Содержание
Что такое кварцевый песок: формула и структура кварца, минеральный состав
Главным компонентом кварцевого песка является диоксид кремния (кварц). Его формула – SiO2. В его составе также могут содержаться органические примеси, глина, оксиды железа и ряда других металлов. Содержание кварца в исходном минерале обычно не менее 93-95 %.
Принцип действия строительных смесей, применяющихся для получения строительных блоков и плит, основан на химическом взаимодействии компонентов. Образующиеся в его результате неорганические цепочки обеспечивают требуемые параметры материала.
Диоксид кремния является кислотным оксидом, поэтому вступает в реакцию с соединениями кальция и алюминия, содержащимися в известняке и глине. Взаимодействие может протекать как при высыхании влажной смеси, так и при термическом запекании.
Где применяется
Применение кварцевого сыпучего песка осуществляется для разных нужд:
- Силикатное стекло получают только из кварцевого песка. Для изготовления оптически чистого материала, прозрачной стеклянной тары, стекловолокна применяют сырье с разными показателями.
- В огромных объемах материал требуется при строительстве: сыпучий кварц входит в состав бетонов, штукатурных смесей, составов для укладки. Ограничение – его высокая стоимость по сравнению с обычным.
- Кварц нужен для изготовления фаянсовых и фарфоровых изделий.
- Очистка воды – на основе кварца создают самые разные фильтрующие системы.
- Для производства огнеупорных материалов также нужен сыпучий кварц.
Разновидности кварцевого песка и его добыча
Выделяют естественную и искусственную разновидности песка, отличающиеся способом добычи.
Естественный природный
Этот вид песка повсеместно распространен в природе и находится на дне водных бассейнов и в составе толщи грунта. Размеры большей части его зерен составляют от 0,2 до 1 мм.
Существуют несколько путей добычи кварцевого песка:
- разработка карьеров – является основным способом. Если добыча проводится над уровнем моря, то полученный песок называется горным. Разновидности почвенного песка извлекаются при разработке грунта на равнинах. Внешний вид карьерного песка отличается заостренными формами и часто – шершавой поверхностью, что делает данный его ценным строительным материалом. Извлеченный песок может подвергаться дополнительной обработке – просеиванию, промыванию и просушке. Чем строже требования к свойствам песка в какой-либо отрасли, тем тщательнее требуется подготовка. В строительстве небольших сооружений песок обычно не подвергают никакому воздействию и поставляют прямо с места его добычи;
- разработка водных бассейнов – песок вымывается земснарядом и характеризуется высокой чистотой, обеспечиваемой естественной промывкой. Добыча ведется в руслах рек, озерах, а также морских акваториях. Морской песок несколько менее ценен из-за большего содержания минеральных примесей. Речной песок отличается гладкой формой – под увеличением микроскопа песчинки напоминают морскую гальку. Использование гладких (окатанных) песков распространено в самовыравнивающихся смесях – песчинки не цепляются друг за друга.
Так на фото выглядит природный кварцевый песок
Искусственный песок
Несмотря на название, минерал имеет естественное происхождение, однако изначально находится в виде крупных кристаллов. Для превращения кристаллов кварца в песок применяют механическое воздействие (взрыв), после чего осколки подвергаются дроблению.
Для очистки и фильтрации воды
Химические и физические свойства кварцевого песка обуславливают идеальные качества для использования его в качестве фильтра для воды. Питьевая или технического назначения вода, в том числе и в бассейнах может быть качественно и легко очищена от механических примесей и снижения содержания железа, фторидов, хлоридов, сульфатов, солей тяжелых металлов и других вредных примесей. Отличные адгезивные свойства способствуют притягиванию грязи к поверхности песчинок.
Кварцевый песок для фильтров используется в первой ступени многоступенчатых бытовых и промышленных фильтров для предварительной механической очистки. Возможно многократное использование, так как материал легко промывается при загрязнении путем водо-воздушной промывки. Использование фильтра из кварцевого песка продлевает срок действия последующих ступеней фильтра.
Способы классификации кварцевого песка
Отправной точкой в системе классификации являются свойства материала и способы его подготовки. Выделяют следующие направления классификации кварцевого песка:
По крупности (фракционному составу)
Численное выражение является средним значением размеров частиц или диапазоном их размеров (фракцией):
- пылевидный кварц – представляет фракцию менее 0,1 мм (просеивается в сито с диаметром пор 0,1 мм) и обычно встречается при дроблении кристаллов кварца;
- мелкозернистый песок – фракция 0,1-0,25 мм;
- средний песок – фракция 0,25-0,5 мм;
- крупнозернистый песок – фракция 0,5-1 (редко до 3) мм.
По обогащению
Кварцевый песок подразделяется на необогащенный и обогащенный песок:
- необогащенный песок представляет собой исходный минерал, который не подвергали обработке с целью увеличения содержание диоксида кремния;
- обогащенный песок содержит увеличенное на несколько процентов содержание кварца, полученное за счет удаления большинства примесей. Так, белый кварцевый песок очищен от органических соединений, оксидов железа и примесей глины путем просеивания, промывки и сушки.
Из-за особенностей производства различаются и основные технические характеристики полученного материала. Это в свою очередь влияет на возможности дальнейшего применения кварцевого песка.
Технология обогащения
Высокая чистота кварцевой смеси является необходимым требованием в ряде технологических процессов. Начальная ступень обогащения включает фракционирование и промывку – с их помощью удаляются наиболее грубые примеси.
