隨著人口的不斷增長和建築物的不斷崛起,建築材料成了人類擔憂的問題。僅以中國為例,實心粘土磚產量以每年300億塊的速度猛增,1988年全國共產實心磚4365億塊,耗煤5000多萬噸,磚瓦窯占地已達百萬畝,每年燒磚毀田7至10萬畝。
人類已經把目光投向了海洋。
一些工業國和發展中國家在向海洋要建築材料方麵,已經卓有成效。在澳大利亞大陸生產水泥的原料也是很稀少的,但澳大利亞人的海濱區域有大量的珊瑚,就其化學組成來說,可用於生產水泥。在布裏斯班附近的達拉一家海洋水泥廠,為生產水泥每年要加工60萬噸以上的珊瑚。在舊金山灣,人們很早就把珊瑚用作水泥原料。這一帶海域中堆積的珊瑚層厚達7米,人們使用索鬥遊動挖掘機和吸泥船進行開發,類似的開采也在法克薩灣中的島山進行。在墨西哥灣中開采石灰質的貝殼,用於生產水泥及飼料。
珊瑚當建築材料由來已久。最初人類是用珊瑚修建防海水浸蝕的設施,如碼頭、堤壩等。珊瑚有著很強的繁殖能力,裏麵的一層死了,外麵又長出新的。珊瑚形成礁後,因具有多孔性而不適宜直接用於地麵建築,人們一般是采用已形成石灰石的死珊瑚礁,把它加工成塊,用來砌牆。後來,人們變得聰明了,將珊瑚礁焙燒成粉,用來製成粘合劑,代替水泥和石灰。土法燒製很簡單,用珊瑚礁建砌一個直徑10米、高2米的窯,上麵堆上風幹過的珊瑚石,用粘土封住,燒7—10天後取出,放上淡水溶化後,就成為熟石灰了。這種石灰不含雜質,且粘性好,色澤也非常潔白。澳大利亞的一家海洋水泥廠就是利用珊瑚加工優質水泥的。其配方是用60公斤的珊瑚,4公斤砂,3公斤礬土,2公斤燒石灰和025公斤氧化鐵,燒成後可得42公斤的優質水泥,其成本也很低廉。
近年來向海洋要建築材料有了新發展,由於第三世界國家通常沒有能力進行大規模工程建設,如橋梁、水壩、樓房等,這些土木工程開支很大,有些第三世界國家難以承受其昂貴的進口建築材料。聯合國開發計劃署試驗成功了從海洋中製造建築材料的技術,為第三世界國家解決了重大問題。
這項實驗是在哥倫比亞海岸進行的。在那裏,工程師們以金屬網和微弱的電流為原料,製成了完全可以使用的磚、瓦、管道及其他建築材料。首先,工程師們把金屬網製成預定的形狀,並將其放入海水中,接著,給金屬網通上微弱的電流,剩下的工作要由海水和熱帶海底動物來完成了,工程師們可以舒舒服服地坐下來靜候了。僅需3個月,金屬網上就會密布一層厚度為半厘米的有機物。
這種方法的發明者之一豪爾赫·紮普說,我們能夠以低成本製成各種形狀和尺寸的耐用材料了。在第一周內,金屬網釋放的電流將海水中的鈣離子吸引到金屬網的表層,鈣離子與二氧化碳相結合,形成碳酸鈣。在隨後的兩個月中,覆蓋在金屬網上的碳酸鈣薄層就變成了無脊椎海底動物幼蟲的理想巢穴,如蛤蜊、貽貝、珊瑚等,這些動物需要鈣建造自身防護用的甲殼,而金屬網的電流可為其免費提供。
由於這些小動物生命周期很短,它們死後,上麵又會附上一層新的小生物,因此,用不了多久,金屬網上就會形成一層又硬又堅實的岩石層。目前古巴工程師正通過這項技術建造一條輸水管。紮普還計劃用這類建築材料蓋房子。
最普遍的方法是撈取濱海底下的砂石。因為在淺海的岸邊有廣闊的平原,這些平原被石子覆蓋著,早在1968年,英國每年有1/10的建築填充材料取自海底石子。瑞典人為了保護航道,對沙灘和石子地帶也進行了開采,將開采出來的砂礫用作建築材料,這實在是一舉兩得的大好事。瑞典大約每年60萬立方米的建築用砂。美國的建築公司在大西洋和太平洋沿岸開采砂石,用於建築,在新澤西州附近,據估算,大約有10億立方米的砂石可用作建築。
有些國家則開始了儲藏業。他們將砂石開采出來後,洗淨儲藏起來,賣給友鄰國家或一些建築部門。
海洋建築材料的開采設備,與開采海底礦石的設備一樣。索鬥遊動機起重臂上,吊著一個很大的鏟運機刮鬥,從海底上挖出石子後,傾倒到運輸船上,這種設備比較常見;還有一種吸泥機,從淺海中通過一條管路把海砂運到岸邊。這種起重臂長9米,運上來的海砂,可用來加固岸邊和墊地。易北河潮間帶,遊動著一座海上石子加工廠,每小時可獲得300噸石子砂。荷蘭的海砂脫鹽裝置“阿奎拉”每周可處理海砂15萬立方米,供阿姆斯特丹附近城鄉建築用。還有一種開采機是帶切頭的吸泥船,它在淺海中把含金剛石的砂和石子吸上來,在船甲板上用一種專門的方法從泥水中把有價值的石頭濾出來,其餘用於建築。
海洋建築材料的開采,將為人類帶來廣廈千萬間。
濱海沉積物的開采已司空見慣。
濱海下麵的基岩礦也被人類開采利用。
海底煤礦、海底鐵礦、海底錫礦、海底重晶石礦、海底硫磺礦、海底鉀礦和海底岩鹽礦等,向人類展現出一個豐富的海底礦物世界。