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Sand: Ein knappes Gut

22.05.2014 |  Von  |  Allgemein

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Die Knappheit von Gold und Diamanten ist bereits Kindern bekannt. Von der Verknappung von Öl hört man schon seit Jahrzehnten. In den letzten Jahren kamen noch die “seltenen Erden” dazu. Doch nun wird eine Verknappung eines Werkstoffs gemeldet, von dem man es niemals erwartet hätte.

Die Rede ist von – Sand. Der simple, geradezu profane Stoff aus zerkleinertem Gestein, welcher seit frühester Kindheit als allgegenwärtig wahrgenommen wird. Wie kann Sand knapp werden?



Sand eignet sich nicht nur zum Spielen für die gleichnamigen Sandkästen, die jedem wohl in bester Kindheitserinnerung sind. Sand ist vor allem ein Baustoff. Und da beginnen die Probleme.

In Dubai, China und Indien finden gegenwärtig Baubooms gigantischen Ausmasses statt. Fünf Stoffe braucht es zum Bauen in rauen Mengen: Stahl, Zement, Wasser, Kies und Sand. Der Stahl wird für die Herstellung der Stützkonstruktionen und der Betonarmierungen benötigt. Zement ist der Klebstoff, mit welchem Beton und Mörtel hergestellt werden. Wasser wird für diese Baustoffe als Anmachwasser verwendet. Kies ist der Zuschlag, welcher dem Beton die notwendige Druckfestigkeit gibt.

Schliesslich ist Sand ebenfalls als Zuschlag und Hauptbestandteil von Beton und Mörtel sowie als Unterschicht für Strassenarbeiten wichtig. Nimmt man hier das Rezept für Mörtel als Beispiel, wird die Brisanz deutlich. Völlig normaler Maurermörtel besteht aus zwei Teilen Kalkbinder, einem Teil Zement und acht Teilen Sand.

Für eine tragende Wand von mindestens 24 cm Dicke sind zwischen 25 und 70 Liter Mörtel pro Quadratmeter nötig. Da zur Herstellung von Bims-, Beton-, und Kalksand-Vollsteinen jedoch ebenfalls Unmengen von Sand benötigt werden, ist die tatsächlich benötigte Sandmenge für eine gemauerte Wand noch einmal höher.



Phänomenale Wachstumsereignisse, wie sie in Dubai internationale Beachtung finden, sind nur ein Beispiel für den internationalen Bauboom. In China entstehen Städte geradezu am Fliessband. Der Hunger nach Baustoffen, und damit auch nach Sand, ist ein internationales Phänomen, das tatsächlich zu einer Verknappung dieses als so unerschöpflich empfundenen Werkstoffes führt.

Sand ist jedoch als Baustoff lange nicht so einfach verfügbar, wie man bislang dachte. Es ist leider kein Allerweltsstoff wie Kohle, Kalk oder Eisenerz. Sand ist nicht gleich Sand. Die simple Lösung, Wüstensand zu verwenden, scheidet leider aus.



Der Grund liegt in den technischen Anforderungen, die an den Sand gestellt werden. Der ideale Bausand hat eine definierte Grösse und vor allem eine charakteristische äussere Struktur. Je eckiger und scharfkantiger ein Sandkorn ist, desto besser ist es als Zuschlagsstoff für Beton und Mörtel geeignet. Es verkantet sich einfach besser im Materialverbund und leitet auftretende Druckkräfte weiter, ohne zu verrutschen.

Das kann Wüstensand nicht leisten. Wind und Erosion haben Wüstensand zu runden Perlen abgeschliffen. Diese können wesentlich geringere Druck- und Querkräfte aufnehmen, was den Wüstensand als Zuschlagsstoff ungeeignet macht.



Der bevorzugt verwendete Sand ist der von Meeresböden und Stränden. Gebunden durch das Wasser, bleibt er über Jahrtausende an Ort und Stelle. Dadurch treten die Abschleifeffekte, wie sie beim permanent erodierenden Wüstensand stattfinden, nicht auf. So kommt es, dass selbst das in Sand nur so schwimmende Saudi-Arabien diesen Baustoff importieren muss.

Dies hat mittlerweile dramatische Folgen. Es hat sich eine regelrechte Mafia herausgebildet, welche mit rüden wie illegalen Mitteln an allen zugänglichen Orten den Sand von den Stränden wegbaggert. Es drohen mittlerweile ganze Inseln von der Landkarte zu verschwinden, so hemmungslos wird Sand vielerorts einfach gestohlen.

Die Folgen für die Natur sind dabei katastrophal. Von weggebaggerten Brutstätten für Meeresschildkröten bis zu zerstörten Korallenriffen, die Sandmafia hinterlässt bei ihrem unstillbaren Hunger nach Profit eine Spur der Verwüstung.

Gegenrezepte sind kaum vorhanden. Mit ein wenig gesundem Menschenverstand und mutigem Ingenieursgeist wäre es ein Leichtes, neue Konzepte gegen die Sandknappheit zu entwickeln. Die einzige Idee, welche heute mit Hochdruck verfolgt wird, betrifft das Recycling. Zermahlene Baustoffe aus Abbrüchen und Rückbauten eignen sich bis zu einem gewissen Masse gut als Ersatz für Sand.

Doch das Zerkleinern ist kostenintensiv. Die geeigneten Schredder sind teure Spezialmaschinen, die zudem hohe Betriebskosten verursachen. Angesichts ihrer Aufgabe sind hohe Wartungs- und Energiekosten jedoch nicht verwunderlich. Ausserdem sind zermahlene Baustoffe nur bedingt als Sandersatz geeignet. Es bedarf also auch beim verstärkten Einsatz von Recyclingmaterial eines zusätzlichen, permanenten Zustromes an frischem Sand.

Dennoch: Es ist beim heutigen Wissen und angesichts der vorhandenen technischen Möglichkeiten unverständlich, warum auf Raubbau zurückgegriffen werden muss, wenn theoretisch die Wüste unendlich grosse Sandvorräte bereithält. Anstatt den Sand teuer und unter Inkaufnahme grosser Umweltzerstörungen zu importieren, könnte man im arabischen Wüstenklima auch andere Verfahren einsetzen. Dazu ein Vorschlag:

Eine preiswert aus Kunststoff herstellbare Fresnel-Linse, wie sie beispielsweise in den alten Rückprojektions-Fernsehern eingesetzt wurde, kann unter Sonneneinstrahlung Erstaunliches leisten. Temperaturen von über 2100° C können mit diesen billigen Komponenten erzeugt werden. Der Schmelzpunkt von Quarz, dem Hauptbestandteil von Sand, liegt bei ca. 1700° C.

Alles, was man also braucht, sind eine solche Linse, ein Förderband, ein Bagger und eine Zerkleinerungsmaschine. Der Sand wird aufgeschmolzen und sofort wieder zerkleinert – voilà: Die notwendige scharfkantige Struktur ist wiederhergestellt. Da neben Wüstensand vor allem das Sonnenlicht ein reichhaltig vorhandenes Gut in den arabischen Boom-Regionen ist, wäre eine solche Anlage ortsnah einsetzbar. Doch Konzepte dieser Art sind bislang noch nicht angedacht.

 



Oberstes Bild: © StudioSmart – Shutterstock.com


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