沙子堆的模具为什么容易倒塌

1. 打马路砖时洋灰和沙土，沙子混合好后放到模子里，但是倒出来时总有一会份粘在模具上是怎么回事

您所说的洋灰就是水泥，水泥、砂加水混合后放入模子中待其结硬后可形成需要的形状，但在水泥、砂混合好后，应先在模具内表面均匀的涂上隔离剂（有售）或肥皂水，这样的话，混合物结硬后倒出时就不会粘在模具上了。

2. 沙堡怎么堆

1、首先要有耐心，其次要有规划。一般堆出来不好看的沙堡，都是因为前期没啥想法，弄一步算一步，导致最后弄得啥也不像。

2、寻找合适的沙滩很重要，沙子不能太湿也不能太干。太湿的沙子，虽然晓得形状很好弄，但是做整个城堡就不太适合了，经常出现晒干就开裂、倒塌的情况；太干的沙子太过松散，根本堆不成个。

3、堆砌。好的沙堡不是一点一点往上贴沙子，而是做好一个沙堆，从沙堆里用类似雕刻的形式弄出来的，当然是一小部分一小部分的弄。也有做沙堡的工具，十分方便，把合适的沙子装满模具，然后导出来就行了。

4、初步形状出现，一定要小心谨慎的修饰，不要贪心想追求完美，舍弃一些细小的装饰，可以成就宏伟的气势。

沙堡的类型：

1、观赏性沙滩城堡

比较细致的沙滩雕刻城堡1追求细节上的完美，有观赏性。入门难度有点大，可以在网上搜集成熟的作品从模仿开始。

2、DIY城堡

准备好挖沙子的小桶小铲子，圈好一块大沙地 开始堆起城墙，四个角或圆形倒置放上4桶或8桶沙子
形成城墙的大碉堡，中间可以自由发挥做成自己喜欢的建筑模型。

3. 想堆超级沙堡请收下这份终极攻略 | Physics World 专栏

图1 超级沙堡 | 图源：guinnessworldrecords.com

建造沙堡是在海滩上度假的小乐趣之一，但你真的了解这些结构背后的科学吗？拿上桶子和铲子，让我们一起去 探索 沙子科学的奇妙世界。

撰文 Ian Randall

翻译 赵金瑜

校译 于茗骞

责编 | 冯灏

湛蓝的天空下，一座无与伦比的碉堡高耸入天。这一建筑的中心呈金字塔状， 在环绕其周围的城垛和扶壁之间，支出了几十个形状和设计各异的尖塔和塔楼。地基周围有一道加固墙，后面有一头警觉的巨龙浮在水上，还有一座灯塔矗立在旁。

不不，别激动，我们说的可不是《物理世界》 （ Physics World ） 新总部的设计，而是一座最近打破了吉尼斯世界纪录的巨大雕塑——有史以来最高的沙堡。这座宽32米、高21.16米的城堡 （见图1） 由荷兰艺术家威尔弗雷德·斯蒂耶 （Wilfred Stijer） 和他的30多名雕塑家团队用4860吨沙子建造而成。在一个精致的木制脚手架的辅助下，这座城堡于2021年7月，在北日德兰半岛 （North Jutland） 的丹麦海滨村庄布洛克胡斯 （Blokhus） 建成。完工后，建造者在其表面涂了一层胶水，期待这座超级沙堡能够一直向游客展出，直到明年2月或3月的下一场重霜来临。

但和沙子打交道并不像看起来那么容易。在斯蒂耶和他的团队成功之前，世界上最高的沙堡由另一个荷兰沙雕家托马斯·邓根 （Thomas van den Dungen） 在德国海滨度假胜地宾兹 （Binz） 建造而成，其高度为17.65米。邓根曾参与创造了世界上最长的沙雕 （27.3公里） ，也在一小时内建造过数量最多的沙堡 （2230个） ，实在可谓玩沙达人。

然而，邓根之前两次打破最高沙堡纪录的尝试都失败了，其中一座建筑在完工前几天倒塌了，另一座的建造则被一群在建筑工地上筑巢的保护动物岸燕 （shore swallows） 打断。在海滩上度假时，可能没人会想费这么大功夫去挑战世界纪录。不过， 科学能告诉我们如何建造完美的沙堡吗？

让我们先从英国伯恩茅斯大学 （University of Bournemouth） 的环境科学家马修·贝内特 （Matthew Bennett） 开始讲起。2004年，贝内特受到 Teletext Holidays 公司的委托，来确定英国最适合建沙堡的海滩。不同的海滩有不同类型的沙子，所以他的工作是找出使用哪种沙子最好。