Следующим этапом является использование специальных технологий, таких как:
- гравитационное обогащение – основной способ, сущность которого заключается в разделении компонентов смеси по плотности. Более легкие частицы уносятся водным потоком, тогда как тяжелые оседают на дно аппарата. Гравитационное воздействие можно усилить центрифугированием или добавлением химических реагентов, изменяющих смачиваемость компонентов песка;
- электрическая и магнитная сепарация – представляет собой воздействие электрическим током и магнитным полем, приводящим к отделению некоторых примесей. Так, магнитное воздействие особо эффективно при очистке от частиц железа, обладающих магнитными свойствами.
Параметры обогащенного песка принципиально влияют на качество выполняемых работ. Наилучшие по свойствам песчаные смеси производят только сертифицированные предприятия, использующие стандартные технологии.
По окраске
Бывает природный и окрашенный. Природный кварцевый песок имеет цвет от бледно-желтого до коричневато-желтого. Искусственное окрашивание проводится устойчивыми красками на основе синтетических связующих, позволяя создавать из песка оригинальные многоцветные орнаменты. Такой песок может быть цветным и белым.
По степени подготовки
В зависимости от технологических требований, песок может выпускаться в следующих разновидностях:
- фракционированный – представляет собой конкретную фракцию песка, размеры которой ограничены техническим регламентом;
- сухой – высушенный до воздушно-сухого состояния. Вместе с фракционированным песком может применяться в качестве рабочего тела пескоструйных аппаратов;
- прокаленный песок – полностью обезвоженный путем прокаливания. Нагревание существенно выше 100 °С обеспечивает десорбцию влаги даже из глубоких пор кварца. Такой песок применяется в готовых строительных смесях, хранящихся длительное время – даже незначительное содержание влаги может привести в негодность всю смесь;
- окатанный кварцевый песок – обладает менее абразивными свойствами, поэтому подходит для деликатного применения, например, песочниц на детских площадках;
- формовочный кварцевый песок – применяется для получения литых кварцевых изделий и отличается высокой степенью обогащения.
Другие расчетные способы
Расчеты должны обязательно проводиться во время составления проекта планирования всех работ по возведению недвижимости. Если грунт будет сыпучим, это позволит применить метод ямы.
Для этого грунт выравнивается и делается небольшая яма, вытесненный песок перекладывают в специальную емкость, которую в дальнейшем будут взвешивать. Над ямой помещают конус, его нужно засыпать сухим песком. Затем определяют объем ямы, из которой высчитывается объем взвешенного песка. Нужно также знать коэффициент уплотнения грунта и коэффициент фильтрации песка.
Этот метод достаточно простой, но благодаря ему можно получить только предварительные расчеты, поэтому всегда проверяйте результаты математическим способом.
По тому, как материал может поглотить, и рассеивать излучение происходит оценка данного параметра.
Средние дополнительные показатели песка, что добывается из карьеров:
- радиоактивность первого класса;
- плотность в неуплотненном состоянии – 1,4 т/м3;
- масса частиц в единице их объёма – 2,6 г/см3;
- содержание измельчённой горной породы – 1,9%;
- теплоемкость.
Средние дополнительные особенности, что добывается с речного дна:
- способность атомов некоторых изотопов самопроизвольно распадаться, испуская излучение А (47 БК/кг);
- плотность в неуплотненном состоянии – 1,4±0,1 т/м3;
- количество химических элементов, перешедших в состав сплава в процессе его производства как технологическая добавка – 0,1%.
Количество пустот должно определяться плотностью материала в неуплотненном состоянии. Своими силами это значение можно измерить таким способом: в мерную литровую емкость засыпают немного материала для пробы и взвешивают.
Если материал очень сильно аккумулировал влагу, то пробу можно поместить в десятилитровую емкость, затем значения переводится в необходимую величину.
Из песка, в котором содержится высокий процент глины запрещается изготавливать штукатурку, качественную строительную смесь, разнообразные растворы для строительства.
С большим процентом глины
Все это из-за низкой морозостойкости и прочности.
Производство и добыча кварцевого песка
На территории России существует значительное количество крупных месторождений кварцевого песка. К наиболее известным относятся Чулковское (Московская обл.), Козловское (Брянская обл.), Елшанское (Волгоградская обл.), Березичское (Калужская обл.) месторождения и ряд других.
Отличия кварцевого строительного песок, добываемого из этих мест, заключаются в изначально высоких параметрах качества и большей стоимости. Важно понимать, что свойства песка из ближайшего карьера будут вполне достаточны для строительства небольших дачных сооружений, поэтому не стоит переплачивать. Если же целью является постройка крупного особняка, то экономия на качестве песка может негативно отразиться на долговечности дома.
Так происходит добыча кварцевого песка на специальной производственной линии:
Применение
Песок из рек применим повсюду, как в строительстве, промышленности, так и в быту. Строительный песок – это хороший заполнитель для устройства стяжки пола, составная цементных смесей для кладки, штукатурки, изготовлении бетона, при обустройстве основ строений, пешеходных дорожек и брусчатки, изготовлении дренажа и т. д.
В бетоне
Еще это хороший материал, который поглощает шум. Обычный песок желтого цвета, но это не всегда так. Например, на Гавайях пляжи часто покрыты этим зеленым сыпучим материалом, на Багамах преобладают розовые оттенки его, а Исландия удивляет темными цветами.
Ввиду того, то он имеет большую гигроскопичность, его слой, уложенный под низ асфальта, прочно удерживает его.
Строительство дорог
Также песок применяют как очиститель, ведь он хорошо убирает из воды различные вредные примеси. Именно поэтому его широко используют на очистительных станциях.
Что касается бытового использования, то им широко пользуются дизайнеры, которые с помощью этого золотистого сыпучего вещества воплощают в жизнь свои самые креативные идеи в обустройстве ландшафта.
