Кварцевый песок. Что это такое? Кварцевый песок – классификация и эксплуатационные свойства Что такое кварцевый песок

Виды кварцевого песка

Различают кварцевые пески естественного и искусственного происхождения . Песок естественного происхождения добывают из карьеров механическим способом. Искусственного – путем дробления кварцевых пород на фракции разных размеров.

По форме крупинок, кварцевый песок разделяют на окатанный и дробленный . Окатанный имеет округлый вид, дробленный – отличается неровной, колотой формой.

От того, в какой области применяется кварцевый песок, его классифицируют на песок стекольной марки, формовочный и фракционный .

Отличительные особенности

Особенности производства и технические показатели кварцевого песка делают его достаточно ценным сырьем для промышленности. В качестве наполнителя для строительных смесей его не используют, не выравнивают им поверхность земли в строительстве, не засыпают в траншеи. Это будет невыгодно с экономической точки зрения. Стоимость кварцевого песка намного превышает цену обычного строительного песка.

Если сравнить кварцевый песок со строительным, то он будет выгодно отличаться своей мономинеральностью (однородностью) состава. Межзерновая пористость обеспечивает его наибольшую, по сравнению с другими материалами грязеемкость, а незначительный износ песчинок делает кварцевый песок достаточно ценным в качестве фильтрующего материала.

Добыча и производство кварцевого песка

Кварцевый песок получают путем разработки его месторождений, или дроблением горных пород, содержащих кварц.

Добыча естественного кварцевого песка

Добыча кварцевого песка в местах его естественного залегания, происходит различными способами.

Открытый способ

Применяется при карьерном, механическом методе добычи. При этом используется следующая строительная техника и оборудование: экскаваторы, самосвалы, бульдозеры, скреперы, подвесные канатные дороги. По технологии добычи кварцевого песка открытым способом вначале происходит удаление верхних, скрывающих месторождение, слоев грунта. Затем прокладываются траншеи для подъезда транспортной техники.

Закрытый способ

Используется при разработке подводных месторождений кварцевого песка, в руслах рек и водоемов. При закрытом способе применяется гидромеханический метод добычи. В этом случае используются плавучие установки и земснаряды. На закрепленных плавучих платформах устанавливают мощный земляной насос.

Разрыхленная при помощи механического разрыхлителя порода засасывается насосом в систему труб и выливается в отвалы, откуда попавшая вместе с песком вода, стекает обратно в реку. В дальнейшем, подсохший песок насыпается при помощи экскаваторов в кузова самосвалов и вывозится на место его дальнейшей переработки.

Кварцевый песок, полученный при разработке открытым и закрытым способом, содержит большое количество посторонних примесей , поэтому подвергается дополнительной обработке. Его промывают и освобождают от всевозможных загрязняющих веществ, затем просушивают до необходимого уровня влажности.

Особенность естественного кварцевого песка в округлой форме его песчинок, что послужило получению им названия – окатанный. Такой песок часто используют для детских площадок и различных спортивных манежей, так как он менее травмоопасен и отвечает санитарным нормам, предъявляемым к подобным сооружениям.

Производство искусственного кварцевого песка

Искусственный кварцевый песок получают из содержащих кварц горных пород, путем их дробления в специальных камнедробильных машинах. Процесс обработки включает в себя также промывание и дальнейшую просушку.

При дроблении кварца, его частицы получают неровную форму и имеют различные размеры. Чтобы получить дробленый песок, однородный по составу, производят его просеивание и распределение по фракциям.

Различают следующие фракции в зависимости от величины его песчинок:

• пылевидный – с размером частиц менее 0,1 мм;
• средней фракции – имеет диаметр от 0,1 до 0,4 мм;
• крупный песок – величина песчинок от 0,5 до 1 мм;
• кварцевая крошка – самая крупная фракция с размерами песчинок свыше 1 мм.

