Опыты с зыбучими песками
Ученым-физикам давно не давал покоя вопрос: почему обычный песок при некоторых условиях изменяет свои свойства. Из сыпучей субстанции за долю секунды образуется плотная почти монолитная структура. Речь идет не о цементе, а о зыбучем песке. Этот вид песка получил название сухого болота.
В лаборатории не раз пытались воссоздать этот феномен, нагнетая в песчинки под давлением воду, воду с воздухом и просто воздух. В результате образовывались красивые завихрения и барханы, но зыбучего песка получить не удавалось, как не получалось выяснить и причину его возникновения.
Голландский опыт
Молодой голландский физик Лозе в конце прошлого века попытался воссоздать зыбучесть в лаборатории. Он решил, что тут строительный песок не подойдет в силу своей неоднородности. Закономерность зыбучести практически всегда связана с очень чистым, мелким песком. Физик, собственно, интересовался не столько песком, сколько поведением микрочастиц при изменении физических условий.
Его также интересовало, нельзя ли заменить воду в строительстве воздухом. Это намного облегчило бы строительные процессы. Известно, что сыпучий песок превращается в зыбучий после прилива и отлива. Из обычного мокрого и немного вязкого песка, он становится странной субстанцией, которая подается под весом попавшего в нее живого существа, пропускает его в себя примерно до половины объема и … крепко цементируется.
Плотность песчаной массы так велика, что вытащить увязшего человека или животное очень трудно. Засасывать насмерть такая песчаная субстанция не может, поскольку плотность человека или любого живого существа примерно равна плотности воды, которой пропитана песчаная масса.
Свойства зыбучих песков получили название «воздушной микро-нанодинамики гранулированных материалов». Возникает она, как выяснилось, при стечении трех обстоятельств: равномерного наполнения песка водой, воздухом и термической конвекции. Нарушается определенное равновесие этих сил — вступают в действие совершенно другие законы физики, прессующие песчинки в мгновение ока.
Практическое применение
Результаты экспериментов опубликованы, и на их основе возникло несколько интересных идей о рационализации процессов в формовке строительных материалов: облицовочной плитки и фасадных кирпичей особой прочности.
Пока они так и остались идеями и не применяются на практике в силу своей энергозатратности. Похоже, что песок, обычный строительный или речной, не до конца раскрыл еще свой потенциал. Раскрыв все его возможности, можно будет в корне изменить технологии.