Обустройство ландшафта
Полезный он и для любителей огорода и садоводов. Они с его помощью делают почву на своих участках более легкой и рассыпчатой.
Чем нормируются характеристики песка
Основным регулирующим документом является ГОСТ 2138-91, также существуют и другие нормативные документы (гост 22551 77, гост 51641 2000, 8736 93). В них отражены требования к основным параметрам качества и свойствам, а именно:
- содержание глинистой составляющей. Выделяют 5 групп с установленными количествами глины от 0,2 до 2,0 %;
- содержание диоксида кремния – от 99 % до 93 %, соответствующих группам от К1 до К5;
- коэффициент однородности, отражающий вариацию размеров частиц относительно среднего (в %). Чем больше значение, тем однороднее песчаная смесь. Всего существует пять групп (от О1 до О5), отличающихся коэффициентом однородности (от 80 до 50 %);
- фракционный состав. Данный параметр отражает средние размеры частиц кварцевого песка: до 0,14 мм; 0,14-0,18 мм, 0,19-0,23 мм, 0,24-0,28 мм, более 0,28 мм;
- влажность. Сухие пески содержат не более 0,5 % влаги, влажные – не более 4,0 %, сырые – не более 6,0 %;
- в составе песка также нормируется содержание оксидов металлов, площадь поверхности зерен, их форма, газопроницаемость, а также потеря массы при прокаливании.
Качественный песок обязательно должен иметь сертификат соответствия указанным нормам.
Производство стекла
Стекольная промышленность состоит в группе основных потребителей кварцевого песка. Стекольный кварцевый песок, предназначенный для изготовления стекла, должен соответствовать особым требованиям. В материале доля оксида кремния должна быть не менее 95%, глинистые примеси составлять не более 1%, оксид железа — не более 1%.
В высоких марках содержание оксида кремния достигает 99,8%. Влага в просушенном песке должна составлять не более 0,5%. Доля примесей в песке напрямую влияет на прозрачность изготовленного из него стекла.
Кварцевый песок — основа для изготовления всех видов стекла. Обычное оконное, медицинское, стекловолокно, лабораторное, для электроники и так далее получают из одного материала. Поэтому очистке сырья при производстве кварцевого песка уделяется огромное внимание.
В зависимости от химического состава песок классифицируют по маркам, которые имеют буквенное обозначение и предназначение:
- ООВС — изделия особо ответственные с высокой светопрозрачностью;ОВС — изделия ответственные с высокой светопрозрачности;ВС — изделия с высокой светопрозрачностью;С — изделия светопрозрачные;Б — изделия бесцветные;ПБ — изделия полубелые;ПС — изделия с пониженной светопрозрачностью;Т — стекло темно-зеленое.
Эксплуатационные свойства кварцевого песка
К параметрам материала, влияющим на качество работы и определяющим сферу применения, относятся:
- насыпная плотность – составляет порядка 1300-1500 кг/м3;
- истинная плотность – находится в диапазоне 2600-2700 кг/м3. Значение истинной плотности применяется при расчетах объема цементного или бетонного раствора, получаемого при смешивании компонентов;
- теплопроводность кварцевого песка – около 0,30 Вт/(м?°С). Значительное влияние на теплоизолирующие свойства оказывает форма и размеры песчаных гранул – чем плотнее их расположение и меньше зазоры, тем коэффициент теплопроводности выше;
- температура плавления — максимальная рабочая температура кварцевого песка оценивается в 1050 °С, что вполне достаточно для любых строительных работ. При литье кварцевых изделий используются температуры 1700 °С и выше.
- обычный кварцевый песок в рыхлом состоянии имеет объемный вес 1 500 кг/м3, а объемный вес составляет 1600 кг/м3.
Значение измерения плотности речного песка в неуплотненном состоянии
Почему определить этот показатель настолько важно перед будущим возведением недвижимости? Именно он способен отобразить настоящее количество материалов в отдельно взятом объеме – метре кубическом. Благодаря ему можно использовать материал с точки зрения соотношения затраченных ресурсов и функциональности
Проведя необходимые расчеты можно рассчитать приблизительный бюджет для будущего возведения.
На рассматриваемый в статье строительный материал распространяются нормы отдельного ГОСТа 8735-88, а это свидетельствует:
- материал с такими показателями в полной мере прошел соответствие строительным технологиям;
- свойства материала во время работы и после возведения дома вполне предсказуемы;
- метод, чтобы определить массу материала в единице его объёма, проверен и утвержден как эталонный, позволяющий получить долгожданный и правдивый результат;
- на этапе проверки материала использовались исключительно утвержденные методы и технические рекомендации.
Вы должны помнить, что приобретая речной песок, его насыпная плотность будет равна 1600 кг/м куб, что в полной мере отвечает нормам строительства. К тому же, этот материал может долго хранится, он не аккумулирует влагу, в нем со временем не образовываются комки и пустоты.
Этот показатель критически важен для многих не рудных элементов. Чтобы уточнить этот показатель в конкретной партии материала, производителем используются поправочные значения. Такие числа позволяют определить значения с технологической и экономической стороны.
Во время приобретения большой партии коэффициент позволяет уровнять отклонения, что вызваны разбросом показателей. К примеру, на этапе закупки десяти тонн материала поправка позволит определить количество материала до 2 тонн на партию.
Достоинства и недостатки материала – общая оценка
Кварцевый песок является практически незаменимым компонентом во множестве областей применения, а технологии с его участием отработаны до совершенства. За практичность материал получает «5».