贝内特给他的学生们配备了桶子和铲子，派他们去时下英国最受欢迎的10个海滩，并教他们如何从每个海滩上收集沙子样本。当学生们把沙子带回实验室后，他的团队就把沙子弄干，倒入烧杯中，加水，然后把每个装满的容器倒置。贝尼特解释说：“然后我们在每个‘实验城堡’顶部加载重量，并记录下 （城堡） 倒塌前总的可承重量。”

研究小组发现， 建造坚固沙堡的关键是每八桶沙子混合一桶水。 这个8：1的体积比，在所有10个测试地点都是一样的，实际上，当涨潮到海水最接近海岸的时候，真实海滩的沙水体积比也大致如此。

根据贝内特的说法，这个完美的比例确保了水只会粘合沙子，而不是起润滑剂的作用。如果水太多，建筑就会流动并发生倒塌，当沙堡遇到它们的天敌——潮水时就会发生这种情况；反之，如果水太少，沙子 （建筑） 就会碎裂。

事实上，沙堆的强度取决于两个因素。第一个是单个颗粒的结构。那些棱角更大、更不规则的颗粒，会比那些经过长途运输而变得圆滑的颗粒更紧密地结合在一起——在风和波浪的作用下，这些颗粒会被磨碎。贝内特解释道， 这就是为什么含有许多微小的、有棱角的贝壳碎片的沙子，更有利于建造坚固的沙堡。 另一个更重要的因素则是含水量，越小的颗粒所能持有的水量越高。

经研究， 贝内特将位于英格兰西南部的托基 （Torquay） 称为英国最好的沙堡建造地，这要归功于他所说的 “迷人的红沙”。 紧随其后的是东约克郡的布里德灵顿 （Bridlington） ，伯恩茅斯 （Bournemouth） 、大雅茅斯 （Great Yarmouth） 和腾比 （Tenby） 并列第三。“这是一个简单但有效的实验，” 贝内特回忆道，他解释说，他仍把这次研究视为让大家理解地质学概念的一次有趣尝试。

不过，他也承认，原则上任何沙子都可以用来建造沙堡——而选择托基 （Torquay） 的红沙作为他2004年研究的 “赢家”，在很大程度上是因为它具有吸引人的美学特征。不仅如此，这些 “冠军” 沙子起源于2亿多年前，当时的英国还在一个比撒哈拉还大的沙漠之中，位于盘古大陆内陆。因此， 托基 （Torquay） 的沙子有很多细颗粒，而这些颗粒增强了它的粘聚性。

对于物理学家来说，沙堡只是一种由压实的颗粒物 （沙子） 与液体 （水或海水） 混合而成的结构。但是这些水是如何帮助沙粒粘在一起的呢？答案在于颗粒之间形成的水膜的表面张力。就像试管中的液面由于玻璃和液体之间的黏附力而在边缘弯曲一样，水在沙粒之间形成微小的 “毛细管桥”。 这些桥将沙粒拉向彼此，减小了水和空气之间的表面积，同时增大了水和被吸引的沙子之间的表面积。

现在来看，虽然最适合雕刻的沙子和水的比例可能是8：1，但事实证明，在很大范围的含水量下, 湿沙子都是稳定的——像固体一样。将沙子聚集在一起的力显然有些奇怪，这启发了德国哥廷根马克斯·普朗克动力学与自组织研究所 （Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization） 的物理学家斯蒂芬·赫明豪斯 （Stephan Herminghaus） ，他对这一现象进行了深入研究。

他和他的团队没有研究沙子本身，而是利用了一个大小形状与沙子相似的湿玻璃珠模型。利用X射线层析显微技术 （可在不破坏物体的情况下生成数字横截面图像） ，研究者们能够生成珠子的3D图像，并检验在珠子中掺更多水会发生什么。 （随着水量的增加） ，起初连着两个分离颗粒的微型毛细管桥开始变大并融合，逐渐形成越来越复杂的结构，看起来像是一串易拉罐的拉环粘在一起 （图2） 。

图2 实验室中的沙堡 | 图源：Reprinted by permission from Springer Nature: Nature Materials 7 189 2008

为了模拟水在结合沙粒中所起的作用，由德国哥廷根马克斯·普朗克动力学与自组织研究所（Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization）的物理学家斯蒂芬·赫明豪斯（Stephan Herminghaus）领导的团队，使用X射线层析显微技术创建了湿玻璃珠的3D图像。（a）这些珠子（黄色）的计算机模型给出了将珠子吸引在一起的3D“毛细管桥”（蓝色），这些桥在真正的沙子中产生相同的吸引作用。（b）随着颗粒间水量的增加（从左到右），形成了更多的毛细管桥（白色区域）。

