沙子堆的模具為什麼容易倒塌

1. 打馬路磚時洋灰和沙土，沙子混合好後放到模子里，但是倒出來時總有一會份粘在模具上是怎麼回事

您所說的洋灰就是水泥，水泥、砂加水混合後放入模子中待其結硬後可形成需要的形狀，但在水泥、砂混合好後，應先在模具內表面均勻的塗上隔離劑（有售）或肥皂水，這樣的話，混合物結硬後倒出時就不會粘在模具上了。

2. 沙堡怎麼堆

1、首先要有耐心，其次要有規劃。一般堆出來不好看的沙堡，都是因為前期沒啥想法，弄一步算一步，導致最後弄得啥也不像。

2、尋找合適的沙灘很重要，沙子不能太濕也不能太干。太濕的沙子，雖然曉得形狀很好弄，但是做整個城堡就不太適合了，經常出現曬干就開裂、倒塌的情況；太乾的沙子太過鬆散，根本堆不成個。

3、堆砌。好的沙堡不是一點一點往上貼沙子，而是做好一個沙堆，從沙堆里用類似雕刻的形式弄出來的，當然是一小部分一小部分的弄。也有做沙堡的工具，十分方便，把合適的沙子裝滿模具，然後導出來就行了。

4、初步形狀出現，一定要小心謹慎的修飾，不要貪心想追求完美，舍棄一些細小的裝飾，可以成就宏偉的氣勢。

沙堡的類型：

1、觀賞性沙灘城堡

比較細致的沙灘雕刻城堡1追求細節上的完美，有觀賞性。入門難度有點大，可以在網上搜集成熟的作品從模仿開始。

2、DIY城堡

准備好挖沙子的小桶小鏟子，圈好一塊大沙地 開始堆起城牆，四個角或圓形倒置放上4桶或8桶沙子
形成城牆的大碉堡，中間可以自由發揮做成自己喜歡的建築模型。

3. 想堆超級沙堡請收下這份終極攻略 | Physics World 專欄

圖1 超級沙堡 | 圖源：guinnessworldrecords.com

建造沙堡是在海灘上度假的小樂趣之一，但你真的了解這些結構背後的科學嗎？拿上桶子和鏟子，讓我們一起去 探索 沙子科學的奇妙世界。

撰文 Ian Randall

翻譯 趙金瑜

校譯 於茗騫

責編 | 馮灝

湛藍的天空下，一座無與倫比的碉堡高聳入天。這一建築的中心呈金字塔狀， 在環繞其周圍的城垛和扶壁之間，支出了幾十個形狀和設計各異的尖塔和塔樓。地基周圍有一道加固牆，後面有一頭警覺的巨龍浮在水上，還有一座燈塔矗立在旁。

不不，別激動，我們說的可不是《物理世界》 （ Physics World ） 新總部的設計，而是一座最近打破了吉尼斯世界紀錄的巨大雕塑——有史以來最高的沙堡。這座寬32米、高21.16米的城堡 （見圖1） 由荷蘭藝術家威爾弗雷德·斯蒂耶 （Wilfred Stijer） 和他的30多名雕塑家團隊用4860噸沙子建造而成。在一個精緻的木製腳手架的輔助下，這座城堡於2021年7月，在北日德蘭半島 （North Jutland） 的丹麥海濱村莊布洛克胡斯 （Blokhus） 建成。完工後，建造者在其表面塗了一層膠水，期待這座超級沙堡能夠一直向遊客展出，直到明年2月或3月的下一場重霜來臨。

但和沙子打交道並不像看起來那麼容易。在斯蒂耶和他的團隊成功之前，世界上最高的沙堡由另一個荷蘭沙雕家托馬斯·鄧根 （Thomas van den Dungen） 在德國海濱度假勝地賓茲 （Binz） 建造而成，其高度為17.65米。鄧根曾參與創造了世界上最長的沙雕 （27.3公里） ，也在一小時內建造過數量最多的沙堡 （2230個） ，實在可謂玩沙達人。

然而，鄧根之前兩次打破最高沙堡紀錄的嘗試都失敗了，其中一座建築在完工前幾天倒塌了，另一座的建造則被一群在建築工地上築巢的保護動物岸燕 （shore swallows） 打斷。在海灘上度假時，可能沒人會想費這么大功夫去挑戰世界紀錄。不過， 科學能告訴我們如何建造完美的沙堡嗎？

讓我們先從英國伯恩茅斯大學 （University of Bournemouth） 的環境科學家馬修·貝內特 （Matthew Bennett） 開始講起。2004年，貝內特受到 Teletext Holidays 公司的委託，來確定英國最適合建沙堡的海灘。不同的海灘有不同類型的沙子，所以他的工作是找出使用哪種沙子最好。