Внешний вид песка знаком с детства, а песочные площадки часто ассоциируются с пляжем и отдыхом – за внешний вид также ставим твердую «5».
Несмотря на массовое применение песка, его мелкая пыль может приводить к хроническим болезням у строителей. За экологичность материал получает «4».
Стоимость песка сравнима со стоимостью других строительных материалов. Не обладая особыми преимуществами в цене, кварцевый песок вполне заслуживает оценки «4».
Примерная стоимость различных фракций кварцевого песка приведена в таблице:
Наименование | Стоимость, руб |
Кварцевый песок ВС-050-1 | 3000 |
Кварцевый песок фр.0,1-0,63 | 3200 |
Кварцевый песок фр.0,5-0,8 | 3750 |
Кварцевый песок фр.0,5-1,0 | 3750 |
Кварцевый песок фр.0,8-1,4 | 3950 |
Кварцевый песок фр.0,8-2,0 | 3950 |
Кварцевый песок фр.1,2-3,0 | 3950 |
Наряду с глиной и известняком, кварцевый песок относится к числу важнейших и необходимых компонентов для производства и быта. Разнообразие свойств материала обеспечивает широкий спектр применения. Наличие песчаных карьеров недалеко от места строительства значительно снижает затраты на возведение дома.
Абразивная обработка
Песок из кварца используется в пескоструйных установках для полировки, удаления ржавчины и загрязнений с различных поверхностей. Для этого годится только дробленый материал с острыми краями. Благодаря высокому содержанию кремнезема именно кварцевый песок отличается прочностью, что позволяет использовать его несколько раз.
Зерна песка загружают в пескоструйный аппарат, а затем под сильным напором воды они подаются на обрабатываемую поверхность. Таким образом можно очистить площадь до 6 м2 за один час.
Цветное окрашивание песка
Для окрашивания минерала используют эпоксидную или полиуретановую смолы. После обработки песок остается экологически чистым и безопасным, пригодным для широкой сферы применения. Поэтому можете спокойно купить цветной кварцевый песок оптом без опаски за безопасность.
Кварцевый песок – классификация и эксплуатационные свойства
Классификация кварцевого песка осуществляется по нескольким основаниям.
- По природе происхождения: естественный и искусственный. Первый добывается в специальных карьерах механическим путем. Второй появляется в результате обработки минерала (кварца). Его дробят на мелкие части, достигая необходимой фракции кварцевого песка.
- По форме: окатанный и дробленый. В первом случае крупинки имеют форму сферы без острых углов. Дробленый – неровный, с острыми гранями.
- Основная область применения: стекольный песок, фракционный и формовочный.
Каждый из этих видов должен применяться, в зависимости от специфики деятельности человека.
Чем обеспечиваются химические свойства материала
Главным компонентом кварцевого песка является диоксид кремния (кварц). Его формула – SiO2. В его составе также могут содержаться органические примеси, глина, оксиды железа и ряда других металлов. Содержание кварца в исходном минерале обычно не менее 93-95 %.
Принцип действия строительных смесей, применяющихся для получения строительных блоков и плит, основан на химическом взаимодействии компонентов. Образующиеся в его результате неорганические цепочки обеспечивают требуемые параметры материала.
Диоксид кремния является кислотным оксидом, поэтому вступает в реакцию с соединениями кальция и алюминия, содержащимися в известняке и глине. Взаимодействие может протекать как при высыхании влажной смеси, так и при термическом запекании.
Разновидности кварцевого песка и его добыча
Выделяют естественную и искусственную разновидности песка, отличающиеся способом добычи.
Естественный природный
Этот вид песка повсеместно распространен в природе и находится на дне водных бассейнов и в составе толщи грунта. Размеры большей части его зерен составляют от 0,2 до 1 мм.
Существуют несколько путей добычи кварцевого песка:
- разработка карьеров – является основным способом. Если добыча проводится над уровнем моря, то полученный песок называется горным. Разновидности почвенного песка извлекаются при разработке грунта на равнинах. Внешний вид карьерного песка отличается заостренными формами и часто – шершавой поверхностью, что делает данный его ценным строительным материалом. Извлеченный песок может подвергаться дополнительной обработке – просеиванию, промыванию и просушке. Чем строже требования к свойствам песка в какой-либо отрасли, тем тщательнее требуется подготовка. В строительстве небольших сооружений песок обычно не подвергают никакому воздействию и поставляют прямо с места его добычи;
- разработка водных бассейнов – песок вымывается земснарядом и характеризуется высокой чистотой, обеспечиваемой естественной промывкой. Добыча ведется в руслах рек, озерах, а также морских акваториях. Морской песок несколько менее ценен из-за большего содержания минеральных примесей. Речной песок отличается гладкой формой – под увеличением микроскопа песчинки напоминают морскую гальку. Использование гладких (окатанных) песков распространено в самовыравнивающихся смесях – песчинки не цепляются друг за друга.
Так на фото выглядит природный кварцевый песок
Искусственный песок
Несмотря на название, минерал имеет естественное происхождение, однако изначально находится в виде крупных кристаллов. Для превращения кристаллов кварца в песок применяют механическое воздействие (взрыв), после чего осколки подвергаются дроблению.
Извлечение
Добывая песок, производители применяют разнообразные способы, в том числе и его обработки:
- промывание водой, то есть намывной вид;
Намывной
- очищение и просеивание, соответственно, – просеянный;
Просеянный
- с примесью различных добавок (для улучшения состава), то есть – обогащенный.
Кстати, ненатуральный производят, дробя горные камни. Он бывает:
- кварцевый – самый популярный из ненастоящих;
Кварцевый
- мраморный – используется для разного рода отделок;
Мраморный
- гранитный – придает строительным материалам высокую прочность;
Гранитный
- перлитовый и термозитовый – разряд маловесных ненатуральных сыпучих веществ.
