In China is meer zand nodig voor de bouw dan in de omgeving kan worden gewonnen. Zelfgemaakt zand biedt uitkomst. 

In de miljoenenstad Zhengzou in China bevindt zich het bedrijf Fote Heavy Machinery (FTM Machinery), dat machines maakt voor de mijnindustrie. Wie even rondneust op de website van deze fabrikant, komt terecht bij een serie apparaten om stenen te verpulveren. De klant heeft keuze. Er zijn machines die de keien tot gruis knijpen tussen twee platen, machines die de stenen op hoge snelheid rondslingeren in een ton en machines die ze met een grote hamer of onder een megadeegroller verbrijzelen. Om een kleine korrelgrootte te verkrijgen, zijn meerdere apparaten na elkaar nodig, laat een schema op de website zien. Met een goed gekozen line-up kan kunstmatig zand van hoge kwaliteit worden geproduceerd.   

Maar waarom zouden bedrijven dat willen doen? Zand ligt toch bijna letterlijk voor het oprapen? Nee, zegt Catrin Böcher, materiaaldeskundige bij de afdeling industriële ecologie van het Centrum voor Milieuwetenschappen van de Universiteit van Leiden. Althans, lang niet overal. In sommige landen, waaronder China, is de vraag naar zand zo hoog dat deze het aanbod ruim overtreft. In 2012 al was China goed voor de helft van het zandverbruik van de wereld – en de afgelopen decennia is het land op grote schaal aan het bouwen geslagen. 

Woestijngebied

Samen met haar Leidse collega en industrieel ecoloog Tomer Fishman maakte Böcher deel uit van een internationaal team van zestien wetenschappers uit zes landen, dat onlangs een onderzoek publiceerde over de herkomst en het gebruik van zand in China. Het land bleek de afgelopen vijftien jaar al meer artificieel zand – zand dat is gemaakt door stenen te verpulveren – te gebruiken dan zand uit de natuur. Inmiddels komt zelfs 80 procent van het zand in de Chinese bouwsector uit een vergruisfabriek, schreven de wetenschappers afgelopen zomer in het vakblad Nature Geoscience. Zo slaagde het erin de winning van natuurlijk zand te verminderen, terwijl het gebruik van zand tussen 1995 en 2020 maar liefst vervijfvoudigde.

‘China heeft weliswaar woestijngebieden, maar in de bouw is constructiezand nodig, onder andere voor het maken van beton, vertelt Böcher. ‘Niet elke soort zand is daarvoor geschikt. Voor beton is ruw, hoekig zand nodig. Niet de afgeronde korrels die te vinden zijn in de woestijnen.’

Dat het zandgebruik van China de afgelopen decennia zo is toegenomen, was geen verrassing voor de onderzoekers. Fishman: ‘Maar hoe snel dat ging en dat het nu is gestabiliseerd, was interessant om te zien. We weten nu in welke sectoren zand vooral wordt gebruikt. Voornamelijk in wegen en gebouwen, zoals we al wisten. Maar China heeft ook veel geïnvesteerd in spoor voor hogesnelheidstreinen, daar was ik me niet zo van bewust. Zo vertelt materiaalgebruik ook iets over de ontwikkeling van een land.’

Basismateriaal

Het materiaal dat kan worden gebruikt om artificieel zand te maken, is divers. Het varieert van graniet, zandsteen en rivierkeien tot afval uit de bouw, de mijnbouw en de industrie. ‘De gewenste hardheid en de ruwheid van het materiaal is het belangrijkst, en afhankelijk van de toepassing’, zegt Michiel van der Meulen, hoofdgeoloog bij de Geologische Dienst Nederland van TNO. In Nederland levert de mineraalsamenstelling van het zand over het algemeen geen problemen op en worden daaraan – uitzonderingen daargelaten – geen stringente eisen gesteld. ‘De behoefte aan zand en grind is vooral een behoefte aan korrels.’

Daarbij gaat het vaak wel om heel specifieke korrelmengsels. Dat de korrels vaak hoekig moeten zijn, is vanwege de ‘haakweerstand’ die samenhang en wrijving oplevert: voor een ballastbed onder rails wordt hoekig breuksteen gebruikt omdat het anders uitzakt, in asfalt zit hoekig steenslag om de remweg te verminderen en aan beton wordt een hoekig toeslagmateriaal toegevoegd voor meer stevigheid.

 

Openingsbeeld: Depositphotos

 

Dit is niet het volledige verhaal. Wilt u dat wel lezen? Bestel dan het decembernummer van De Ingenieur, of neem een (proef)abonnement!