貝內特給他的學生們配備了桶子和鏟子，派他們去時下英國最受歡迎的10個海灘，並教他們如何從每個海灘上收集沙子樣本。當學生們把沙子帶回實驗室後，他的團隊就把沙子弄乾，倒入燒杯中，加水，然後把每個裝滿的容器倒置。貝尼特解釋說：「然後我們在每個『實驗城堡』頂部載入重量，並記錄下 （城堡） 倒塌前總的可承重量。」

研究小組發現， 建造堅固沙堡的關鍵是每八桶沙子混合一桶水。 這個8：1的體積比，在所有10個測試地點都是一樣的，實際上，當漲潮到海水最接近海岸的時候，真實海灘的沙水體積比也大致如此。

根據貝內特的說法，這個完美的比例確保了水只會粘合沙子，而不是起潤滑劑的作用。如果水太多，建築就會流動並發生倒塌，當沙堡遇到它們的天敵——潮水時就會發生這種情況；反之，如果水太少，沙子 （建築） 就會碎裂。

事實上，沙堆的強度取決於兩個因素。第一個是單個顆粒的結構。那些稜角更大、更不規則的顆粒，會比那些經過長途運輸而變得圓滑的顆粒更緊密地結合在一起——在風和波浪的作用下，這些顆粒會被磨碎。貝內特解釋道， 這就是為什麼含有許多微小的、有稜角的貝殼碎片的沙子，更有利於建造堅固的沙堡。 另一個更重要的因素則是含水量，越小的顆粒所能持有的水量越高。

經研究， 貝內特將位於英格蘭西南部的托基 （Torquay） 稱為英國最好的沙堡建造地，這要歸功於他所說的 「迷人的紅沙」。 緊隨其後的是東約克郡的布里德靈頓 （Bridlington） ，伯恩茅斯 （Bournemouth） 、大雅茅斯 （Great Yarmouth） 和騰比 （Tenby） 並列第三。「這是一個簡單但有效的實驗，」 貝內特回憶道，他解釋說，他仍把這次研究視為讓大家理解地質學概念的一次有趣嘗試。

不過，他也承認，原則上任何沙子都可以用來建造沙堡——而選擇托基 （Torquay） 的紅沙作為他2004年研究的 「贏家」，在很大程度上是因為它具有吸引人的美學特徵。不僅如此，這些 「冠軍」 沙子起源於2億多年前，當時的英國還在一個比撒哈拉還大的沙漠之中，位於盤古大陸內陸。因此， 托基 （Torquay） 的沙子有很多細顆粒，而這些顆粒增強了它的粘聚性。

對於物理學家來說，沙堡只是一種由壓實的顆粒物 （沙子） 與液體 （水或海水） 混合而成的結構。但是這些水是如何幫助沙粒粘在一起的呢？答案在於顆粒之間形成的水膜的表面張力。就像試管中的液面由於玻璃和液體之間的黏附力而在邊緣彎曲一樣，水在沙粒之間形成微小的 「毛細管橋」。 這些橋將沙粒拉向彼此，減小了水和空氣之間的表面積，同時增大了水和被吸引的沙子之間的表面積。

現在來看，雖然最適合雕刻的沙子和水的比例可能是8：1，但事實證明，在很大范圍的含水量下, 濕沙子都是穩定的——像固體一樣。將沙子聚集在一起的力顯然有些奇怪，這啟發了德國哥廷根馬克斯·普朗克動力學與自組織研究所 （Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization） 的物理學家斯蒂芬·赫明豪斯 （Stephan Herminghaus） ，他對這一現象進行了深入研究。

他和他的團隊沒有研究沙子本身，而是利用了一個大小形狀與沙子相似的濕玻璃珠模型。利用X射線層析顯微技術 （可在不破壞物體的情況下生成數字橫截面圖像） ，研究者們能夠生成珠子的3D圖像，並檢驗在珠子中摻更多水會發生什麼。 （隨著水量的增加） ，起初連著兩個分離顆粒的微型毛細管橋開始變大並融合，逐漸形成越來越復雜的結構，看起來像是一串易拉罐的拉環粘在一起 （圖2） 。

圖2 實驗室中的沙堡 | 圖源：Reprinted by permission from Springer Nature: Nature Materials 7 189 2008

為了模擬水在結合沙粒中所起的作用，由德國哥廷根馬克斯·普朗克動力學與自組織研究所（Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization）的物理學家斯蒂芬·赫明豪斯（Stephan Herminghaus）領導的團隊，使用X射線層析顯微技術創建了濕玻璃珠的3D圖像。（a）這些珠子（黃色）的計算機模型給出了將珠子吸引在一起的3D「毛細管橋」（藍色），這些橋在真正的沙子中產生相同的吸引作用。（b）隨著顆粒間水量的增加（從左到右），形成了更多的毛細管橋（白色區域）。