Перлитовый
Из всех перечисленных выше, лидером является песок речной. Он отличается своей природностью (без всяких добавок и примесей), сыпучестью, влагоемкостью.
Способы классификации кварцевого песка
Отправной точкой в системе классификации являются свойства материала и способы его подготовки. Выделяют следующие направления классификации кварцевого песка:
По крупности (фракционному составу)
Численное выражение является средним значением размеров частиц или диапазоном их размеров (фракцией):
- пылевидный кварц – представляет фракцию менее 0,1 мм (просеивается в сито с диаметром пор 0,1 мм) и обычно встречается при дроблении кристаллов кварца;
- мелкозернистый песок – фракция 0,1-0,25 мм;
- средний песок – фракция 0,25-0,5 мм;
- крупнозернистый песок – фракция 0,5-1 (редко до 3) мм.
По обогащению
Кварцевый песок подразделяется на необогащенный и обогащенный песок:
- необогащенный песок представляет собой исходный минерал, который не подвергали обработке с целью увеличения содержание диоксида кремния;
- обогащенный песок содержит увеличенное на несколько процентов содержание кварца, полученное за счет удаления большинства примесей. Так, белый кварцевый песок очищен от органических соединений, оксидов железа и примесей глины путем просеивания, промывки и сушки.
Из-за особенностей производства различаются и основные технические характеристики полученного материала. Это в свою очередь влияет на возможности дальнейшего применения кварцевого песка.
Технология обогащения
Высокая чистота кварцевой смеси является необходимым требованием в ряде технологических процессов. Начальная ступень обогащения включает фракционирование и промывку – с их помощью удаляются наиболее грубые примеси.
Следующим этапом является использование специальных технологий, таких как:
- гравитационное обогащение – основной способ, сущность которого заключается в разделении компонентов смеси по плотности. Более легкие частицы уносятся водным потоком, тогда как тяжелые оседают на дно аппарата. Гравитационное воздействие можно усилить центрифугированием или добавлением химических реагентов, изменяющих смачиваемость компонентов песка;
- электрическая и магнитная сепарация – представляет собой воздействие электрическим током и магнитным полем, приводящим к отделению некоторых примесей. Так, магнитное воздействие особо эффективно при очистке от частиц железа, обладающих магнитными свойствами.
Параметры обогащенного песка принципиально влияют на качество выполняемых работ. Наилучшие по свойствам песчаные смеси производят только сертифицированные предприятия, использующие стандартные технологии.
По окраске
Бывает природный и окрашенный. Природный кварцевый песок имеет цвет от бледно-желтого до коричневато-желтого. Искусственное окрашивание проводится устойчивыми красками на основе синтетических связующих, позволяя создавать из песка оригинальные многоцветные орнаменты. Такой песок может быть цветным и белым.
По степени подготовки
В зависимости от технологических требований, песок может выпускаться в следующих разновидностях:
- фракционированный – представляет собой конкретную фракцию песка, размеры которой ограничены техническим регламентом;
- сухой – высушенный до воздушно-сухого состояния. Вместе с фракционированным песком может применяться в качестве рабочего тела пескоструйных аппаратов;
- прокаленный песок – полностью обезвоженный путем прокаливания. Нагревание существенно выше 100 °С обеспечивает десорбцию влаги даже из глубоких пор кварца. Такой песок применяется в готовых строительных смесях, хранящихся длительное время – даже незначительное содержание влаги может привести в негодность всю смесь;
- окатанный кварцевый песок – обладает менее абразивными свойствами, поэтому подходит для деликатного применения, например, песочниц на детских площадках;
- формовочный кварцевый песок – применяется для получения литых кварцевых изделий и отличается высокой степенью обогащения.
Характеристики и свойства
Отдельные крупинки кварцевого песка имеют размер от 0,05 до 3 мм. В песке могут содержаться самые разные примеси, которые влияют на его физико-механические свойства и цвет. К примеру, содержание в нем железа придает песку бурый цвет. Титан – розовый, чистый кварц бесцветен. Рассмотрим основные физико-механические характеристики:
- 1 класс радиоактивности;
- плотность составляет более 1400г/см3;
- по шкале Мооса твердость 7;
- дробимость около 0,3;
- истираемость – 0,1.
Производство и добыча кварцевого песка
На территории России существует значительное количество крупных месторождений кварцевого песка. К наиболее известным относятся Чулковское (Московская обл.), Козловское (Брянская обл.), Елшанское (Волгоградская обл.), Березичское (Калужская обл.) месторождения и ряд других.
Отличия кварцевого строительного песок, добываемого из этих мест, заключаются в изначально высоких параметрах качества и большей стоимости. Важно понимать, что свойства песка из ближайшего карьера будут вполне достаточны для строительства небольших дачных сооружений, поэтому не стоит переплачивать. Если же целью является постройка крупного особняка, то экономия на качестве песка может негативно отразиться на долговечности дома.
Так происходит добыча кварцевого песка на специальной производственной линии:
Особенности
Достаточно часто новички в сфере строительства путают строительный песок с кварцевым. В итоге получается неразумное расходование финансовых средств, неверные эксплуатационные характеристики и свойства конечного продукта или объекта. Необходимо различать их, чтобы правильно применять.
Особенности производственного процесса и физико-механические свойства кварцевого песка позволяют назвать рассматриваемый материал одним из самых ценных в современной промышленности. Его не используют как наполнитель для строительных составов, не засыпают траншеи, не укладывают подушки и не выравнивают грунт. При этом нельзя сказать, что кварцевый песок не пригоден для осуществления этих целей. Причина отказа проста – в экономическом плане его использование в данной области совершенно невыгодно.