Искусственный дробленный кварцевый песок обладает более однородный и чистый состав, чем естественный , так как получается путем дробления цельной горной породы. Его не загрязняют посторонние примеси, неизбежные при добыче песка из почвы. Цена такого песка будет намного больше, чем стоимость естественного.

Неотъемлемая особенность дробленного кварцевого песка – его пористая структура , которая обусловлена технологией его производства. Такая особенность придает искусственному кварцевому песку способность собирать на свою поверхность большое количество грязи, что широко используется при производстве промышленных и бытовых фильтров.

Характеристики и свойства

Крупинки кварцевого песка могут иметь диаметр от 0,05 мм до 3 мм. В зависимости от содержащихся в их составе примесей, песок может быть различного цвета. Так, например, высокое содержание железа придает ему бурую окраску. Из кварца, имеющего в своем составе титан, получают розовый песок. Чистый, не имеющий примесей кварц, бесцветен, или же может иметь молочный оттенок. Песок, полученный из такой породы, чистого белого цвета.

Плотность кварцевого песка не менее 1400 г/см3
Использование по радиоактивности – 1 класс
Твердость по Моосу – 7
Дробимость – 0,3
Истираемость – 0,1

Химические и физические свойства

Кварц имеет кристаллическую структуру. Такое строение придает этому минералу и песку, получаемому из него, исключительную прочность и устойчивость к воздействию кислот и щелочей. Кварцевый песок является очень твердым и тугоплавким материалом, его химический состав обуславливает его пожаробезопасность и повышенную огнеупорность. Песок, получаемый из кварца, обладает инертностью по отношению к большинству химическим веществам и имеет свойства диэлектрика.

Требования, предъявляемые к промышленному кварцевому песку

По химическому составу, промышленный кварцевый песок должен иметь не менее 95 % доли содержания оксида кремния. Соотношение глинистых примесей не должно превышать 1 %. Наличие оксида железа – не более 1%. Содержание в просушенном песке влаги не должно быть больше 10%.

Особые требования предъявляются к песку стекольной марки. В зависимости от его химического состава производится разделение по маркам , имеющим следующие буквенные обозначения:

• ООВС – особо ответственная высокой светопрозрачности;
• ОВС – ответственная высокой светопрозрачности;
• ВС – высокой светопрозрачности;
• С – светопрозрачная;
• Б – бесцветная;
• ПБ – полубелая;
• ПС – пониженной светопрозрачности;
• Т – темно- зеленое стекло.

Кварцевый песок для силикатной промышленности имеет разделение по классам:

• класс А – содержание оксида кремния более 70%;
• класс Б – не меньше 60%;
• класс С – не меньше 50%.

Области применения кварцевого песка

Высокие физико-химические свойства кварцевого песка находят свое применение в самых разнообразных промышленных областях. При этом его использование в конкретной отрасли напрямую зависит от вида песка и его физических показателей.

Песок стекольной марки

Используется в стекольной промышленности, для производства стекловолокна, стеклянной тары, изоляционных материалов, фарфоровых и керамических изделий. Такой песок имеет фракцию от 0,1 до 0,4 мм.

Формовочный песок

Применяется в металлургии при изготовлении форм для литья. Для литейного производства используются однородные по размеру частиц фракции. Коэффициент однородности формовочных песков должен иметь показатели от 72 до 80 %. Изделия, получаемые из такого рода песка, отличаются повышенной огнеупорностью и прочностью.

Песок фракционный

Находит свое применение в самых разнообразных областях промышленности. Фракции с диаметром частиц менее 0,1 мм (пылевидная) используется в качестве наполнителя для высококачественных строительных смесей. Например, пылевидный кварц входит в состав наливных полов на эпоксидной или полиуретановой основе, декоративных штукатурок и в качестве тонирующего пигмента в отделочных материалах.