隨著毛細管橋的變大，它們與沙粒的接觸面也變大，由於沙粒對水有吸引力，從而增強了水的結合效果。然而，與此同時，毛細管橋的凹拱變得不那麼明顯，導致水的負壓降低。使顆粒聚集在一起的正是水的負壓，因此，減小水的負壓會使顆粒不那麼容易聚集。

這兩種效應相互制衡，也就意味著，加入更多的水時，這些實驗中的 「沙子」 仍保持相同的粘性。然而，一旦水占據沙堆的15%，或沙粒之間總有效孔隙的35%，這一規律就會被打破。超過這個極限，沙堆的牢固性就開始減弱。

研究人員在2008年的論文 [1] 中指出：「液體含量對沙堆的力學性能幾乎沒有影響，這是由於沙堆中液體的特殊組織形成了開放結構。」 換句話說，現在我們知道了為什麼建造高大的沙堡不需要太多的水：這都歸功於微型的毛細血管橋，它們就像沙粒間的膠水。

但是沙堡能建多高有理論上的限制嗎？2012年，荷蘭阿姆斯特丹大學 （University of Amsterdam） 的物理學家丹尼爾·波恩 （Daniel Bonn） 開始和同事們研究這個問題。他們把不同數量的濕沙子倒進不同直徑的塑料圓筒里，然後切掉模具，看看在倒塌之前這些圓柱能有多高。

研究小組發現，當柱子在自身重量的作用下發生彈性彎曲時，柱子便會坍塌。鑒於此，研究人員確定， 沙柱的最大可能高度與沙柱的基底半徑成2/3次方的比例增加。 隨手一算你會發現，要建一個高度是你朋友身高兩倍的沙柱，你需要讓它的半徑為朋友的

倍。與此同時，他們根據濕沙彈性模量的測量，得出結論，在液體體積分數約為1%時，沙堆可達到最佳強度。

圖3 最大高度 （圖源：Mehdi Habibi）

由丹尼爾·波恩（Daniel Bonn）領導的荷蘭阿姆斯特丹大學（University of Amsterdam）的研究人員將濕砂倒入塑料圓筒中，發現沙柱的最大可能高度與其基底半徑的2/3次方成正比。

不過，這個數字與貝內特用桶和鏟所發現的比例不同，這也許並不奇怪，因為真正的沙堡往往不是波恩研究中的圓柱形，而是圓錐形的。畢竟，正如鄭州大學的張文強去年發表的一項模擬研究 [2] 所揭示的，圓錐形的沙堡具有最高的穩定性。

當被問及有什麼實用技巧可以分享給嶄露頭角的沙堡雕塑家時，波恩說，壓實是保持穩定的關鍵。這就是為什麼專業的沙堡建造者通常會使用一種 「重擊者」 的機器機械壓實，然後再在沙子上反復壓踏。壓實沙子有助於縮短其毛細管橋，使沙堡更加堅固。

包含多種粒度的多分散沙也很有用。雖然我們認為沙子好像僅由石英構成，但對地質學家來說，該術語指的是大小在62.5微米到2毫米之間的任何碎岩石顆粒。專業的沙堡建造者通常更喜歡用 「河沙」 來雕刻，河沙中含有更細小的粘土顆粒，其大小在0.98微米至3.9毫米之間。據波恩說，河沙中的小顆粒可以有效地利用空間，堆積在大顆粒間的空隙中，從而產生更多的毛細管橋和更堅固的結構。

換句話說， 粘土就像顆粒之間的粘合劑，即使水很少甚至沒水的情況下也是如此。 但如果沒有河沙，用海水也能得到類似的效果。當你的沙堡變干時，沉積在沙粒上的鹽晶體會起到膠水的作用。這是在海邊建沙堡的額外好處。

然而，即使附近沒有海洋來保持水分，由於水蒸汽在多孔材料內部和相鄰表面之間自發地凝結，沙粒之間也會形成毛細管橋。這種現象被稱為「毛細凝聚」，它不僅會影響附著力，還會影響腐蝕和摩擦等各種性能。實際上，古埃及人可能早已無意中從毛細管橋中受益，他們把水倒在沙子上，這樣更容易運輸沉重的石製品 （圖4） 。

圖4 向埃及人一樣澆水（圖源 Sir John Gardner Wilkinson, 1854）

如果建沙堡還不能滿足你的建造慾望，別擔心，沙子和水還可以用來建造更復雜的建築。阿姆斯特丹大學（University of Amsterdam）的顆粒物理學家丹尼爾·波恩（Daniel Bonn）領導的研究小組在2014年發表的一篇論文[3]中指出，古埃及人用水來硬化沙漠中的沙子。這種堅硬的材料使得埃及人在建造金字塔和其他巨型紀念碑時，可以更容易地移動承載著重石頭的雪橇。