Если сравнивать строительный песок и кварцевый, стоит отметить одно серьезное отличие. Последний отличается более однородным составом. Поры между зернами позволяют назвать этот материал одним из самых грязеемких. При этом, износ отдельных частиц – крайне длительный и сложный процесс (7 баллов по шкале твердости Мооса). Это свойство позволяет применять материал в различных фильтрующих системах.
Чем нормируются характеристики песка
Основным регулирующим документом является ГОСТ 2138-91, также существуют и другие нормативные документы (гост 22551 77, гост 51641 2000, 8736 93). В них отражены требования к основным параметрам качества и свойствам, а именно:
- содержание глинистой составляющей. Выделяют 5 групп с установленными количествами глины от 0,2 до 2,0 %;
- содержание диоксида кремния – от 99 % до 93 %, соответствующих группам от К1 до К5;
- коэффициент однородности, отражающий вариацию размеров частиц относительно среднего (в %). Чем больше значение, тем однороднее песчаная смесь. Всего существует пять групп (от О1 до О5), отличающихся коэффициентом однородности (от 80 до 50 %);
- фракционный состав. Данный параметр отражает средние размеры частиц кварцевого песка: до 0,14 мм; 0,14-0,18 мм, 0,19-0,23 мм, 0,24-0,28 мм, более 0,28 мм;
- влажность. Сухие пески содержат не более 0,5 % влаги, влажные – не более 4,0 %, сырые – не более 6,0 %;
- в составе песка также нормируется содержание оксидов металлов, площадь поверхности зерен, их форма, газопроницаемость, а также потеря массы при прокаливании.
Качественный песок обязательно должен иметь сертификат соответствия указанным нормам.
Как расплавить стекло в домашних условиях
Если вы хотите не сварить, а растопить стеклянное изделие, то без специального оборудования тоже не обойтись, ведь стекло не относится к легкоплавким материалам.
Тигель должен быть таким, чтобы захват его металлическими щипцами и прутьями не составлял затруднений.
Существует два способа плавки: литье и моллирование. В первом случае жидким стекольным сплавом заполняются специальные формы, а во втором случае состав плавится до густого, тягучего состояния, и с ним работают стеклодувы, придавая массе разнообразные формы.
Чтобы расплавлять бутылки и другие изделия дома, вам понадобится печь специальной конструкции.
Температура плавления стекла
Точная температура плавления зависит от наличия примесей в составе. Обыкновенное прозрачное стекло плавится при 700-750⁰С, посудное – при 1200-1400⁰С, а кварцевое – 1650⁰С. В промышленном производстве поддерживают в печах поддерживают температуру 1600⁰С.
Кварц и песок без примесей переходят в стеклообразное состояние при температуре 2300 градусов Цельсия.
Использование печи для плавки стекла
Если вас интересует, как расплавить стекло в домашних условиях, то пригодится профессиональное оборудование, а именно – муфельная печь, чья конструкция обеспечивает, нагрев до максимально высоких температур. Сегодня существуют муфельные печи, способные нагреваться до 2000⁰С. Применяя такие конструкции дома, вы легко сможете изготовить украшения или другие изделия из стекла, переплавляя бутылки или другую стеклянную тару в совершенно новые изделие.
Муфельная печь поможет производить стекло в домашних условиях.
Используйте формы для литья, но на них необходимо нанести специальный состав, чтобы стекло легко отделилось. Установите форму таким образом, чтобы состав не смог стечь за ее границы. Расположите изделия в печи так, чтобы при плавке, они стекали прямо в формы. Нагревайте печь постепенно, чтобы форма выдержала. После окончания процесса литья, понизьте температуру до 500⁰С и оставьте в печи для отжига.
Важно! Не подпускайте к оборудованию ребенка, так как это грозит опасностью для жизни.
Теперь вы знаете, что изготовить и расплавить стекло можно даже в домашних условиях, если в распоряжении есть сырье и специальное оборудование. Главное – соблюдайте технику безопасности при работе с высокими температурами и внимательно читайте инструкцию к эксплуатации муфельной печи, так вы обезопасите здоровье во время экспериментов со стеклом в домашних условиях.
Эксплуатационные свойства кварцевого песка
К параметрам материала, влияющим на качество работы и определяющим сферу применения, относятся:
- насыпная плотность – составляет порядка 1300-1500 кг/м3;
- истинная плотность – находится в диапазоне 2600-2700 кг/м3. Значение истинной плотности применяется при расчетах объема цементного или бетонного раствора, получаемого при смешивании компонентов;
- теплопроводность кварцевого песка – около 0,30 Вт/(м?°С). Значительное влияние на теплоизолирующие свойства оказывает форма и размеры песчаных гранул – чем плотнее их расположение и меньше зазоры, тем коэффициент теплопроводности выше;
- температура плавления — максимальная рабочая температура кварцевого песка оценивается в 1050 °С, что вполне достаточно для любых строительных работ. При литье кварцевых изделий используются температуры 1700 °С и выше.
- обычный кварцевый песок в рыхлом состоянии имеет объемный вес 1 500 кг/м3, а объемный вес составляет 1600 кг/м3.
Показатель плотности
Он определяет качество этого материала, а зависит от влаги и пористости, которыми обладает. Для строительных работ дома плотность песка не особо важна и для расчетов берется его средняя величина. А в производственной сфере расчет плотности взаимосвязан с прочностью и сроком эксплуатации возводимых строений.
