、桥梁、矿山、等领域的清砂、除锈、强化、成形、作为重型混凝土及高温耐火材料的添加剂，以增加其耐磨性，耐高温性，抗冲刷性、静电屏蔽、防辐射、油井的过滤罐、配重等等。
沙漠砂，主要是一些砾岩、石英长期风化而来。沙漠砂很细，粉尘较多，属超细砂，若要做建筑骨料需要洗选。但是这几乎是不可能的，水对于沙漠地区异常宝贵，若用来洗砂，过于浪费。而且沙漠较远，运费较贵，建筑市场所需的骨料数目很大，总体下来成本很高，所以一直都没有国有的基建集团采用。
机制砂，是当今最为热门的砂石来源。机制砂是通过集中破碎设备配合制取的骨料。比如通过颚式破碎机、圆锥式破碎机、冲击式制砂机联合作业，可生产3mm以下的机制砂，原料可以来源于河卵石、山石、石英、花岗岩、玄武岩等。机制砂砂粒圆度低，棱角较大。目前广泛应用在砂石骨料市场，有效的替代河沙成为主要砂石来源。目前砂石需求量较大的项目有地铁项目建筑，图书馆、公园、高架桥、广场、体育馆等基础设施建设，钢筋混凝土高楼、公路、铁路、桥梁等，凡是需要用到砂石骨料和天然砂涉及到的行业，机制砂都可以用到这些地方。
海砂是机械、铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等），清砂、除锈、去除氧化皮处理陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料，冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂。海砂被用于含钢筋的混凝土细骨料时须经过严格的净化处理，多地已经禁止在建筑施工中违规使用海砂。目前，海砂最主要的用途之一是作为工程建设尤其是填海造陆工程的填料。2019年广东挂牌出让三个区块的海砂开采海域使用权及采矿权，其海砂资源均定向供给香港机场等重大项目填海使用。
以上给大家介绍了海砂、河砂、沙漠砂、机制砂的区别。随着我国经济快速发展和基础设施建设的需要，砂石骨料供不应求、价格暴涨。目前，我国机制砂行业发展粗犷、质量参差不齐，小矿山的乱挖乱采导致当地植被破坏、水土流失。而且，在高额利润的驱动下，全国各地非法盗采河砂和海砂活动猖獗，对河道环境、海洋生态、航道安全等带来严重威胁。为有效管理砂石矿采矿、河道采砂和海砂开采行业，规范砂石市场，国家和地方政府已陆续出台了一系列政策。作为公众，我们应该共同监督，积极举报违法行为。
参考文献：
[1]童斌，蒋婷，宋旭艳.海砂及海砂混凝土研究进展综述[J].科技创新导报，2019，16（21）：38-40，42.
[2]李珊，张翠萍，陈鹏.论海砂开采存在问题及加强使用管理的建议[J].海洋湖沼通报，2018，（5）：158-162.
[3]赵文坤，杨文，张雨雷.粤西地区机制砂与河砂的微观对比研究[J].工程质量，2020，38（4）：54-57.
[4]霍卫平.大力推进机制砂代替河砂[J].施工企业管理，2019，（4）：61.
[5]张大磊.河砂为何不能随意开采[J].中学生数理化（八年级物理），2019，（7）：50-51.
[6]黄正文.海砂与河砂混合砂浆的物理及力学性能试验研究[D].桂林理工大学，2017.
[7]蒙忠欢.机制砂与河砂配合使用对混凝土强度的影响研究[J].工程与建设，2015.
[8]李洪伟，王涛，陈旗军，黄沙，王武先.机制砂取代河砂性能研究[J].江西建材，2016，（12）：1.
[9]林华.浅析海砂建筑的危害及海砂与河砂的区分方法[J].工程技术（全文版），2017，（36）：267.