Кварцевый песок с размером песчинок от 0,2 до 0,8 мм применяется для абразивной обработки металлических, стеклянных и каменных поверхностей с применением пескоструйных машин. Металлические изделия при этом избавляются от посторонних загрязнений, ржавчины и окалины. Таким образом, можно удалить старую краску и подготовить изделие для повторной покраски. Стеклянные и каменные поверхности при помощи кварцевого песка шлифуются до необходимой степени гладкости.

Крупные фракции кварцевого песка (кварцевая крошка) используется в ландшафтном дизайне для устройства насыпных дорожек и тропинок.
В быту крупный кварцевый песок применяется для оформления декоративных элементов интерьера.

Фильтры для промышленной и бытовой очистки воды содержат смешанные фракции кварцевого песка, но не ниже средней. Такая разнородность обеспечивает лучшие сорбционные свойства наполнителя. Кварцевый песок используется также при очистке нефтепродуктов от посторонних примесей.

В качестве грунта для аквариумов и в детском творчестве большое распространение получил окрашенный кварцевый песок . Принцип окраски заключается в нанесении на поверхность кварцевых зерен краски на эпоксидной или полиуретановой основе. Такой песок устойчив к физическим и химическим воздействиям, не истирается и не выгорает.

Цветной кварцевый песок применяется при производстве мозаичной штукатурки и других отделочных материалов, придании строительным смесям желаемой окраски и для дорожной разметки асфальтового покрытия.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется при приготовлении заварного кофе.

В строительной отрасли кварцевый песок применяют для производства силикатных кирпичей и огнеупорных бетонов.

Используется кварцевый песок в дорожных работах, в качестве противоскользящего элемента дорожного покрытия.

В животноводстве крупные фракции кварцевого песка добавляются в корма для облегчения механического перетирания зернового корма в зобе птицы.

Диэлектрические свойства кварцевого песка используются в производстве элементов электрических предохранителей.

Применение кварцевого песка для фильтрации воды в бассейне

В настоящее время широкое распространение получили бассейны с системой очистки воды, использующей в качестве фильтрационного материала кварцевый песок.

Принцип действия фильтров с кварцевым песком

Фильтр для бассейна состоит из насоса и фильтрационного устройства, имеющего вид округлой емкости с объемом, позволяющим вместить в себя до 50 кг кварцевого песка. При помощи насоса вода подается в верхнюю часть фильтрационного устройства. Пройдя сквозь слой песка, вода очищается и сквозь выходное отверстие в нижней части фильтра выливается обратно в бассейн.

Какой песок пригоден для фильтра

В качестве наполнителя для фильтра используется дробленый кварцевый песок с фракцией частиц от 0,1 до 1 мм. При этом чистота воды напрямую зависит от величины песчинок. Чем мельче фракция, тем более мелкие частицы грязи она может задержать и тем лучше будет процесс очистки.

На чистоту воды также будет влиять величина емкости для фильтра. Чем больше объем, тем больше кварцевого песка он вместит, и тем чище будет вода. Хороший фильтр способен улавливать частицы грязи, размером в 20-25 микрон.

Преимущества кварцевого песка в качестве фильтра для бассейна

Замена кварцевого песка происходит не чаще 1-2 раз в год, в зависимости от степени нагрузки. По сравнению с картриджным способом очистки, фильтр на кварцевом песке намного удобнее и экономичнее, так как не требует частой смены фильтрующего элемента.

Уход за фильтром, содержащим кварцевый песок, не потребует специальных знаний и не займет много времени.

Применение кварцевого песка в пескоструйных работах

Одна из основных областей применения кварцевого песка – использование его в качестве абразивного материала для механической очистки или шлифовки различного вида поверхностей и материалов при помощи пескоструйных машин.

Основной принцип действия пескоструйной машины

Принцип действия пескоструйных машин заключается в подаче на очищаемую или шлифуемую поверхность струи воздуха, содержащую частицы абразива. Удары песчинок сбивают выступающую за поверхность материала грязь и производят ее шлифовку до необходимого состояния.