随着毛细管桥的变大，它们与沙粒的接触面也变大，由于沙粒对水有吸引力，从而增强了水的结合效果。然而，与此同时，毛细管桥的凹拱变得不那么明显，导致水的负压降低。使颗粒聚集在一起的正是水的负压，因此，减小水的负压会使颗粒不那么容易聚集。

这两种效应相互制衡，也就意味着，加入更多的水时，这些实验中的 “沙子” 仍保持相同的粘性。然而，一旦水占据沙堆的15%，或沙粒之间总有效孔隙的35%，这一规律就会被打破。超过这个极限，沙堆的牢固性就开始减弱。

研究人员在2008年的论文 [1] 中指出：“液体含量对沙堆的力学性能几乎没有影响，这是由于沙堆中液体的特殊组织形成了开放结构。” 换句话说，现在我们知道了为什么建造高大的沙堡不需要太多的水：这都归功于微型的毛细血管桥，它们就像沙粒间的胶水。

但是沙堡能建多高有理论上的限制吗？2012年，荷兰阿姆斯特丹大学 （University of Amsterdam） 的物理学家丹尼尔·波恩 （Daniel Bonn） 开始和同事们研究这个问题。他们把不同数量的湿沙子倒进不同直径的塑料圆筒里，然后切掉模具，看看在倒塌之前这些圆柱能有多高。

研究小组发现，当柱子在自身重量的作用下发生弹性弯曲时，柱子便会坍塌。鉴于此，研究人员确定， 沙柱的最大可能高度与沙柱的基底半径成2/3次方的比例增加。 随手一算你会发现，要建一个高度是你朋友身高两倍的沙柱，你需要让它的半径为朋友的

倍。与此同时，他们根据湿沙弹性模量的测量，得出结论，在液体体积分数约为1%时，沙堆可达到最佳强度。

图3 最大高度 （图源：Mehdi Habibi）

由丹尼尔·波恩（Daniel Bonn）领导的荷兰阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）的研究人员将湿砂倒入塑料圆筒中，发现沙柱的最大可能高度与其基底半径的2/3次方成正比。

不过，这个数字与贝内特用桶和铲所发现的比例不同，这也许并不奇怪，因为真正的沙堡往往不是波恩研究中的圆柱形，而是圆锥形的。毕竟，正如郑州大学的张文强去年发表的一项模拟研究 [2] 所揭示的，圆锥形的沙堡具有最高的稳定性。

当被问及有什么实用技巧可以分享给崭露头角的沙堡雕塑家时，波恩说，压实是保持稳定的关键。这就是为什么专业的沙堡建造者通常会使用一种 “重击者” 的机器机械压实，然后再在沙子上反复压踏。压实沙子有助于缩短其毛细管桥，使沙堡更加坚固。

包含多种粒度的多分散沙也很有用。虽然我们认为沙子好像仅由石英构成，但对地质学家来说，该术语指的是大小在62.5微米到2毫米之间的任何碎岩石颗粒。专业的沙堡建造者通常更喜欢用 “河沙” 来雕刻，河沙中含有更细小的粘土颗粒，其大小在0.98微米至3.9毫米之间。据波恩说，河沙中的小颗粒可以有效地利用空间，堆积在大颗粒间的空隙中，从而产生更多的毛细管桥和更坚固的结构。

换句话说， 粘土就像颗粒之间的粘合剂，即使水很少甚至没水的情况下也是如此。 但如果没有河沙，用海水也能得到类似的效果。当你的沙堡变干时，沉积在沙粒上的盐晶体会起到胶水的作用。这是在海边建沙堡的额外好处。

然而，即使附近没有海洋来保持水分，由于水蒸汽在多孔材料内部和相邻表面之间自发地凝结，沙粒之间也会形成毛细管桥。这种现象被称为“毛细凝聚”，它不仅会影响附着力，还会影响腐蚀和摩擦等各种性能。实际上，古埃及人可能早已无意中从毛细管桥中受益，他们把水倒在沙子上，这样更容易运输沉重的石制品 （图4） 。

图4 向埃及人一样浇水（图源 Sir John Gardner Wilkinson, 1854）

如果建沙堡还不能满足你的建造欲望，别担心，沙子和水还可以用来建造更复杂的建筑。阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）的颗粒物理学家丹尼尔·波恩（Daniel Bonn）领导的研究小组在2014年发表的一篇论文[3]中指出，古埃及人用水来硬化沙漠中的沙子。这种坚硬的材料使得埃及人在建造金字塔和其他巨型纪念碑时，可以更容易地移动承载着重石头的雪橇。

