Därför duger inte all sand till betong

Förklaringen finns i betongreceptet. För att fungera som ballast räcker det inte att materialet består av små mineralkorn. Storlek, form, yta och fördelningen mellan olika kornstorlekar påverkar hur mycket vatten och cementpasta betongen behöver, hur den går att gjuta och vilken hållfasthet den får.

I betong utgör sanden den fina delen av ballasten. Tillsammans med grövre stenmaterial fyller den en stor del av betongens volym medan cementpastan binder samman kornen. För att få en effektiv betong vill man ha en blandning av olika kornstorlekar som kan packas tätt. Då minskar hålrummen mellan kornen och därmed mängden cementpasta som behöver fylla utrymmet.

Det är här stora delar av världens ökensand får problem. Vindtransporterad sand har under lång tid sorterats och bearbetats av vinden. Den är ofta mycket finkornig och har en snäv kornstorleksfördelning.

I en studie där ökensandens form och storlek mättes var medelstorleken omkring 118 mikrometer och mer än 90 procent av kornen mindre än 150 mikrometer. Sådan sand avviker kraftigt från den grövre och mer varierade kornfördelning som normalt eftersträvas hos fin ballast för betong.

Vindens nötning påverkar också kornen. Ökensand beskrivs ofta som rund och slät, men forskningen visar att bilden är mer komplicerad. Kornen kan ha varierande form samtidigt som ytorna generellt är slätare och saknar de tydliga ojämnheter som krossat material har. Det påverkar samspelet mellan ballast och cementpasta.

Formen är dock inte ensam avgörande. American Concrete Institute, ACI, konstaterar att ballastens form bland annat påverkar vattenbehovet och hur mycket cementpasta som behövs för att få önskad arbetbarhet. Kantigare ballast kan ge andra hållfasthetsegenskaper än rund ballast, men en betongs egenskaper bestäms av hela kombinationen av kornform, kornstorlek, gradering, vatten och bindemedel.

Det betyder att påståendet att ökensand inte går att göra betong av är för kategoriskt. Problemet är snarare att mycket ökensand inte kan ersätta vanlig sand rakt av utan att receptet förändras.

Det märks tydligt i laboratorieförsök. När andelen mycket fin ökensand ökar kan den totala ytan hos sandkornen bli stor. Mer vatten och cementpasta kan då krävas för att omsluta partiklarna och få en betong som går att blanda, pumpa och gjuta. I studien Utilizing Raw Desert Sand as a Sustainable Fine Aggregate: Impact on Concrete Performance and Environmental Benefits, publicerad 2025 i International Journal of Concrete Structures and Materials, minskade betongens sättmått successivt när en större andel konventionell sand ersattes av rå ökensand. Forskarna pekar på den fina kornstorleken och sandens vattenupptagning som viktiga orsaker.

Samtidigt gav samma studie ett resultat som visar hur snabbt utvecklingen går. Forskarna tillverkade betong där 0, 25, 50, 75 respektive 100 procent av den fina ballasten ersattes med ökensand. Flygaska och silikastoft användes samtidigt som kompletterande bindemedel.

Efter 270 dygn hade blandningen med 75 procent ökensand högst tryckhållfasthet, 68,13 MPa. Betongen med 50 procent ökensand fick både högst spjälkdraghållfasthet och lägst vattenabsorption. Till och med blandningen med 100 procent ökensand hade högre tryckhållfasthet än studiens referensbetong.

Resultaten innebär inte att tre fjärdedelar ökensand automatiskt är ett optimalt recept för annan betong. Egenskaperna hos ökensand varierar mellan olika fyndigheter och resultaten gäller de material, tillsatsmedel och bindemedelskombinationer som forskarna provade. Studien visar däremot att den lokala sand som tidigare avfärdats som oanvändbar kan bli en råvara när betongreceptet konstrueras för den.

Det är särskilt intressant för länder på Arabiska halvön. Saudiarabien importerade 2024 kiselsand och kvartssand till ett värde av cirka 9,6 miljoner dollar, enligt handelsstatistik i Världsbankens WITS-databas. Därutöver importerades andra naturliga sandsorter för omkring 1,18 miljoner dollar. I den senare gruppen kom sand för drygt 205 000 dollar från Australien.

Men handelsstatistiken måste läsas försiktigt. Tullkoderna anger vilken typ av sand som passerar gränsen, inte vad varje leverans slutligen används till. Kiselsand används exempelvis även inom glasproduktion och andra industriella processer. Siffrorna visar därför att Saudiarabien importerar betydande mängder naturlig sand, men vi vet inte vad den används till. Mest troligt är det inte till betong.

Vid KAUST, King Abdullah University of Science and Technology, har forskare utvecklat en metod för att behandla lokal ökensand och schaktmaterial så att det kan fungera bättre som ballast i betong. Universitetets avknoppade företag ClimateCrete arbetar med en teknik som förändrar de små och släta sandpartiklarna så att materialet får egenskaper som är bättre anpassade till betongproduktion.

KAUST uppger att stora saudiska byggprojekt i vissa fall behöver transportera lämpligt sandmaterial upp till omkring 200 kilometer. Forskargruppen testar därför hur material som redan finns vid eller nära byggprojekten kan behandlas och användas i stället. Tekniken provas enligt universitetet tillsammans med stora saudiska byggaktörer.

Arbetet har också flyttat utanför laboratoriet. Under 2025 bildades det saudiska konsortiet NovusCrete med bland andra Saudiarabiens Public Investment Fund, Saudi Investment Recycling Company, Neom, Sika och ClimateCrete. Inriktningen är bland annat betong med lokalt finmaterial, återvunnet bygg- och rivningsmaterial och andra alternativa råvaror.

Andra forskargrupper arbetar i en annan riktning, i stället för att förändra sandkornen förändrar de sättet betongen tillverkas på. Studier publicerade under 2025 har exempelvis undersökt pressgjutning av betong med stora mängder ökensand. Tryck under gjutningen kan öka packningen och minska de negativa effekterna av sandens egenskaper.

Försök har gjorts med både 50 och 100 procent ökensand och forskningen omfattar nu inte bara hållfasthet utan även beständighet i bland annat sulfatrika miljöer.

Ytterligare forskning kombinerar ökensand med flygaska, silikastoft, återvunnen ballast och andra restprodukter. Gemensamt är försöket att styra partikelpackningen. Mycket fin ökensand kan i rätt kombination fylla hålrum mellan grövre partiklar i stället för att enbart vara ett problem.

Studien Utilizing Raw Desert Sand as a Sustainable Fine Aggregate: Impact on Concrete Performance and Environmental Benefits fann att blandningar med 50–75 procent ökensand gav bäst balans mellan mekaniska egenskaper, vattenabsorption, kostnad och beräknad klimatpåverkan i just den undersökta betongen.

Forskningen kan komma att bli viktig. FN:s miljöprogram UNEP uppskattar att världen använder omkring 50 miljarder ton sand och grus om året. I sin senaste rapport från maj 2026 bedömer organisationen dessutom att efterfrågan på sand till byggnader kan öka med upp till 45 procent fram till 2060. Samtidigt orsakar uttag av sand från floder, stränder och havsbottnar erosion och påverkan på ekosystem.