Песок кажется одним из самых обыденных материалов на планете — его везде много, он под ногами, в пустынях его и вовсе бесконечные океаны. Но в строительстве используется вовсе не тот песок, что образует дюны. Парадокс? Более чем. И именно его решили исправить инженеры из Норвегии и Японии, предложив новый материал — Botanical Sand Concrete, или сокращённо Sandcrete.
Идея проста и дерзка одновременно: превратить пустынный песок, который сегодня почти не имеет промышленной ценности, в полноценный строительный материал для тротуаров и мощения. Бонусом — снижение давления на реки, карьеры и морское дно, откуда сейчас добывают «правильный» песок для бетона.
Почему в строительстве не используют песок пустынь
По оценкам учёных, около 30,5 млн квадратных километров поверхности Земли покрыты пустынями. Песка там — с избытком. Однако именно этот песок почти бесполезен для классического бетона. Зёрна слишком мелкие и округлые: они плохо сцепляются друг с другом и не могут служить надёжным «каркасом» в цементной смеси.
Поэтому строительная индустрия вынуждена добывать песок из русел рек, с берегов, из карьеров или со дна морей. Такой подход разрушает экосистемы, ускоряет эрозию и истощает природные ресурсы. Вопрос «что такое экологически устойчивое строительство?» здесь перестаёт быть абстрактным — ответ нужен уже сейчас.
Как работает Sandcrete
Исследовательская группа из Норвежского университета науки и технологий (NTNU) и Токийского университета подошла к проблеме нестандартно. Вместо попыток «подогнать» пустынный песок под цемент они отказались от цемента вовсе.
В основе Sandcrete — смесь пустынного песка и древесного порошка в равных пропорциях. Заготовку нагревают до 180 °C и сжимают под высоким давлением (30–50 МПа) в специальном двухплиточном горячем прессе. В результате формируются прочные блоки.
Ключевую роль здесь играет лигнин — природный полимер, содержащийся в древесине. При нагреве и давлении он размягчается и начинает работать как натуральный клей, связывая песчинки между собой. Дополнительно помогает естественная щёлочность песка: она усиливает адгезию. В итоге получается материал, который по прочности соответствует японским промышленным стандартам для тротуарной плитки.
Зачем это нужно
Sandcrete не претендует на замену всего бетона в мире — по крайней мере, пока. Но для мощения дорог, тротуаров и площадок в засушливых регионах он выглядит крайне перспективно. Там пустынный песок можно добывать рядом, без затрат на дальнюю транспортировку и сопутствующий углеродный след.
Производственный процесс сравнительно прост, а значит, теоретически материал можно выпускать локально — прямо в регионах, где он будет использоваться. Это особенно важно для стран с ограниченными ресурсами, но большими пустынными территориями.
У технологии есть и вопросы без окончательных ответов. Например, как Sandcrete поведёт себя в холодном климате? Именно это сейчас тестируют исследователи. По словам одного из авторов работы, постдока NTNU Жэнь Вэя, прежде чем применять материал в Норвегии, нужно убедиться, что он выдерживает морозы и циклы замерзания-оттаивания.
Учёные также изучают возможность замены древесного порошка сельскохозяйственными отходами. Если эксперимент удастся, экологический след Sandcrete станет ещё меньше — а сама технология ещё привлекательнее.
Пустынный песок десятилетиями считался «не тем» материалом для строительства. Но Sandcrete показывает: проблема не в песке, а в нашем подходе. Используя природные свойства древесины и простые физические процессы, инженеры нашли способ превратить избыточный ресурс в полезный. И, возможно, в будущем прогулка по тротуару из песка пустыни станет не экзотикой, а нормой.