这个想法的灵感来自一幅大约3900年前的壁画，它曾装饰在杰胡蒂霍特普（Djehutihotep）墓中的墙壁上。在公元前2050年到1780年之间，杰胡蒂霍特普是埃及中王国时期（Middle Kingdom）最具影响力的执政官（或省长）之一。壁画描绘了一个四人高的杰胡蒂霍特普巨像，被172名工人用雪橇拉着穿过沙漠。

有趣的是，壁画中，站在雪橇前面的人正往巨像即将要经过的沙子上浇水，而另外两个奴隶则在给他补充水。埃及学家一直认为这种奇怪的行为是一种仪式，但波恩和他的同事们通过实验证明，在沙子中加入一定数量的水可以形成微观的“毛细管桥”，从而使沙子变硬。

毛细管桥降低了沙子的摩擦系数，同时也防止沙子堆积在雪橇前面或让它陷入沙子里。具体来说，研究小组发现，当沙子的含水量达到5%左右时，动态摩擦系数减半。然而，含水量更高时摩擦力则会增加，当含水量为10%的时候，甚至会超过干沙的动态摩擦系数。

毛细凝聚通常用1871年英国物理学家兼数学家威廉·汤姆森 （William Thomson）（后来的开尔文勋爵） 提出的方程来描述。该方程将一些宏观属性连接起来，如压力、曲率和表面张力。不过，这一方程在微观尺度上也成立。事实上，即使在10纳米左右的尺度上，它也被证明具有惊人的准确性。

为了探究这一现象的原因，由诺贝尔奖得主、曼彻斯特大学 （University of Manchester） 物理学家安德烈·海姆 （Andre Geim） 领导的研究小组最近制出了或许是最小的毛细管。有的仅和单原子一样高，它们由原子厚度的云母和石墨层制成，层间被石墨烯细条隔开。海姆和他的团队发现，这些极小的毛细管内只能容纳一层水分子 [4] 。

通过研究这些毛细管中的冷凝，该团队意识到，即使在分子尺度上，开尔文方程仍能做出很好的定性描述——水的结构变得更加离散和分层，它的性质也会发生改变。论文的第一作者杨倩 [5] 说： “这让我很惊喜。我原以为传统物理学会在这个尺度上彻底失效，但没想到，旧的公式仍然管用。”

然而，根据研究小组的说法，定性方程与现实之间的一致性也是偶然的。环境湿度下的毛细凝聚会产生大约1000巴 （bars） 的压力——比地球上最深的海底处的压力还大。这种压力可能会将沙堡中的颗粒凝聚起来，但在研究人员的实验中，它也会使极小的毛细管发生微小的变形，从而抵消分子尺度上水的性质变化。

“好的理论往往被证明在其适用范围之外也有效” ，海姆说道。“开尔文勋爵是一位有诸多发现的杰出科学家，但即使是他，也一定会惊讶地发现，最初在毫米级的试管中得出的理论——甚至在单原子尺度上也适用。事实上，在他的开创性论文中，开尔文明确指出这是不可能的。因此，我们的工作同时证明了他既是对的，也是错的。”

研究沙子的物理性质以及将其聚集在一起的毛细力，不仅仅是为了建造最好的沙堡。例如，赫明豪斯和他的团队开发的、研究玻璃珠的成像技术可以更广泛地应用于颗粒-液体-空气界面。因此，这些研究不只是在海边建沙堡有用， 还有很多实际的应用——比如从阻止粉末结块到提高我们预防山体滑坡的能力。

明确湿砂的力学性能对施工工作也有好处。毕竟，大多数公路、铁路、房屋和建筑都是建在沙土上的，但如果想让这些结构持久耐用，就必须保持稳定。水可以加固沙桩，不过，有助稳定性的同时，也可能有降低压实度的危险。

任何土木工程师都知道，在未夯实的沙土上建房会面临 “流沙” 的风险，而流沙是建筑师的噩梦。流沙由浸满水的松散砂土组成，起初看起来是固体，但在受到扰动 （例如地面震动） 时会液化，变成非牛顿流体。它会形成一种悬浮物并失去粘性，导致接触到的物体沉入沙子中。

在波恩所在的荷兰，这尤其是个问题，在用堤坝填海造地的陆地上，有大量的流沙。由于不能立即在这种被称为 “圩田” 的土地上建设，建筑商不得不等上数年，直到沙子压实后才开始动工。波恩说：“如果沙子没有被压实，你可能就会沉下去，陷在里面。”

