Was ist eigentlich … Sand?

Klar, Sand ist dieses körnige Zeug, das wir vom Strand und vom Spielplatz kennen und im Überfluss vorhanden. Denkst du! Sand ist ein rares Gut, das beim Bauen, aber auch für Halbleitertechnik und Computerchips gebraucht wird.

Was Sand genau ist, woher er kommt und wofür er alles gebraucht wird, das erfährst du hier!

Nach dem Strandbesuch ist feiner Sand überall. Und wer ein Kind hat, weiß: Schuhe nach dem Spielplatz immer einmal vor der Tür ausleeren, sonst hat man eine Wanderdüne im Flur, Wohnzimmer, überall. Aber Sand ist mehr als das: Sand ist die zweitmeist genutzte natürliche Ressource der Welt, nach Wasser.

Was ist Sand?

Sand definiert sich erst einmal über die Korngröße: Ein Sandkorn ist zwischen 2mm und 0,063mm groß und grenzt sich damit vom feineren Schluff (0,063mm bis 0,0002mm) und dem gröberen Kies (2mm bis 63mm) ab. Er besteht oft aus Quarzsand, chemisch gesprochen ist das vorrangig Silicium-Oxid (SiO₂). Weil der Begriff „Sand“ aber an der Korngröße hängt, gehören auch Carbonatsand, Basalt- und Olivinsande sowie künstliche Mineralgranulate dazu. Ihre Zusammensetzung hängt von ihrer Herkunft ab.

Wie entsteht Sand?

Sand entsteht durch Verwitterung und Erosion. Größere Gesteinsblöcke werden durch Wasser und Schwerkraft z.B. in Bächen und Flüssen mitgetragen, gelangen je nach Masse unterschiedlich weit und schleifen sich in diesem Prozess immer mehr ab bzw. brechen an Kristallisationskanten. Das sind sozusagen die „Sollbruchstellen“ im Gestein, die aufgrund der chemischen Struktur vorgegeben sind. Reicht die Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr aus, setzt sich der Sand ab und wird zu Sediment.

Abhängig von seiner Zusammensetzung ist Sand unterschiedlich dauerhaft. Carbonatsand, der aus abgestorbenen Korallen und Muschelresten besteht, chemisch Calciumcarbonat (CaCO₃), ist beispielsweise weniger haltbar als Quarzsand. Deshalb gibt es von Letzterem weltweit auch mehr. Je weiter der Transportweg eines Sandkorns, umso runder und geschliffener wird es; allerdings wird ein Sandkorn auch widerstandsfähiger, je kleiner und runder es ist.

Wo und wie wird Sand abgebaut?

Sand wird aus dem Meer, von Flussläufen und Seen gewonnen. Außerdem gibt es Lagerstätten, die ebenfalls aus Abrieb und Sedimentation von Flüssen entstanden. In Deutschland ist dies, wie so ziemlich alles, klar geregelt: 1/3 des verfügbaren Sandes darf abgebaut werden und die Nachnutzung der Abbauflächen muss gewährleistet sein. Als Bau- oder Ackerland sind diese Flächen nicht mehr nutzbar, nach ihrer Renaturierung sind sie aber oft ein Gewinn für die Natur.

Weltweit sieht dies anders aus. Als „Sandfabrik“ gilt der Amazonas. Etwa die Hälfte des Sandes, der früher ins Meer gelangte, wird heute auf dem Weg dorthin abgebaut. Legal oder illegal. Die Folgen sind verheerend: der Wasserspiegel sinkt, Flüsse trocknen aus, Strände werden abgetragen, Salzwasser dringt weiter ins Festland ein, was es unbrauchbar macht. Die Bedrohung von Meeresbewohnern und Ökosystemen liegt auf der Hand. Das gilt besonders, wenn der Sand vom Meeresboden gewonnen wird.

Wofür wird Sand benötigt?

40 Milliarden Tonnen Sand verbraucht der Mensch derzeit pro Jahr, doch wofür eigentlich? Im Grunde sind dies zwei große Bereiche: Bau und Glas- bzw. Siliciumgewinnung. Zum Bau von einem Kilometer Autobahn werden beispielsweise etwa 30.000 Tonnen Sand verbraucht. Beton besteht zum Großteil aus Sand.

Allein in Singapur wurden in den letzten zehn Jahren mehr Hochhäuser gebaut als in New York in seiner ganzen Geschichte. Silicium ist als Halbmetall die Grundlage für Computerchips und ohne die geht es nicht mehr. Aber auch zur Wasseraufbereitung und im Freizeitbereich – für Spielplatz, Reitplatz, Golfplatz … – spielt Sand eine große Rolle.

Sandknappheit: Kann man Sand recyceln?

Eigentlich sollte man meinen, Sand gäbe es wie Sand am Meer. Aber auch hier verbraucht der Mensch, wie bei den meisten Ressourcen, mehr als „nachwächst“. Nicht nur aufgrund der steigenden Rohstoffpreise findet in der Baubranche ein Umdenken statt.

Sand kann zunächst aus dem Baugrubenaushub gewonnen werden. Grundsätzlich lässt sich Sand auch aus Beton zurückgewinnen, das ist aber sehr aufwendig. Hier unterscheidet man zwischen Frischbetonrecycling und Festbetonrecycling. Beim Frischbetonrecycling wird übrig gebliebener flüssiger Beton wieder ausgewaschen. Das so genannte „Restwasser“, also das Waschwasser, sowie die festen Bestandteile können wieder verwendet werden, was auch tatsächlich so praktiziert wird.

Beim Festbetonrecycling sieht das etwas anders aus. Beton kann beim Abbruch von Häusern getrennt und zerkleinert werden und wird dann als Betonsplit wieder verbaut.

Anders ist es bei Glas und Computerchips: Sie können nicht ohne Weiteres zu Sand gemacht werden, da hier eine chemische Reaktion stattgefunden hat und der Sand nicht mehr als Sand vorliegt. Die einzige Möglichkeit, hier zu recyceln, ist, die neuen Rohstoffe selbst wieder und wieder zu verwenden, was grundsätzlich möglich ist.

Eine bessere Möglichkeit ist allerdings auf Komposite, also Verbundswerkstoffe wie Beton, zu verzichten. Hier kommt das Urban Mining ins Spiel: Alte Baustoffe werden aufbereitet und wieder genutzt, Alternativen gesucht. Ein Beispiel sind Ziegel, die aus Bauschutt und ohne Zement hergestellt wurden. Federführend sind hier das EMPA in der Schweiz und das Karlsruher Institut für Technologie.

Du willst mehr wissen?

Das Thema Sand ist vielfältig wie die Sandkörner am Strand.

Zum Hören:

• Der Podcast „Kreislaufwirtschaft“ der Architektenkammer des Landes Rheinland-Pfalz beleuchtet das Thema rund ums Bauen von verschiedenen Seiten.

Zum Lesen:

• „Sand, ein nur scheinbar unendlicher Rohstoff“ vom Deutschlandfunk.
• Wie wird Glas hergestellt?

Zum Erleben:

Raus mit dir und ab an Strand, See, Spielplatz. Burgenbauen ist nicht nur was für Kinder!