Очень часто в качестве кинетической силы используется струя воды. Такая пескоструйная обработка применяется при необходимости получения обезжиренной поверхности, с минимальным содержанием пыли.

Какие поверхности можно подвергать пескоструйной обработке?

Для пескоструйной обработки кварцевым песком подходят металлические поверхности, каменные и стеклянные.

С металлических удаляется ржавчина, старая краска и другие виды загрязнений. Строительные поверхности из камня, кирпича, бетона и железобетона очищаются при помощи пескоструйных машин перед проведением заключительных строительных работ.

Полировка стеклянных поверхностей производится самыми мелкими фракциями кварцевого песка до необходимого состояния.

Какой песок подходит для пескоструйных работ?

Для пескоструйных машин используется песок самых разных фракций. Диаметр абразива зависит от вида пескоструйных работ и обрабатываемой поверхности.

Для грубой очистки старых и глубоких загрязнений и ржавчины берется песок крупной фракции, диаметр его может достигать до 5 мм. Средняя и мелкая фракции применяются на заключительном этапе очистки и шлифовки.

Требования, предъявляемые к кварцевому песку

Существуют общепринятые требования, предъявляемые к качеству кварцевого песка для пескоструя. Так, например, влажность песка при сухом способе очистки не должна превышать 0,1 %. Увеличение общего объема влаги приведет к прилипанию песчинок к стенке сопла и снизит скорость их вылета, и, соответственно, силу удара.

Удельная плотность определяется массой и скоростью вылета кварцевой частицы. При этом увеличение массы ведет к большей скорости и мощности удара песчинки об обрабатываемую поверхность.

Еще один важный показатель – ударная вязкость абразивного материала. Зависит от состава кварцевого песка и наличия в нем посторонних примесей. От величины ударной вязкости зависит прочность частиц, подаваемых на очищаемую поверхность и качество выполненных работ.

Основу большинства строительных материалов составляют природные компоненты, которые обладают необходимыми свойствами и находятся в достаточном количестве для промышленной добычи. Кварцевый песок относится к одному из самых распространенных природных минералов и применяется во всех сферах строительной деятельности.

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.

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):

1. пылевидный кварц – представляет фракцию менее 0,1 мм (просеивается в сито с диаметром пор 0,1 мм) и обычно встречается при дроблении кристаллов кварца;
2. мелкозернистый песок – фракция 0,1-0,25 мм;
3. средний песок – фракция 0,25-0,5 мм;
4. 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 .

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:

1. фракционированный – представляет собой конкретную фракцию песка, размеры которой ограничены техническим регламентом;
2. сухой – высушенный до воздушно-сухого состояния. Вместе с фракционированным песком может применяться в качестве рабочего тела пескоструйных аппаратов;
3. 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;
4. окатанный кварцевый песок – обладает менее абразивными свойствами, поэтому подходит для деликатного применения, например, песочниц на детских площадках;
5. формовочный кварцевый песок – применяется для получения литых кварцевых изделий и отличается высокой степенью обогащения.

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:

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:

1. содержание глинистой составляющей. Выделяют 5 групп с установленными количествами глины от 0,2 до 2,0 %;
2. содержание диоксида кремния – от 99 % до 93 %, соответствующих группам от К1 до К5;
3. 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 %);
4. 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;
5. влажность. Сухие пески содержат не более 0,5 % влаги, влажные – не более 4,0 %, сырые – не более 6,0 %;
6. 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.

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 объемныйвес составляет 1600 кг/м3.

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.

Песок – такой материал, который применяется в любом строительстве. На данный момент выделяется несколько его типов. Это кварцевый, речной и овражный. Каждый из этих видов обладает определенными особенностями. Сегодня мы поговорим о кварцевом песке, который нашел широкое применение не только в строительстве, но и в промышленности.

