Wetenschappers weten nu hoe je het perfecte zandkasteel kunt bouwen op het land. En omdat het kon, bouwden ze er ook maar een onder water.

Het is zomer en dus tijd om zandkastelen te bouwen op het strand. Kinderen weten dat het daarbij heel belangrijk is om nat zand te gebruiken. Maar het moet niet te nat zijn, want dan zakt zo’n architectonisch meesterwerk in. Wetenschappers aan de Universiteit van Amsterdam weten nu hoe het nattezandprincipe werkt.

Met een bepaalde hoeveelheid water in zand ontstaan er minuscule waterbruggen tussen de zandkorrels. De kromming van deze bruggetjes zorgt voor een druk, die een aantrekkende kracht veroorzaakt tussen de korrels. Zo krijg je een netwerk van korrels verbonden door waterbruggen. 1 procent water biedt de meeste stevigheid, ontdekten Maryam Pakpour en collega’s. Zo kan een zandcilinder met een diameter van 20 centimeter 2,5 meter hoog worden gemaakt.

Kinderspel?

Factoren die van invloed zijn op de stevigheid van zandbouwsels zijn de diameter van het werk, de grootte van de korrels en de dichtheid van het zand. Je kunt de dichtheid vergroten door een bouwsel onder water te maken. Door de druk van het water worden de zandkorrels dichter tegen elkaar aan geplakt en heeft het geheel een grotere dichtheid. Maar onder water kun je natuurlijk geen water als lijm gebruiken. In dit geval bleken luchtbruggetjes een heel goede vervanging. De onderzoekers slaagden erin een stevig zandkasteel te maken door waterafstotend zand te gebruiken en lucht ter versteviging.

Zandkasteel onder water. (Foto: Peder Møller/Universiteit van Amsterdam)

Dit gespeel met zand is niet alleen heel leuk voor kleine kinderen; dit soort onderzoek heeft wel degelijk nut voor civiele technici. Zonder zand liggen grond-, water- en wegenbouw namelijk helemaal stil. Zand wordt gebruikt in beton en voor metselen. Verder is de stevigheid van zand bepalend voor het leggen van funderingen van gebouwen.

Bronnen: Nature, Universiteit van Amsterdam via AlphaGalileo

Beeld: Jackie/CC BY 2.0