這個想法的靈感來自一幅大約3900年前的壁畫，它曾裝飾在傑胡蒂霍特普（Djehutihotep）墓中的牆壁上。在公元前2050年到1780年之間，傑胡蒂霍特普是埃及中王國時期（Middle Kingdom）最具影響力的執政官（或省長）之一。壁畫描繪了一個四人高的傑胡蒂霍特普巨像，被172名工人用雪橇拉著穿過沙漠。

有趣的是，壁畫中，站在雪橇前面的人正往巨像即將要經過的沙子上澆水，而另外兩個奴隸則在給他補充水。埃及學家一直認為這種奇怪的行為是一種儀式，但波恩和他的同事們通過實驗證明，在沙子中加入一定數量的水可以形成微觀的「毛細管橋」，從而使沙子變硬。

毛細管橋降低了沙子的摩擦系數，同時也防止沙子堆積在雪橇前面或讓它陷入沙子里。具體來說，研究小組發現，當沙子的含水量達到5%左右時，動態摩擦系數減半。然而，含水量更高時摩擦力則會增加，當含水量為10%的時候，甚至會超過干沙的動態摩擦系數。

毛細凝聚通常用1871年英國物理學家兼數學家威廉·湯姆森 （William Thomson）（後來的開爾文勛爵） 提出的方程來描述。該方程將一些宏觀屬性連接起來，如壓力、曲率和表面張力。不過，這一方程在微觀尺度上也成立。事實上，即使在10納米左右的尺度上，它也被證明具有驚人的准確性。

為了探究這一現象的原因，由諾貝爾獎得主、曼徹斯特大學 （University of Manchester） 物理學家安德烈·海姆 （Andre Geim） 領導的研究小組最近制出了或許是最小的毛細管。有的僅和單原子一樣高，它們由原子厚度的雲母和石墨層製成，層間被石墨烯細條隔開。海姆和他的團隊發現，這些極小的毛細管內只能容納一層水分子 [4] 。

通過研究這些毛細管中的冷凝，該團隊意識到，即使在分子尺度上，開爾文方程仍能做出很好的定性描述——水的結構變得更加離散和分層，它的性質也會發生改變。論文的第一作者楊倩 [5] 說： 「這讓我很驚喜。我原以為傳統物理學會在這個尺度上徹底失效，但沒想到，舊的公式仍然管用。」

然而，根據研究小組的說法，定性方程與現實之間的一致性也是偶然的。環境濕度下的毛細凝聚會產生大約1000巴 （bars） 的壓力——比地球上最深的海底處的壓力還大。這種壓力可能會將沙堡中的顆粒凝聚起來，但在研究人員的實驗中，它也會使極小的毛細管發生微小的變形，從而抵消分子尺度上水的性質變化。

「好的理論往往被證明在其適用范圍之外也有效」 ，海姆說道。「開爾文勛爵是一位有諸多發現的傑出科學家，但即使是他，也一定會驚訝地發現，最初在毫米級的試管中得出的理論——甚至在單原子尺度上也適用。事實上，在他的開創性論文中，開爾文明確指出這是不可能的。因此，我們的工作同時證明了他既是對的，也是錯的。」

研究沙子的物理性質以及將其聚集在一起的毛細力，不僅僅是為了建造最好的沙堡。例如，赫明豪斯和他的團隊開發的、研究玻璃珠的成像技術可以更廣泛地應用於顆粒-液體-空氣界面。因此，這些研究不只是在海邊建沙堡有用， 還有很多實際的應用——比如從阻止粉末結塊到提高我們預防山體滑坡的能力。

明確濕砂的力學性能對施工工作也有好處。畢竟，大多數公路、鐵路、房屋和建築都是建在沙土上的，但如果想讓這些結構持久耐用，就必須保持穩定。水可以加固沙樁，不過，有助穩定性的同時，也可能有降低壓實度的危險。

任何土木工程師都知道，在未夯實的沙土上建房會面臨 「流沙」 的風險，而流沙是建築師的噩夢。流沙由浸滿水的鬆散砂土組成，起初看起來是固體，但在受到擾動 （例如地面震動） 時會液化，變成非牛頓流體。它會形成一種懸浮物並失去粘性，導致接觸到的物體沉入沙子中。

在波恩所在的荷蘭，這尤其是個問題，在用堤壩填海造地的陸地上，有大量的流沙。由於不能立即在這種被稱為 「圩田」 的土地上建設，建築商不得不等上數年，直到沙子壓實後才開始動工。波恩說：「如果沙子沒有被壓實，你可能就會沉下去，陷在裡面。」