所以，先别急着奔向沙滩，让我们先来复习一下要点。要想建一个真正令人叹为观止的沙堡：

最好选一个有大量细沙的地方。

从涨潮点周围取湿沙子，这样你就能得到理想的8：1的沙水混合物。

压实湿沙以提高稳定性。

如果你想建一座高塔，那底座最好要宽，然后建成圆锥形。

最后一步，释放你的创造力！

好了，尽情欣赏你亲手打造出的大作吧……直到它不可避免地被潮水冲走。

原文链接：

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

本文为 Physics World 专栏 的第45篇文章。

版权声明

原文标题 “ Top tips for super sandcastles ”，首发于2021年8月出版的 Physics World ，英国物理学会出版社授权《知识分子》翻译。本译文有删节，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。未经授权的翻译是侵权行为，版权方将保留追究法律责任的权利。登陆 Physics World ，关注日常全球科学新闻、热点报道和评论。 Physics World 帮助学界与产业界的研究人员走在世界重大科研突破与跨学科研究的前沿。

参考文献

[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. 沙子不是遍地都是吗为什么会出现沙子短缺的危机

沙危机的概念来源于现代社会尤其是城市建设的加速发展，以及人们对河沙和海沙需求的不断增加，导致了沙资源的短缺。联合国环境规划署(环境署)于2014年发表了一份报告，指出全球对沙和砾石的总需求量已达到每年惊人的400亿吨。这些沙子的下落主要用于建筑和填海，而这些沙子基本上是从河流和近海水域的水下挖掘出来的。河沙是在风蚀和水力作用下，由于天然石材的长期碰撞和摩擦而缓慢形成的。

有很多有害物质。河沙在形成过程中，除了受到风力侵蚀外，还经历了河水的冲刷和分选，过滤掉了河沙中的碱土、硫化物、盐、云母等有害物质。沙漠砂一般原位风化，运移路径短，不存在自来水过滤过程。它含有许多有害物质。如果在建筑施工中使用，会对钢材等材料产生很大的腐蚀性，产生潜在的安全隐患，对人体健康造成危害。

5. 同样是沙子，为什么沙漠的沙子盖不了房子，河沙却可以

沙漠中的沙子细小而且表面光滑，导致其无法定型；沙漠中的沙子含碱量太高；沙漠中的沙子可能含有有毒物质；沙漠中的沙子分离和运输的成本太高。以上的四点原因也就造成了盖房子不用沙漠沙而使用河沙。

沙漠沙中沙子中会含有大量的重金属元素，这些重金属都是来自于地球的内部，是沙漠形成的过程中带来的。如果用于建筑会给人体造成很大的伤害。河沙经过长期的水流冲洗后，能都洗刷掉大部分的有害物质和盐碱成分，更加安全。

沙漠沙来源自沙漠地带，这里人烟稀少，交通设施较差，不具备大量开采的价值。而河沙的来源于河流，通过船体运输和交通运输很容易达到施工现场。

6. 沙子是怎样做成雕塑的

沙子和刻刀----------------------------- （杭州幻天雕塑）
文来自网络
一、沙雕的基础

单就沙雕的本体而言，是一种以沙为材料的雕塑品种，它有一个先塑沙（堆沙）再雕沙的过程。操作手法与其他雕塑门类有所不同，但其原理相通，因而创作沙雕作品必须具有一定的美术基础和一定的文化底蕴，具有绘画、雕刻的经验。

如果以沙雕的整合性而言，沙雕艺术是集雕塑、绘画、建筑、大地艺术、体育休闲、户外娱乐为一体的边缘性艺术。这种边缘性又决定沙雕创作者不仅有良好的艺术感觉和心态，还要具备户外艺术创作所必须的强健体魄和敬业精神。

二、沙雕用沙的选择

沙雕创作只能以沙和水为材料，不允许使用任何化学粘合剂。所以它和其他雕塑艺术一样，对材料有较高的要求，对沙的选择尤为重要，沙的密度、纯度、粘性直接影响到沙雕的品质。一般而言，沙雕创作尽量选择密度、纯度较高，粘性较强的沙。