Еще этот показатель берется за основу определения общего количества сыпучего стройматериала.
Различают такие виды плотности этого материала: истинную, насыпную и плотность поставляемого песка. На практике обычно используют такое понятие, как насыпная плотность песка.
Она изменяется от влажности этого вещества. Если содержание влаги увеличивается, вода проходит в пустоты между крупинками песка, заполняя их. Таким образом, показатель насыпной плотности растет вверх.
Самое большое разрыхление песка бывает при влажности 4-7%. Насыпная же плотность в таком случае уменьшится на 10-40%. Контролируется плотность при помощи специальных приборов – плотномеров или пенетрометров, влажность – влагомеров. За среднюю плотность песка принято считать коэффициент 1,3 т/м3.
Плотность
Настоящая удельная плотность песка обычно не используется. Ее высчитывают лаборанты спецучреждений.
В работе применяют насыпную плотность, то есть количество материала, которое вмещается в емкость, что измеряется кубическими метрами.
Так, плотность речного песка (кг на м3) колеблется от 1,5 т/м3 до 1,45 т/м3. Она учитывается при дозировке для приготовления бетоносмесей (определение объема). Удельный вес речного песка – 2,65 г/см3.
Чтобы узнать массу, используется такая формула: m=V∙ p (m – масса, V – объем, p – плотность). Узнаем его количество в 20 м3: m = 20∙1,3 = 26 тонн (1,3 – средний коэффициент плотности).
При приготовлении раствора всегда нужно знать, что при малой плотности бывает увеличена пустотность. А поэтому необходимо удвоить количество вяжущих материалов. Поднятие же расхода вяжущих не выгодно для строительства, потому что повышает растраты и, следовательно, стоимость бетона.
В конечном итоге все это отображается на окупаемости затрат, что очень важно для строительных предприятий и фирм. Для домашнего обихода такое удорожание существенной роли не играет, ведь масштабы работ намного меньшие.
Как уже говорилось выше, чем выше влажность, тем меньше плотность. Причем ее снижение продолжается, пока она не достигнет отметки в 10%. Потом плотность начинает расти за счет увеличения объема жидкости. Изменение этого параметра влияет на качество бетона.
Плотность песка можно вычислить и самому. Делают это так: в десятилитровое ведро с высоты в 10 см насыпают песок. Емкость насыпают полной с горкой. Потом ее срезают так, чтобы в итоге вышла гарантированно ровная поверхность.
Оставшееся количество песка в ведре взвешивают, далее рассчитывают плотность: килограммы, которые получили, переводят в тонны и делят на 0,01 м3. Для уточнения результата, хорошо эту процедуру повторить дважды. Затем полученные данные суммируют и разделяют на два.
Самостоятельно можно определить и пустотность. В литровую емкость следует засыпать пробу песка и взвесить.
Если влажность песка большая, то пробу следует поместить в 10-литровую посуду.
К слову, замерянные значения можно перевести в нужные величины.
Достоинства и недостатки материала – общая оценка
Кварцевый песок является практически незаменимым компонентом во множестве областей применения, а технологии с его участием отработаны до совершенства. За практичность материал получает «5».
Внешний вид песка знаком с детства, а песочные площадки часто ассоциируются с пляжем и отдыхом – за внешний вид также ставим твердую «5».
Несмотря на массовое применение песка, его мелкая пыль может приводить к хроническим болезням у строителей. За экологичность материал получает «4».
Стоимость песка сравнима со стоимостью других строительных материалов. Не обладая особыми преимуществами в цене, кварцевый песок вполне заслуживает оценки «4».
Примерная стоимость различных фракций кварцевого песка приведена в таблице:
Наименование | Стоимость, руб |
Кварцевый песок ВС-050-1 | 3000 |
Кварцевый песок фр.0,1-0,63 | 3200 |
Кварцевый песок фр.0,5-0,8 | 3750 |
Кварцевый песок фр.0,5-1,0 | 3750 |
Кварцевый песок фр.0,8-1,4 | 3950 |
Кварцевый песок фр.0,8-2,0 | 3950 |
Кварцевый песок фр.1,2-3,0 | 3950 |
Наряду с глиной и известняком, кварцевый песок относится к числу важнейших и необходимых компонентов для производства и быта. Разнообразие свойств материала обеспечивает широкий спектр применения. Наличие песчаных карьеров недалеко от места строительства значительно снижает затраты на возведение дома.
Применение
Песок из рек применим повсюду, как в строительстве, промышленности, так и в быту. Строительный песок – это хороший заполнитель для устройства стяжки пола, составная цементных смесей для кладки, штукатурки, изготовлении бетона, при обустройстве основ строений, пешеходных дорожек и брусчатки, изготовлении дренажа и т. д.
В бетоне
Еще это хороший материал, который поглощает шум. Обычный песок желтого цвета, но это не всегда так. Например, на Гавайях пляжи часто покрыты этим зеленым сыпучим материалом, на Багамах преобладают розовые оттенки его, а Исландия удивляет темными цветами.
Речной песок – незаменимая составная часть при строительстве дорог.
Ввиду того, то он имеет большую гигроскопичность, его слой, уложенный под низ асфальта, прочно удерживает его.
Строительство дорог
Также песок применяют как очиститель, ведь он хорошо убирает из воды различные вредные примеси. Именно поэтому его широко используют на очистительных станциях.
Что касается бытового использования, то им широко пользуются дизайнеры, которые с помощью этого золотистого сыпучего вещества воплощают в жизнь свои самые креативные идеи в обустройстве ландшафта.
Обустройство ландшафта
Полезный он и для любителей огорода и садоводов. Они с его помощью делают почву на своих участках более легкой и рассыпчатой.
