Почему песок из Сахары нельзя использовать в строительстве даже при дефиците сырья

В мире существует огромный спрос на песок, используемый в строительстве. Но почему же пески Сахары не могут удовлетворить спрос строителей из Каира или Дубая, а заказчикам приходится импортировать этот ресурс из Европы и даже Австралии, теряя огромные деньги на логистику?

Крупнейшая пустыня планеты занимает площадь около 9 миллионов квадратных километров и покрыта триллионами тонн песчаных масс. Казалось бы, на этом можно хорошо заработать, так как песок буквально лежит под ногами и не требует каких-либо сложных технологических процессов для добычи. Однако этот песок кардинально не подходит для строительства. Дело здесь кроется в законах физики, геологии и даже геометрии. Предлагаю подробнее разобраться в этом вопросе.

Как ветер лишает песок строительной ценности

Главный секрет пригодности песка для строительства заключается не в его химической чистоте, а в физической форме отдельных песчинок. Строительный песок, который добывают в руслах рек, карьерах или на некоторых морских шельфах, формируется под воздействием воды. Водные потоки перемещают обломки горных пород достаточно бережно, сохраняя их первоначальную геометрию. Речные песчинки обладают угловатой формой, колотыми краями и шероховатой поверхностью.

В то же время в пустыне Сахара царят совершенно иные физические процессы, в первую очередь, такой как ветровая эрозия. Ветер буквально тысячелетиями перекатывает песчинки по дюнам, заставляя их непрерывно сталкиваться друг с другом. Этот процесс работает как идеальный промышленный наждак. Есть даже схожие методы шлифовки деталей сложной формы на производстве. В результате миллионы тонн сырья превращаются в микроскопические идеальные шарики с гладкой, практически полированной поверхностью.

Если замешать бетон на таком пустынном круглом песке, песчинки будут просто проскальзывать относительно друг друга. Между ними и цементным раствором не возникает адгезии (механического сцепления). Таким образом, такой бетон не будет обладать требуемой прочностью. После высыхания бетон может трескаться, крошиться, а здание из такого материала рискует сложиться под собственной тяжестью при минимальной нагрузке. Это главная причина, почему пустынный песок крайне не подходит для строительства.

Проблема с фракцией песка

Вторым критическим недостатком сахарского песка является его размер, или более правильно будет сказать его фракция. Качественный бетон требует наличия песчинок разной фракции, от относительно больших камушков разных пород, до мелких песчинок. Это необходимо для того, чтобы мелкие частицы плотно заполняли пустоты между крупными, создавая максимально плотную структуру. Пустынный же песок под воздействием того же ветра измельчается до состояния однородной мелкодисперсной пыли. Он больше напоминает муку. Чтобы связать такую массу в единый раствор, требуется колоссальное количество дорогостоящего цемента. Но даже при избытке вяжущего вещества такой раствор дает огромную усадку при высыхании, что приводит к внутренним напряжениям и быстрому разрушению конструкции.

Пример не пустынных песков и размеры их песчинок на фото ниже.

Химические сложности и логистические проблемы

Помимо геометрии и размеров, против песка из Сахары в строительстве играет ещё и химия. В пустынных породах содержится высокий процент глиняных примесей, известняка, а главное частички растворимых солей. Если растворимая соль попадает внутрь бетона, она запускает необратимый процесс химической коррозии стальной арматуры внутри, которая держит на себе ряд нагрузок. Металл начинает ржаветь и расширяться, разрывая бетон изнутри. Очистка пустынного песка от этих примесей в промышленных масштабах экономически нецелесообразна.

Также не следует забывать, что в Сахаре нет практически никакой инфраструктуры. Дело в том, что даже если бы песок был пригоден для строительства, по ряду причин его нужно было бы добывать в сотнях километров от ближайших морских портов или мегаполисов. Попытка организовать масштабную добычу в сердце пустыни, построить дороги и доставить этот песок к местам строительства обошлась бы дороже, чем покупка качественного речного песка на другом конце земного шара.

Есть ли у Сахары перспективы для строительства в будущем

Существуют экспериментальные технологии, в которых пустынный песок сплавляют при высоких температурах в прочные блоки или обрабатывают специальными полимерными составами. Также есть реальная технология приготовления бетона из пустынного стекла, но пока не понятно насколько её можно масштабировать.

Однако пока эти методы остаются слишком дорогими и скорее относятся к лабораторным исследованиям. Так что пока при нынешних технологиях Сахара так и останется гигантским, но абсолютно бесполезным памятником природной эрозии почвы, а застройщики продолжат черпать дефицитный угловатый песок со дна рек и морей.