密度高的沙，较细、凝聚力强、容易切割、不易倒塌。

纯度高的沙，透水性能好，更能制作出表面整洁的沙雕作品。

粘性强的沙，直立性较好，制作更能体现作品的难度和高度。

三、沙雕艺术的工具

沙雕由于它材料的特殊性，使用工具也与其它雕塑有所不同，主要有雕刀、水壶、吸管、胶水等主要工具，以及水平尺塑料圈等辅助工具组成。

雕刀：主要用于块面的分割和细部的刻划，要求质地坚硬、弹性好，锋利挺刮。按照用途的不同可分以下三类：

1、用于整体形块的切割、底部墙面制作的主要有军用铲、弯形泥刀、大铲刀等，这些工具都是现存品稍作加工，顺手即可。

2、用于局部刻划的主要有各类小型铲刀，不同形状的刮刀（油画家常用那种即可），要求形状有变化、使用灵活。

3、用于小型穿孔、开糟的工具主要各类特制的雕刀，要体型狭小、弯曲有度、容易出沙，操作 顺手为宜。

喷壶：主要用于沙的保湿，制作过程中的压沙，肌理制作以及喷胶，根据面积大小可选用背式喷雾器以及小型喷壶，要求出水的粗、细变化随意即可。

喷沙管：主要用于沙雕过程中对小局部积沙的清理，要求长短适中，触口处为园口，触沙处为锐角，以增加灵活度。

胶水：主要用于沙雕表层的固定，最常用的如乳白胶等，渗入适量的水后即可用壶喷洒，经济、方便，但考虑到大面积沙雕群制作时胶合剂的污染问题，一般可用价格稍高的环保型胶水。

辅助工具中的水平尺主要用来控制高低，硬塑圈则是用来局部堆沙，提高和丰富沙雕高度和内容。

四、沙雕的制作过程

1、堆沙：是制作沙雕的第一步，一般而言，型体在1.8米以上用模板堆沙，型体较小（一般在1.8米以下）用手工堆沙，堆沙时应遵循金字塔式结构原则。

2、切大块面：根据沙雕内容，用大铲刀把形体大的块面切割出来，应自上而下，留较多余地，以便逐步深入并保证沙堆的牢固。

3、自上而下局部完成：沙雕与其他材料的雕刻不同，为了防止沙雕的不断风化，必须放弃其他雕刻门类整体――局部――整体这一制作定律，而把整体放在心上，局部一次完成，直至底部。

4、喷胶：分几天完成的大型沙雕单体一般在一天工作结束前喷胶（其余时间尽量用喷水来防止风化），一天之内完成的小型沙雕，则在完成后全面喷胶，必须均匀、全面，不能放过每一个小细节。

五、堆沙与模板的制作

制作沙雕作品不管是大中型单体或大型沙雕群，堆沙是十分重要的环节，它直接影响到作品的制作和保存，必须十分科学和谨慎。

由于沙的物理特征的制约，在构建的庞大沙群中，每个单体或上下连接的单体必须遵循“金字塔”结构方式。也正是这一点决定了沙雕的主要外型特征。

为了保证金字塔结构的坚固性，每个单体必须要借助模板堆沙，不同型号模板组合成的多边型层层相叠，形成阶梯状，即有利于把沙夯实，又便于雕沙自上而下的进行。

模板的制作一般分铁质和木质两大类。铁质比较牢固不易变形，但不方便运输；木质模板容易操作与运输，但需配以条形铁皮箍和粗型金属丝帮助固型。模板根据需要可堆成四边形、六边型、八边型等，但常见的以四边型为主，自下而上的模板间一般以60公分间距离递减直至顶部。

六、沙雕技法简介

沙雕从一种游戏发展成为一门大型的艺术不过二三十年时间，作为雕塑门类的一个新品种，它大部分的造型方法、刻划技法都借鉴了石雕、木雕甚至泥塑中的技法，但沙雕毕竟只以沙和水作为材料，众多的沙雕家和爱好者在长期的创作实践中，总结了许多特殊技法，来充分展现了沙雕的美感和丰富性。

1、穿孔技法：英国现代雕塑家享利·摩尔对现代雕塑最大的贡献便是在雕塑造型中充分利用“孔”的功能来增强作品的内涵和张力。沙雕艺术中，也经常运用“穿孔”来丰富沙雕的块面，使作品更显通透。但稍有不慎则会出现塌沙现象，前功尽弃，所以必须十分小心。具体的操作要点是：