Основные свойства кварцевого песка

Кварцевый песок – это дробленый кварц, который получается либо естественным путем, либо после специальной обработки. Материал очень сыпучий и однородный. В зависимости от того, из какой именно породы он получен, его можно подразделить на фракции. Величина их может варьироваться в пределах от 0,05 мм до 3 мм. Часто в материале встречаются примеси, обычно это кремнезем.

Есть несколько видов кварцевого песка в зависимости от его внешнего вида:

При любом способе добычи диоксид кремния проходит обработку и очищение, благодаря чему он сортируется в соответствии с видом и очищается от ненужного мусора и примесей.

Кварцевый песок имеет высокую абсорбцию, а также прекрасно сцепляется с различными смесями и материалами. Помимо этого, материал необычайно устойчив к температурным и механическим воздействиям.

Применение кварцевого песка

Материал применяется в очень многих отраслях. Сюда относится строительство, промышленность, фармацевтика и даже пищевая отрасль. Помимо этого, его применение можно встретить даже в тех сферах, где, казалось бы, он и вовсе не уместен.

Строительство

В сфере строительства применение кварцевого песка часто встречается в различных строительных материалах, например, блоков. Такие блоки имеют спокойный цвет и отличаются особой прочностью. Привлекательный внешний вид позволяет использовать этот материал для декорирования фасадов зданий и оформления ландшафтов. Также для придания особой прочности кирпичам для печей туда также добавляют диоксид кремния.

Особое внимание следует уделить тому, что наиболее прочные асфальт и бетон изготавливаются с применением кварцевого песка. Так, все современные марки цемента выпускаются только с добавлением этого материала, для повышения сцепления с поверхностью. Также на рынке представлены варианты грунтовки с добавлением кварцевого песка.

Важно! Иногда в готовом цементе есть столько песка, что дополнительное его добавление для создания бетонной смеси не требуется.

Так как нагрузка на покрытие дороги в тех местах, где постоянно повышенное движение высокое, то лучше укладывать асфальт, в составе которого находится дробленый кварц, дающий прочность.

Такого рода материал добавляют в декоративную штукатурку для финишной обработки поверхностей. Благодаря разнообразию кварца, готовое покрытие может отличаться по цвету и фактуре. Такое покрытие способно прослужить длительное время, а также если выбрана декоративная штукатурка с мелкой фракцией, дать идеально ровное покрытие.

При достижении температуры плавления из диоксида кремния можно создать даже особо прочное стекло. Помимо этого, в массу добавляются также горный хрусталь и жильный кварц.

Промышленность и водоочистка

Для придания прочности изготавливаемым элементам из фаянса или фарфора в материал также добавляется кварцевый песок. Именно таким образом эти хрупкие изделия могут прослужить довольно длительное время.

В фармацевтической промышленности материал из кварца используется из изготовления разнообразных линз. Из-за того, что материал обладает высокими абразивными свойствами, готовые стекла после пескоструйной обработки получаются идеально гладкими. На прозрачность линз такая обработка никак не влияет, так как для нее применяется песок белого оттенка. Используется песок для пескоструя, предназначенного для обработки других материалов.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется для очистки воды. Благодаря своим уникальным свойствам, он полностью удаляет из жидкости все вредные примеси и частицы. Для большинства дорогостоящих фильтров используется только этот материал.

Но такой очищающий материал нужно периодически менять, чтобы он не утрачивал свою способность к очистке. В противном случае он станет грязным и непригодным для выполняемой функции. Помимо этого, вода не будет обогащаться теми минеральными веществами, которые содержатся в нем.

Кварцевый песок для частного использования

Очень распространено использование песка из кварца для очистки бассейнов. Для этого нужен мелкодисперсный кварц, который замечательно очищает воду от коллоидов, а также примесей механического типа.