Применение кварцевого песка
Основным назначением кварцевого песка является производство стекла и оптических приборов. Кроме того, он используется в фильтрах для очистки воды , а также при создании ювелирных изделий. Вообще, способов применения этого материала очень много. Ниже мы расскажем об основных.
- Применение кварцевого песка
- Строительные работы и ландшафтный дизайн
- Стекольная промышленность
- Сталелитейная промышленность
- Абразивная обработка
- Системы фильтрации
- Строительные работы и ландшафтный дизайн
- Стекольная промышленность
- Сталелитейная промышленность
- Абразивная обработка
- Системы фильтрации
Строительные работы и ландшафтный дизайн
Сразу скажем, что это – не главная область использования кварцевого песка. Но в строительстве данный материал имеет высокий спрос. Из него готовят бетон и цементные растворы, производят отсыпку различных площадок, а также устраивают дренажные системы.
Мелкие фракции кварцевого песка используются для производства сухих строительных смесей. Они применяются при восстановлении бетона, для кладки печей и каминов, оборудования стяжки пола, гидроизоляции конструкций , а также для внутренней и наружной отделки помещений. Кроме того, из кварцевого песка готовят пропитки, мастики и лаки для ухода за бетоном.
Еще одним направлением использования такого песка является ландшафтный дизайн. Благодаря красивому внешнему виду, кварцевый песок отлично подходит для декоративной отсыпки и оформления малых архитектурных форм.
Песок, который представлен у нас в продаже, предназначен именно для вышеуказанных работ. Кроме того, есть и другие способы применения этого материала, однако для них лучше приобретать фасованный песок. Дело в том, что мы осуществляем доставку самосвальным транспортом , и такие объемы просто не нужны для некоторых видов работ.
Теперь рассмотрим, где еще используется кварцевая разновидность песка.
Стекольная промышленность
В составе стекла присутствует до 65-73% кварцевого песка так называемой «стекольной марки». Это дробленый песок с высоким содержанием диоксида кремния и отсутствием железа , титана и хрома (они придают стеклу темную окраску). Помимо этого, важны такие качества как мономинеральность и высокая межзерновая пористость. По размеру такой материал должен находиться в диапазоне между 0,25 и 0,5 мм.
Из кварцевого песка изготавливаются следующие изделия:
- Стеклянные бутылки и банки
- Оконное, витринное и автомобильное стекло
- Лабораторное, медицинское и парфюмерное стекло
- Светотехническое сигнальное стекло
- Увиолевое и оптическое стекло
- Стеклоблоки
Сталелитейная промышленность
Здесь используется другой тип песка – формовочный. В его составе присутствует не менее 90% диоксида кремния и не более 2% глинистой составляющей. Это дает материалу высокую степень огнеупорности и влагостойкости.
Кварцевый песок после смешивания с другими связующими веществами образует смесь. Из нее создают форму , в которую заливается жидкий металл. После остывания форму разрушают, получая готовое изделие.
В этом процессе очень важно, чтобы формовочная смесь была химически нейтральной и не вступала в реакции с металлом. Кварцевый песок вполне отвечает таким требованиям.
Абразивная обработка
Песок из кварца используется в пескоструйных установках для полировки, удаления ржавчины и загрязнений с различных поверхностей. Для этого годится только дробленый материал с острыми краями. Благодаря высокому содержанию кремнезема именно кварцевый песок отличается прочностью , что позволяет использовать его несколько раз.
Зерна песка загружают в пескоструйный аппарат, а затем под сильным напором воды они подаются на обрабатываемую поверхность. Таким образом можно очистить площадь до 6 м2 за один час.
Системы фильтрации
Бытовые фильтры для очистки воды в водопроводах и бассейнах и даже промышленные фильтрационные станции используют кварцевый песок. Он отлично удерживает грязь, а благодаря практически полному отсутствию глины имеет отличные дренажные свойства. Более того, это экологически чистый материал, не содержащий вредных примесей.
Есть еще целый ряд очень специфических работ, в которых также используется песок из кварца. Это, например, производство генераторов ультразвука и электрических предохранителей, ювелирных украшений, посуды, фарфора. Кроме того, данный материал применяется для тормозных систем железнодорожного транспорта и даже в качестве грунта для аквариумов. Но, пожалуй , одним из самых необычных способов использования кварцевого песка является приготовление кофе: напиток в таком случае варится не на открытом огне, а в нагретой песчаной смеси.
Как видите, сфера применения данного материала очень широка. Его можно использовать как в совершенно примитивных работах (вроде отсыпки), так и для изготовления сложнейших приборов и устройств. Если вы не уверены , что кварцевый песок подойдет для ваших нужд, просто свяжитесь с нами – и наши менеджеры проконсультируют вас.
О том, как можно использовать песок и для каких работ он подходит, вы можете узнать на наших страницах:
Если вы хотите узнать о разновидностях песка, рекомендуем следующие страницы:
О том, как добывают песок, читайте здесь:
Если вы хотите подробно прочитать о свойствах песка, рекомендуем следующие страницы:
В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды песков по фракциям:
В продаже имеются следующие разновидности карьерного песка:
В продаже имеется кварцевый песок:
Если вы хотите купить речной песок, рекомендуем следующие страницы:
Источник https://skbalkon.ru/processy-i-tehnologii/kvarcevyj-pesok-eto.html
Источник https://alit-stroi.ru/tehprocess/temperatura-plavleniya-kvarcevogo-peska.html
Источник https://gruntovozov.ru/chasto-zadavayemiye-voprosy/primenenie-peska/primenenie-kvartsevogo-peska/