 Когда вы упоминаете песок, на ум сразу приходит морской пляж, который на многих побережьях мира состоит из мелких разноцветных крупинок. О песке как промышленном сырье и товаре мало думают, однако ежегодно в мире используется 40 миллиардов тонн песка и гравия, что в девять раз превышает количество нефти, добываемой в мире за тот же период, в основном предназначен для приготовления бетона, незаменимой смеси для строительства зданий, мостов и дорог.
Уже тысячи лет назад в Египте, Месопотамии, Китае, Риме, где возникли древние цивилизации и города, были известны и использовались природные материалы, из которых можно было строить устойчивые с течением времени здания, даже смелые конструкции, такие как мосты и купола.
С развитием химического анализа стало возможным узнать состав этих древних связующих веществ и понять роль каждого из ингредиентов, а в начале девятнадцатого века стало возможным производить, нагревая глину и известняк при высокой температуре, искусственные вяжущие вещества, цементы, способные воспроизводить, смешанные с песком, подобные бетону, строительные конструкции, столь же прочные, как древние, и даже больше.
Сегодня бетон состоит примерно из 600 килограммов песка, 1200 килограммов гравия, 300 килограммов цемента и 150 килограммов воды на кубический метр бетона. Состав сильно варьируется в зависимости от конечного использования бетона. После смешивания ингредиентов бетонную массу, находящуюся в постоянном перемешивании, заливают в формы стен, колонн и плит. Практически сразу начинается схватывание, т.е. превращение смеси в твердый и прочный материал, максимальная стойкость которого достигается примерно через месяц.
Во второй половине XIX века различные инженеры обнаружили, что здания могут быть безопаснее, если строить их путем заливки бетоном стальной сетки, получая таким образом армированный бетон, что еще больше увеличило спрос на цемент, а также песок.
Подсчитано, что ежегодно производство цемента в мире составляет примерно 4-4,5 миллиарда тонн, а производство бетона - примерно 30 миллиардов тонн, что соответствует годовой мировой потребности примерно в 8-10 миллиардов тонн песка и это только в строительном секторе.
Песок, используемый для бетона, должен иметь особые характеристики продукта. Морской песок, по-видимому, весьма обильный, вообще не поддается как таковому из-за остатков морских солей и требует промывки, подобно тому как приходится промывать пески многих рек.
Во всем этом перемещении скромного песка задействован наземный и морской транспорт, а также крупный бизнес, хотя цена бетонного песка составляет всего около 15 евро за тонну. Существует международная торговля песком; в Сингапуре, где идет безумное строительство даже на земле, созданной морем, песок импортируется из Малайзии и Вьетнама. Также имеет место контрабанда песка, незаконно добытого со дна моря, что приводит к изменению экосистем.
Но песок также используется во многих других видах деятельности. Например, при производстве стекла, основным ингредиентом которого является кварцевый песок. Известное с древних времен стекло производится во всем мире примерно 150-200 миллионов тонн стекла в год с использованием примерно 100 миллионов тонн песка.
В данном случае это песок со строгими химическими и физическими характеристиками, поскольку кремнезем участвует в сложных химических реакциях с карбонатом натрия, другим ингредиентом стекла.
Сегодня можно купить песок с доставкой цена которого варьируется от применения и объема.
Второй расход песка состоит из того, который используется вместе с водой под давлением при дроблении горных пород, задерживающих нефть или природный газ. Обычно его получают путем измельчения песчаника, состоящего из округлых зерен песка; его использование растет и достигает около 100 миллионов тонн в год.
Песок также используется для изготовления форм, в которые заливают расплавленные металлы. Есть и благородное применение. С 1954 года кремнезем активно внедряется в технологию в качестве источника элемента кремния, свойства которого как полупроводника, пригодного для создания фотоэлектрических элементов, способных преобразовывать солнечное излучение в электричество, были открыты в том же году с соответствующими модификациями и могут быть использованы. вместо электронных ламп в радиоприемниках, а вскоре и в электронных калькуляторах.
Производство очень чистого металлического кремния, необходимого для электронной промышленности и фотоэлектрических панелей, начинается, как обычно, из песка, даже если необходимо использовать очень чистый песок, бедный посторонними элементами. Песок нагревается в электрических печах с углеродом, который удаляет атомы кислорода и выделяет сырой кремний, который необходимо дополнительно очистить.
Силиконовая долина, долина кремния, — это название калифорнийской области, где были созданы первые и основные предприятия по производству оборудования и электроники. Мировое производство металлического кремния составляет около 7 миллионов тонн в год. Органические производные, называемые силиконами, также получают из кремния, который может производиться в различных формах: от жидкостей до каучуков, устойчивых к воде, пригодных для изготовления клеев, гидроизоляции и т.д. Их мировое производство составляет около полутора миллионов тонн в год.
Песок кажется практически неограниченным сырьем, если подумать о пустынях, морских берегах и отложениях, образовавшихся после испарения древних морей. На самом деле это меньше, чем вы думаете, потому что только часть пригодна для использования, указанного выше. Песок пустынь слишком пыльный; то, что осталось, — это отложения по морским берегам или озерам и рекам. Но природа ничего не дает бесплатно, и везде, где берется песок, он вызывает экологические нарушения. Если его взять с морского берега, возникают явления эрозии, которые разрушают берега и даже приводят к обрушению построек у моря. Чтобы исправить это, песок собирают с морского дна и приносят обратно на пляж, где движение моря и ветер уносят его обратно в море. Однако отвод воды со дна моря у побережья также изменяет хрупкие экосистемы, поскольку в большой массе мелких зерен песка ведется оживленная жизнь растительных и животных организмов.
Даже если песок будет взят со дна озер, экологический баланс изменится и уровень озера понизится. Заметные события такого рода наблюдаются на озере Поян в Китае после добычи одного миллиона тонн песка в день. Одним из наиболее удобных источников песка являются русла рек, где откладывается поступающий с гор песок, переносимый ручьями вниз по течению. Обычно это мелкий песок, чистый благодаря постоянному промыванию проточной водой, но при этом изменяются скорость речной воды и ее эрозионная сила вниз по течению.
Несмотря на это, потребность в песке в мире постоянно растет, и это, как уже упоминалось, подпитывает обширную грабительскую торговлю, особенно в развивающихся странах. С любопытными противоречиями: в странах Персидского залива и в Сингапуре искусственные островные земли в море строят из песка, привозимого из таких стран, как Индонезия, где некоторые песчаные острова исчезли, увезенные контрабандистами этого скромного, но незаменимого сырья. Будущую нехватку песка можно каким-то образом решить, извлекая его из остатков дорожного покрытия или сноса зданий; появляются новые технологии отделения песка от смолистых или цементных матриц, в которые он включен; появляются другие возможности в циркулярной экономике.
|