所以，先別急著奔向沙灘，讓我們先來復習一下要點。要想建一個真正令人嘆為觀止的沙堡：

最好選一個有大量細沙的地方。

從漲潮點周圍取濕沙子，這樣你就能得到理想的8：1的沙水混合物。

壓實濕沙以提高穩定性。

如果你想建一座高塔，那底座最好要寬，然後建成圓錐形。

最後一步，釋放你的創造力！

好了，盡情欣賞你親手打造出的大作吧……直到它不可避免地被潮水沖走。

原文鏈接：

https://physicsworld.com/a/top-tips-for-super-sandcastles-explore-the-weird-world-of-sand/

本文為 Physics World 專欄 的第45篇文章。

版權聲明

原文標題 「 Top tips for super sandcastles 」，首發於2021年8月出版的 Physics World ，英國物理學會出版社授權《知識分子》翻譯。本譯文有刪節，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為准。未經授權的翻譯是侵權行為，版權方將保留追究法律責任的權利。登陸 Physics World ，關注日常全球科學新聞、熱點報道和評論。 Physics World 幫助學界與產業界的研究人員走在世界重大科研突破與跨學科研究的前沿。

參考文獻

[1]https://www.nature.com/articles/nmat2117

[2]https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/514/2/022071/meta

[3]https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.175502

[4]https://www.nature.com/articles/s41586-020-2978-1

[5]https://news.swjtu.e.cn/ShowNews-15652-0-1.shtml

4. 沙子不是遍地都是嗎為什麼會出現沙子短缺的危機

沙危機的概念來源於現代社會尤其是城市建設的加速發展，以及人們對河沙和海沙需求的不斷增加，導致了沙資源的短缺。聯合國環境規劃署(環境署)於2014年發表了一份報告，指出全球對沙和礫石的總需求量已達到每年驚人的400億噸。這些沙子的下落主要用於建築和填海，而這些沙子基本上是從河流和近海水域的水下挖掘出來的。河沙是在風蝕和水力作用下，由於天然石材的長期碰撞和摩擦而緩慢形成的。

有很多有害物質。河沙在形成過程中，除了受到風力侵蝕外，還經歷了河水的沖刷和分選，過濾掉了河沙中的鹼土、硫化物、鹽、雲母等有害物質。沙漠砂一般原位風化，運移路徑短，不存在自來水過濾過程。它含有許多有害物質。如果在建築施工中使用，會對鋼材等材料產生很大的腐蝕性，產生潛在的安全隱患，對人體健康造成危害。

5. 同樣是沙子，為什麼沙漠的沙子蓋不了房子，河沙卻可以

沙漠中的沙子細小而且表面光滑，導致其無法定型；沙漠中的沙子含鹼量太高；沙漠中的沙子可能含有有毒物質；沙漠中的沙子分離和運輸的成本太高。以上的四點原因也就造成了蓋房子不用沙漠沙而使用河沙。

沙漠沙中沙子中會含有大量的重金屬元素，這些重金屬都是來自於地球的內部，是沙漠形成的過程中帶來的。如果用於建築會給人體造成很大的傷害。河沙經過長期的水流沖洗後，能都洗刷掉大部分的有害物質和鹽鹼成分，更加安全。

沙漠沙來源自沙漠地帶，這里人煙稀少，交通設施較差，不具備大量開採的價值。而河沙的來源於河流，通過船體運輸和交通運輸很容易達到施工現場。

6. 沙子是怎樣做成雕塑的

沙子和刻刀----------------------------- （杭州幻天雕塑）
文來自網路
一、沙雕的基礎

單就沙雕的本體而言，是一種以沙為材料的雕塑品種，它有一個先塑沙（堆沙）再雕沙的過程。操作手法與其他雕塑門類有所不同，但其原理相通，因而創作沙雕作品必須具有一定的美術基礎和一定的文化底蘊，具有繪畫、雕刻的經驗。

如果以沙雕的整合性而言，沙雕藝術是集雕塑、繪畫、建築、大地藝術、體育休閑、戶外娛樂為一體的邊緣性藝術。這種邊緣性又決定沙雕創作者不僅有良好的藝術感覺和心態，還要具備戶外藝術創作所必須的強健體魄和敬業精神。

二、沙雕用沙的選擇

沙雕創作只能以沙和水為材料，不允許使用任何化學粘合劑。所以它和其他雕塑藝術一樣，對材料有較高的要求，對沙的選擇尤為重要，沙的密度、純度、粘性直接影響到沙雕的品質。一般而言，沙雕創作盡量選擇密度、純度較高，粘性較強的沙。

