Gesundheit: Warum hält die Sandburg?

Als Maurerkind war mir der Platz an der Mischmaschine früh sicher. Das einfache Rezept: ein Teil Zement, drei Teile Sand. Mit dem Wasser habe ich es nie so genau genommen – was der Mörtelqualität keinen Abbruch tat. Die Häuser stehen noch.

Auch für eine Sandburg braucht man keinen Messbecher. Ein Teil Wasser auf acht Teile Sand sind ein gutes Verhältnis, aber das Kastell hält auch mit mehr oder weniger Flüssigkeit. Zum Erstaunen der Forscher: Unter dem Röntgentomographen sieht eine Burg mit drei Prozent Wasser ganz anders aus als mit 13 Prozent.

Ein trockener Sandhaufen besteht aus Körnern und Hohlräumen. Sind die Sandkörner rund, stoßen sie je an etwa sechs Nachbarn. Die Partikel bilden stabile Brücken und Bögen. Der Sand gerät erst ins Rutschen, wenn der Haufen zu steil wird.

Gut gebaute Sandburgen stürzen dagegen selbst bei senkrechten Wänden nicht ein. Entscheidend ist das Wasser. Wassermoleküle sind asymmetrisch gebaut, besitzen eine positiv und eine negativ geladene Seite. Wasser benetzt gerne Materialien, die ebenfalls polare Oberflächen haben, etwa Quarzsande. Das Wasser sucht die Kontaktstellen zwischen zwei Körnern – denn da ist die größte Oberfläche.

Wassermoleküle ziehen sich auch gegenseitig an, weshalb Wasseroberflächen Insekten tragen können. „Diese Oberflächenspannung des Wassers zieht die Sandkörner zusammen“, sagt Stephan Herminghaus, Direktor am Göttinger Max- Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation. So bleibe die Sandburg stabil.

Herminghaus hat beobachtet, dass bei weniger als drei Prozent Wasseranteil nur einzelne Wasserbrücken an den Kontaktpunkten auftreten. Ist die Burg feuchter, verbinden sie sich. Ab 13 Prozent Wasseranteil ist alle Flüssigkeit vernetzt, ein Wassertierchen könnte so durch die Burg schwimmen. Schließlich füllen sich die Hohlräume ganz mit Wasser, die Spannung geht verloren, die Burg zerfließt.

Oder die Burg trocknet aus und zerrieselt zum Sandhaufen. Doch im Meer sind Salze und Algen enthalten, die nicht mit dem Wasser verdunsten. Die können Krusten bilden, die Burg verkleben und den Zerfall bremsen. „Man sollte nicht zu sauber arbeiten!“