Процесс очистки очень прост. Он представляет собой прогон воды через фильтр для бассейна с диоксидом кремния внутри и выход уже очищенной жидкости. Для увеличения срока эксплуатации нужно четко соблюдать инструкцию по применению и периодически менять находящийся внутри материал.

Совет! Для того чтобы песок не так сильно засорялся, раз в неделю можно очищать фильтр для бассейна путем прогона воды в обратную сторону.

Частота замены фильтрующего материала зависит от того, в каком водоеме он размещен. В постоянно используемом бассейне замена должна осуществляться 1 раз в 2 года, для бассейна сезонного типа хватит 1 раза в 5 лет, а для небольшой дачной емкости замена должна производиться 1 раз каждые 2 месяца.

Активно используется кварцевый песок для аквариума. И это неслучайно, ведь никакого вредного воздействия на живые организмы и воду он не оказывает, а декоративность придает особую.

Если песок будет окрашен в какой-либо цвет, то такое оформление будет выгодно отличать именно этот аквариум. Но цветной кварцевый песок будет отвлекать от рыбок и концентрировать внимание наблюдателя только на дне. Белый песок кварцевого типа для аквариума подходит не слишком хорошо, так как рыбки не выделяются на его фоне, а несколько теряются.

Зато черный вариант отлично подчеркнет внешнюю красоту рыбок и гармонично впишется в окружающий мир. Самым оптимальным вариантом будет смесь белого и черного песка, которая наиболее лаконично подчеркнет красоту аквариума.

Но перед использованием такого материала для аквариума, он обрабатывается тщательным образом. Он обязательно промывается проточной водой, кипятиться или же обдается кипятком. Слой песка на дне может быть в промежутке между 3 и 8 см с уклоном на переднюю стенку. Для удаления загрязнений из песка используется сифон, работающий на основе вакуума.

Купить песок из кварца для частного применения для бассейна можно в расфасовке по 25 и 50 кг. Также в зоомагазинах есть и мелкие по объему пачки с диоксидом кремния. В промышленных масштабах такой материал, конечно, используется в более значительных объемах.

Заключение

Материал универсального типа диоксид кремния подходит для использования в различных сферах жизни, вплоть до пищевой. Такая популярность заработана благодаря высоким качественным характеристикам, которые придают прочность любому материалу, куда добавляется этот песок. Высокая степень очищения воды и насыщение ее минеральными веществами позволяют материалу занять почетную позицию для частного использования. Но не только полезными свойствами славится песок из кварца. Он также обладает высокими декоративными характеристиками, которые могут украсить и поверхность стены, и дно аквариума.

Кварц – это наиболее распространенный минерал, встречающийся в земной коре. Песок, получаемый в результате его естественного или искусственного дробления, называют кварцевым.

Виды кварцевого песка

Различают кварцевые пески естественного и искусственного происхождения . Песок естественного происхождения добывают из карьеров механическим способом. Искусственного – путем дробления кварцевых пород на фракции разных размеров.

По форме крупинок, кварцевый песок разделяют на окатанный и дробленный . Окатанный имеет округлый вид, дробленный – отличается неровной, колотой формой.

От того, в какой области применяется кварцевый песок, его классифицируют на песок стекольной марки, формовочный и фракционный .

Отличительные особенности

Особенности производства и технические показатели кварцевого песка делают его достаточно ценным сырьем для промышленности. В качестве наполнителя для строительных смесей его не используют, не выравнивают им поверхность земли в строительстве, не засыпают в траншеи. Это будет невыгодно с экономической точки зрения. Стоимость кварцевого песка намного превышает цену обычного строительного песка.
Если сравнить кварцевый песок со строительным, то он будет выгодно отличаться своей мономинеральностью (однородностью) состава. Межзерновая пористость обеспечивает его наибольшую, по сравнению с другими материалами грязеемкость, а незначительный износ песчинок делает кварцевый песок достаточно ценным в качестве фильтрующего материала.