密度高的沙，較細、凝聚力強、容易切割、不易倒塌。

純度高的沙，透水性能好，更能製作出表面整潔的沙雕作品。

粘性強的沙，直立性較好，製作更能體現作品的難度和高度。

三、沙雕藝術的工具

沙雕由於它材料的特殊性，使用工具也與其它雕塑有所不同，主要有雕刀、水壺、吸管、膠水等主要工具，以及水平尺塑料圈等輔助工具組成。

雕刀：主要用於塊面的分割和細部的刻劃，要求質地堅硬、彈性好，鋒利挺刮。按照用途的不同可分以下三類：

1、用於整體形塊的切割、底部牆面製作的主要有軍用鏟、彎形泥刀、大鏟刀等，這些工具都是現存品稍作加工，順手即可。

2、用於局部刻劃的主要有各類小型鏟刀，不同形狀的刮刀（油畫家常用那種即可），要求形狀有變化、使用靈活。

3、用於小型穿孔、開糟的工具主要各類特製的雕刀，要體型狹小、彎曲有度、容易出沙，操作 順手為宜。

噴壺：主要用於沙的保濕，製作過程中的壓沙，肌理製作以及噴膠，根據面積大小可選用背式噴霧器以及小型噴壺，要求出水的粗、細變化隨意即可。

噴沙管：主要用於沙雕過程中對小局部積沙的清理，要求長短適中，觸口處為園口，觸沙處為銳角，以增加靈活度。

膠水：主要用於沙雕表層的固定，最常用的如乳白膠等，滲入適量的水後即可用壺噴灑，經濟、方便，但考慮到大面積沙雕群製作時膠合劑的污染問題，一般可用價格稍高的環保型膠水。

輔助工具中的水平尺主要用來控制高低，硬塑圈則是用來局部堆沙，提高和豐富沙雕高度和內容。

四、沙雕的製作過程

1、堆沙：是製作沙雕的第一步，一般而言，型體在1.8米以上用模板堆沙，型體較小（一般在1.8米以下）用手工堆沙，堆沙時應遵循金字塔式結構原則。

2、切大塊面：根據沙雕內容，用大鏟刀把形體大的塊面切割出來，應自上而下，留較多餘地，以便逐步深入並保證沙堆的牢固。

3、自上而下局部完成：沙雕與其他材料的雕刻不同，為了防止沙雕的不斷風化，必須放棄其他雕刻門類整體――局部――整體這一製作定律，而把整體放在心上，局部一次完成，直至底部。

4、噴膠：分幾天完成的大型沙雕單體一般在一天工作結束前噴膠（其餘時間盡量用噴水來防止風化），一天之內完成的小型沙雕，則在完成後全面噴膠，必須均勻、全面，不能放過每一個小細節。

五、堆沙與模板的製作

製作沙雕作品不管是大中型單體或大型沙雕群，堆沙是十分重要的環節，它直接影響到作品的製作和保存，必須十分科學和謹慎。

由於沙的物理特徵的制約，在構建的龐大沙群中，每個單體或上下連接的單體必須遵循「金字塔」結構方式。也正是這一點決定了沙雕的主要外型特徵。

為了保證金字塔結構的堅固性，每個單體必須要藉助模板堆沙，不同型號模板組合成的多邊型層層相疊，形成階梯狀，即有利於把沙夯實，又便於雕沙自上而下的進行。

模板的製作一般分鐵質和木質兩大類。鐵質比較牢固不易變形，但不方便運輸；木質模板容易操作與運輸，但需配以條形鐵皮箍和粗型金屬絲幫助固型。模板根據需要可堆成四邊形、六邊型、八邊型等，但常見的以四邊型為主，自下而上的模板間一般以60公分間距離遞減直至頂部。

六、沙雕技法簡介

沙雕從一種游戲發展成為一門大型的藝術不過二三十年時間，作為雕塑門類的一個新品種，它大部分的造型方法、刻劃技法都借鑒了石雕、木雕甚至泥塑中的技法，但沙雕畢竟只以沙和水作為材料，眾多的沙雕家和愛好者在長期的創作實踐中，總結了許多特殊技法，來充分展現了沙雕的美感和豐富性。

1、穿孔技法：英國現代雕塑家享利·摩爾對現代雕塑最大的貢獻便是在雕塑造型中充分利用「孔」的功能來增強作品的內涵和張力。沙雕藝術中，也經常運用「穿孔」來豐富沙雕的塊面，使作品更顯通透。但稍有不慎則會出現塌沙現象，前功盡棄，所以必須十分小心。具體的操作要點是：