（1）、穿孔根据形体的需要而定，但一般在沙雕的高处，且不宜过大，要充分考虑到孔上方沙的压力和四周的承载力，且要注意到孔的弧度，不宜过直过长。

（2）、在要穿孔的部位四周，特别是顶部喷一层胶水，待干后方可操作。如果开凿的孔较厚，则需层层喷胶，待干后层层推进，直到完成。

（3）、完成后马上喷胶固定。

2、线和点的表现法：任何一门立体造型艺术，在大块面确定之后，线和点的处理直接关系到作品的成败，沙雕也是如此，线和点的不同处理手段，直接决定沙雕的质量。

（1）线的表现法：线的表现法在沙雕过程中一般可分为直接雕法和间接刻法。

直接雕法就是运用大小不同的雕刀，直接表现线的走向、粗细、深浅、高低、疏密，刀法要干脆利落，衔接自然，且富有雕刻味，这种方法运用最为普遍，出线效果较为厚重、圆滑，但对作者造型能力要求比较高，

间接刻法就是先在要刻线的部分喷一层胶水，但干后用较锋利的刀（如美工刀）刻出，要做到行刀匀速、干脆，此方法刻线挺而有力，在小范围应用可追求线条的变化。

（2）、点的表现法主要分为挖孔法和衔接法。

挖孔法：就是运用大小不同但刀锋较长、并带弧形的雕刀挖孔，要准确、干脆，且要稍深，这样在阳光下可呈较强凹感。

衔接法：就是用沙和水做成所需大小的圆球，然后嵌入事先挖好的 浅孔中，使其大小相吻，这样做出的点简洁、方便、立体感强。

3、沙堆接移植法和成品移植法：总体而言沙雕是一种减法，但为了使其达到丰富的效果和最大的高度，并且简便易行，往往采取这二种面方法。

（1）沙堆移植法是用硬塑圈或方本框放置于已有的沙堆上，然后直接灌水沙，待夯实后，拨起硬塑圈或方木框即可，这种方法可增加沙堆的高度和细节，较为常见。

(2)成品移植法是把小型的沙雕制作在一块硬质的薄塑料板上，然后移植到已完成的沙雕的框架中，再抽去塑料板即可，这种方法，可使沙雕看起来更文体、更细、更有情节性。

4、水和沙的肌理制作技法：沙雕的表层由于刷子和喷水的作用，除保留一定的刀法外，其余都比较光滑、平整，为增加表层的表现力，丰富沙雕的语言，雕手们常用水和沙的相互作用来制作许多肌理以满足不同物体间制质感的差别，主要分为水破沙技法、湿沙造型法和滴沙塑形法。

（1）水破沙法：是应用不同大小和力量的水柱集中地冲击沙堆，所产生的一种凹凸形，形状自然，高低错落，并能产生许多意料之外的形状，增加想象空间和表现力。

(2)湿沙造型法：是先用水把要处理的区域喷湿，然后用手或其他工具把湿沙捏塑成一种或多种形状，再用喷水压沙使之更加细赋。

（3）滴沙塑形法：用手将被水浸湿透的沙，有控制地滴洒在沙雕造型所需部位，高低、大小、疏密变化得当，并结合物体的转折而不断变化，也能产生真实而奇妙的效果。

总之，沙雕的技法还要和沙雕创作者的审美趣味充分结合,并不断派生出更有个性、更能展示沙的魅力的技巧来。

六、沙雕的保存和修补

沙雕被称为“速朽艺术”，它在一定的时间内自然消解，犹如一座古代城堡在悠远的岁月中不断风化，直到废墟，最后返归自然。所以从本体上讲，沙雕不存在刻意保存、收藏等问题，但是由于沙雕的商业因素，人们还是最大可能地延长每组沙雕的寿命，这也就不可避免地出现保存和修补的问题。

每件作品完成后的喷胶是沙雕保存的关键，所以喷胶时应注意以下几点：

1、在喷胶前，应首先用喷雾器把整个沙堆全部喷湿，以便胶水迅速和均匀地渗入。

2、喷胶要均匀、仔细、充分，不可错过任何一个细节，以免一小点漏喷而迅速扩大风化面积，出现漏沙现象，直至损坏。

3、把喷胶用的胶水以1：4左右的比例和水勾兑，并盛于专业大型喷雾器，即可喷胶。

4、如遇天气变化较多，可在天晴时适当多喷几次，以增加牢固度。

沙雕完成若干日后，一般便会出现局部损坏现象，这时候，进行及时修补比较必要，小面积的修补一般有以下步骤：

1、先把破损部分仔细清理掉，然后用喷水器把待补面及周围全部喷湿，使周围表面带胶的沙层软化并小心削平，为使修补牢固可把破损部的沙稍微挖深。

2、用湿沙层层衔接，直至达到所需高度，这个步骤至关重要，必须要一边喷水，一边衔接，且用手牢牢护住，并要掌握好手的力度。

3、按照原来的风格造型，再次雕刻，完成后喷胶。

七、沙雕作品的构思及设计

1、确定创作主题

任何一类艺术作品都有一定的创作主题，创作主题是作品的灵魂。沙雕作品从构思到设计，必须要有一个鲜明的创作主题，任何单体的内容和组合，都必须为主题服务，并在参观者的视线中徐徐展开。和严肃艺术不同，沙雕艺术具有更大的边缘性，因而具有更大的宽容性和多元性，巨大的体积和强大的视觉冲击力，又使沙雕艺术具有独特的叙事功能和跨度，它能连接东方和西方，古代与现代、历史和现实，创造一个个沙的童话。

2．主题的效果体现

当一组大型组合沙雕的主题确定以后，接下来便是确定场地的大小，参观的线路，单体间的大小、疏密、高低以及水源、电源等等，所有这一切既要符合美的原则，又要考虑到参观的方便、有效、安全。

为了形象体现主体的整体规模，以便尽快应用于宣传招商，并在雕手合作时起统领作用，必须绘制体现主题的效果图（见图），具体步骤如下：

（1）．以入口处的方向为正面，确立每一个单体的位置，视角为俯视。

（2）、绘制每个单体的详细色彩效果图，一般方法为钢笔谈彩，或重彩块面法。

（3）、根据原先确定的位置大小、高低，用电脑合成并配以环境渲染和简要文字说明。

3、作品的物理结构图

如果说作品的效果图是对创作主题的形象诠释，那么每一个作品的物 理结构图，则是对每一个单体操作性的形象体现。这也是一个非常重要的环节，对设计者而言是一项非常艰辛的劳动，它要求既符合沙雕的原理，又体现单体的主题和美观。在一张设计图中既反映堆沙模板的尺寸大小、层数，又体现作品每一个部分在模板中的具体方位。它是设计师、堆沙工作人员及雕手的桥梁（见图）。当然对于一些单体的展示或雕手的比赛而言，作品的结构图都由沙雕者根据既定主题各自完成，更能体现沙雕手的个性，使沙雕更活跃、更酷。

4．适合用沙表现的作品类型

沙雕艺术从游戏发展而来，使其具有非常大的娱乐性和大众性，沙雕艺术具有大众艺术的所有特征，更能直接介入当代的消费文化，所以艺术家可以在此表达自己对当代文化的认识，旅游者可以找到游戏与观赏的乐趣，商家则可以在此寻找无限商机，而所有这些促使沙雕作品表现的类型必须具象化、通俗化、系列化、主题化。

（1）具象化是指沙雕的内容必须是可以辨认的具体形象为主。

（2）通俗化是指沙雕表现的形象要通俗易懂，不管是历史人物，神话故事、童话传奇，还是古今中外的名胜建筑等等，必须是流传甚广，而且朗朗上口。但是反对庸俗化。

（3）系列化是指沙雕表现形式上必须有相同特征。如“世界八大奇观”等。

（4）．主题化是指沙雕表现的内容必须有一个健康积极的主题。如“人类之爱”“丝绸之路”等都是较好的选题。

7. 为什么流动性差的货垛容易塌

水的流动性好，但是堆不成垛，偏偏沙子之类的，流动性不算差，是最容易塌的，矿砂类流动性不算差，尤其是货垛比较大，货垛会承受不了自身重力而坍塌。

8. 积木搭的越高越容易倒塌，是为什么给点科学解释

因为重心越来越高了，在支撑一定的情况下，重心越高的物体稳定性越来越差

如有疑问，请追问；如已解决，请采纳

9. 沙漠的沙子为什么不能用于建筑用沙用了会怎样

砂石是国内建筑行业最重要的原材料，应该给该行业留下深刻的印象，其价格就像一枚火箭。难怪有人嘲笑：“普通的沙子和砾石几乎赶上了稀土的价值”和“我们将依靠家里的这片小小的砂子使我们的家庭过上富裕的生活”。也有相关报道称国内砂石价格暴涨，部分地区采用进口方式。有人问：沙漠那么多沙，怎么不去用而靠进口呢？

目前，在建筑砂市场中，机械制砂已成为建筑砂的主力军。然后，用洗砂机洗涤不同粒径的机加工砂，以去除杂质并成为合格的建筑砂。

10. 为什么沙子沾点水可以做成城堡

沙滩上的沙子不同与普通的沙子，经常在太阳下曝晒受大海冲击打磨，矿物质含量很高
用水泼到这种沙子上就黏在一起，有点像泥巴。一般说来土遇水就成了泥，越细小的东西遇到水性液体都会黏在一起（普遍是这样）还有不同的是化学药品会与水反应生成气体等情况。