（1）、穿孔根據形體的需要而定，但一般在沙雕的高處，且不宜過大，要充分考慮到孔上方沙的壓力和四周的承載力，且要注意到孔的弧度，不宜過直過長。

（2）、在要穿孔的部位四周，特別是頂部噴一層膠水，待干後方可操作。如果開鑿的孔較厚，則需層層噴膠，待干後層層推進，直到完成。

（3）、完成後馬上噴膠固定。

2、線和點的表現法：任何一門立體造型藝術，在大塊面確定之後，線和點的處理直接關繫到作品的成敗，沙雕也是如此，線和點的不同處理手段，直接決定沙雕的質量。

（1）線的表現法：線的表現法在沙雕過程中一般可分為直接雕法和間接刻法。

直接雕法就是運用大小不同的雕刀，直接表現線的走向、粗細、深淺、高低、疏密，刀法要乾脆利落，銜接自然，且富有雕刻味，這種方法運用最為普遍，出線效果較為厚重、圓滑，但對作者造型能力要求比較高，

間接刻法就是先在要刻線的部分噴一層膠水，但干後用較鋒利的刀（如美工刀）刻出，要做到行刀勻速、乾脆，此方法刻線挺而有力，在小范圍應用可追求線條的變化。

（2）、點的表現法主要分為挖孔法和銜接法。

挖孔法：就是運用大小不同但刀鋒較長、並帶弧形的雕刀挖孔，要准確、乾脆，且要稍深，這樣在陽光下可呈較強凹感。

銜接法：就是用沙和水做成所需大小的圓球，然後嵌入事先挖好的 淺孔中，使其大小相吻，這樣做出的點簡潔、方便、立體感強。

3、沙堆接移植法和成品移植法：總體而言沙雕是一種減法，但為了使其達到豐富的效果和最大的高度，並且簡便易行，往往採取這二種面方法。

（1）沙堆移植法是用硬塑圈或方本框放置於已有的沙堆上，然後直接灌水沙，待夯實後，撥起硬塑圈或方木框即可，這種方法可增加沙堆的高度和細節，較為常見。

(2)成品移植法是把小型的沙雕製作在一塊硬質的薄塑料板上，然後移植到已完成的沙雕的框架中，再抽去塑料板即可，這種方法，可使沙雕看起來更文體、更細、更有情節性。

4、水和沙的肌理製作技法：沙雕的表層由於刷子和噴水的作用，除保留一定的刀法外，其餘都比較光滑、平整，為增加表層的表現力，豐富沙雕的語言，雕手們常用水和沙的相互作用來製作許多肌理以滿足不同物體間制質感的差別，主要分為水破沙技法、濕沙造型法和滴沙塑形法。

（1）水破沙法：是應用不同大小和力量的水柱集中地沖擊沙堆，所產生的一種凹凸形，形狀自然，高低錯落，並能產生許多意料之外的形狀，增加想像空間和表現力。

(2)濕沙造型法：是先用水把要處理的區域噴濕，然後用手或其他工具把濕沙捏塑成一種或多種形狀，再用噴水壓沙使之更加細賦。

（3）滴沙塑形法：用手將被水浸濕透的沙，有控制地滴灑在沙雕造型所需部位，高低、大小、疏密變化得當，並結合物體的轉折而不斷變化，也能產生真實而奇妙的效果。

總之，沙雕的技法還要和沙雕創作者的審美趣味充分結合,並不斷派生出更有個性、更能展示沙的魅力的技巧來。

六、沙雕的保存和修補

沙雕被稱為「速朽藝術」，它在一定的時間內自然消解，猶如一座古代城堡在悠遠的歲月中不斷風化，直到廢墟，最後返歸自然。所以從本體上講，沙雕不存在刻意保存、收藏等問題，但是由於沙雕的商業因素，人們還是最大可能地延長每組沙雕的壽命，這也就不可避免地出現保存和修補的問題。

每件作品完成後的噴膠是沙雕保存的關鍵，所以噴膠時應注意以下幾點：

1、在噴膠前，應首先用噴霧器把整個沙堆全部噴濕，以便膠水迅速和均勻地滲入。

2、噴膠要均勻、仔細、充分，不可錯過任何一個細節，以免一小點漏噴而迅速擴大風化面積，出現漏沙現象，直至損壞。

3、把噴膠用的膠水以1：4左右的比例和水勾兌，並盛於專業大型噴霧器，即可噴膠。

4、如遇天氣變化較多，可在天晴時適當多噴幾次，以增加牢固度。

沙雕完成若干日後，一般便會出現局部損壞現象，這時候，進行及時修補比較必要，小面積的修補一般有以下步驟：

1、先把破損部分仔細清理掉，然後用噴水器把待補面及周圍全部噴濕，使周圍表面帶膠的沙層軟化並小心削平，為使修補牢固可把破損部的沙稍微挖深。

2、用濕沙層層銜接，直至達到所需高度，這個步驟至關重要，必須要一邊噴水，一邊銜接，且用手牢牢護住，並要掌握好手的力度。

3、按照原來的風格造型，再次雕刻，完成後噴膠。

七、沙雕作品的構思及設計

1、確定創作主題

任何一類藝術作品都有一定的創作主題，創作主題是作品的靈魂。沙雕作品從構思到設計，必須要有一個鮮明的創作主題，任何單體的內容和組合，都必須為主題服務，並在參觀者的視線中徐徐展開。和嚴肅藝術不同，沙雕藝術具有更大的邊緣性，因而具有更大的寬容性和多元性，巨大的體積和強大的視覺沖擊力，又使沙雕藝術具有獨特的敘事功能和跨度，它能連接東方和西方，古代與現代、歷史和現實，創造一個個沙的童話。

2．主題的效果體現

當一組大型組合沙雕的主題確定以後，接下來便是確定場地的大小，參觀的線路，單體間的大小、疏密、高低以及水源、電源等等，所有這一切既要符合美的原則，又要考慮到參觀的方便、有效、安全。

為了形象體現主體的整體規模，以便盡快應用於宣傳招商，並在雕手合作時起統領作用，必須繪制體現主題的效果圖（見圖），具體步驟如下：

（1）．以入口處的方向為正面，確立每一個單體的位置，視角為俯視。

（2）、繪制每個單體的詳細色彩效果圖，一般方法為鋼筆談彩，或重彩塊面法。

（3）、根據原先確定的位置大小、高低，用電腦合成並配以環境渲染和簡要文字說明。

3、作品的物理結構圖

如果說作品的效果圖是對創作主題的形象詮釋，那麼每一個作品的物 理結構圖，則是對每一個單體操作性的形象體現。這也是一個非常重要的環節，對設計者而言是一項非常艱辛的勞動，它要求既符合沙雕的原理，又體現單體的主題和美觀。在一張設計圖中既反映堆沙模板的尺寸大小、層數，又體現作品每一個部分在模板中的具體方位。它是設計師、堆沙工作人員及雕手的橋梁（見圖）。當然對於一些單體的展示或雕手的比賽而言，作品的結構圖都由沙雕者根據既定主題各自完成，更能體現沙雕手的個性，使沙雕更活躍、更酷。

4．適合用沙表現的作品類型

沙雕藝術從游戲發展而來，使其具有非常大的娛樂性和大眾性，沙雕藝術具有大眾藝術的所有特徵，更能直接介入當代的消費文化，所以藝術家可以在此表達自己對當代文化的認識，旅遊者可以找到游戲與觀賞的樂趣，商家則可以在此尋找無限商機，而所有這些促使沙雕作品表現的類型必須具象化、通俗化、系列化、主題化。

（1）具象化是指沙雕的內容必須是可以辨認的具體形象為主。

（2）通俗化是指沙雕表現的形象要通俗易懂，不管是歷史人物，神話故事、童話傳奇，還是古今中外的名勝建築等等，必須是流傳甚廣，而且朗朗上口。但是反對庸俗化。

（3）系列化是指沙雕表現形式上必須有相同特徵。如「世界八大奇觀」等。

（4）．主題化是指沙雕表現的內容必須有一個健康積極的主題。如「人類之愛」「絲綢之路」等都是較好的選題。

7. 為什麼流動性差的貨垛容易塌

水的流動性好，但是堆不成垛，偏偏沙子之類的，流動性不算差，是最容易塌的，礦砂類流動性不算差，尤其是貨垛比較大，貨垛會承受不了自身重力而坍塌。

8. 積木搭的越高越容易倒塌，是為什麼給點科學解釋

因為重心越來越高了，在支撐一定的情況下，重心越高的物體穩定性越來越差

如有疑問，請追問；如已解決，請採納

9. 沙漠的沙子為什麼不能用於建築用沙用了會怎樣

砂石是國內建築行業最重要的原材料，應該給該行業留下深刻的印象，其價格就像一枚火箭。難怪有人嘲笑：“普通的沙子和礫石幾乎趕上了稀土的價值”和“我們將依靠家裡的這片小小的砂子使我們的家庭過上富裕的生活”。也有相關報道稱國內砂石價格暴漲，部分地區採用進口方式。有人問：沙漠那麼多沙，怎麼不去用而靠進口呢？

目前，在建築砂市場中，機械制砂已成為建築砂的主力軍。然後，用洗砂機洗滌不同粒徑的機加工砂，以去除雜質並成為合格的建築砂。

10. 為什麼沙子沾點水可以做成城堡

沙灘上的沙子不同與普通的沙子，經常在太陽下曝曬受大海沖擊打磨，礦物質含量很高
用水潑到這種沙子上就黏在一起，有點像泥巴。一般說來土遇水就成了泥，越細小的東西遇到水性液體都會黏在一起（普遍是這樣）還有不同的是化學葯品會與水反應生成氣體等情況。