Добыча и производство кварцевого песка

Кварцевый песок получают путем разработки его месторождений, или дроблением горных пород, содержащих кварц.

Добыча естественного кварцевого песка
Добыча кварцевого песка в местах его естественного залегания, происходит различными способами.

Открытый способ
Применяется при карьерном, механическом методе добычи. При этом используется следующая строительная техника и оборудование: экскаваторы, самосвалы, бульдозеры, скреперы, подвесные канатные дороги. По технологии добычи кварцевого песка открытым способом вначале происходит удаление верхних, скрывающих месторождение, слоев грунта. Затем прокладываются траншеи для подъезда транспортной техники.

Закрытый способ
Используется при разработке подводных месторождений кварцевого песка, в руслах рек и водоемов. При закрытом способе применяется гидромеханический метод добычи. В этом случае используются плавучие установки и земснаряды. На закрепленных плавучих платформах устанавливают мощный земляной насос. Разрыхленная при помощи механического разрыхлителя порода засасывается насосом в систему труб и выливается в отвалы, откуда попавшая вместе с песком вода, стекает обратно в реку. В дальнейшем, подсохший песок насыпается при помощи экскаваторов в кузова самосвалов и вывозится на место его дальнейшей переработки.

Кварцевый песок, полученный при разработке открытым и закрытым способом, содержит большое количество посторонних примесей , поэтому подвергается дополнительной обработке. Его промывают и освобождают от всевозможных загрязняющих веществ, затем просушивают до необходимого уровня влажности.

Особенность естественного кварцевого песка в округлой форме его песчинок, что послужило получению им названия – окатанный. Такой песок часто используют для детских площадок и различных спортивных манежей, так как он менее травмоопасен и отвечает санитарным нормам, предъявляемым к подобным сооружениям.

Производство искусственного кварцевого песка
Искусственный кварцевый песок получают из содержащих кварц горных пород, путем их дробления в специальных камнедробильных машинах. Процесс обработки включает в себя также промывание и дальнейшую просушку.

При дроблении кварца, его частицы получают неровную форму и имеют различные размеры. Чтобы получить дробленый песок, однородный по составу, производят его просеивание и распределение по фракциям.

Различают следующие фракции в зависимости от величины его песчинок:

• пылевидный – с размером частиц менее 0,1 мм;
• средней фракции – имеет диаметр от 0,1 до 0,4 мм;
• крупный песок – величина песчинок от 0,5 до 1 мм;
• кварцевая крошка – самая крупная фракция с размерами песчинок свыше 1 мм.

Искусственный дробленный кварцевый песок обладает более однородный и чистый состав, чем естественный , так как получается путем дробления цельной горной породы. Его не загрязняют посторонние примеси, неизбежные при добыче песка из почвы. Цена такого песка будет намного больше, чем стоимость естественного.

Неотъемлемая особенность дробленного кварцевого песка – его пористая структура , которая обусловлена технологией его производства. Такая особенность придает искусственному кварцевому песку способность собирать на свою поверхность большое количество грязи, что широко используется при производстве промышленных и бытовых фильтров.

Характеристики и свойства

Крупинки кварцевого песка могут иметь диаметр от 0,05 мм до 3 мм. В зависимости от содержащихся в их составе примесей, песок может быть различного цвета. Так, например, высокое содержание железа придает ему бурую окраску. Из кварца, имеющего в своем составе титан, получают розовый песок. Чистый, не имеющий примесей кварц, бесцветен, или же может иметь молочный оттенок. Песок, полученный из такой породы, чистого белого цвета.

Плотность кварцевого песка не менее 1400 г/см3
Использование по радиоактивности – 1 класс
Твердость по Моосу – 7
Дробимость – 0,3
Истираемость – 0,1

Химические и физические свойства

Кварц имеет кристаллическую структуру. Такое строение придает этому минералу и песку, получаемому из него, исключительную прочность и устойчивость к воздействию кислот и щелочей. Кварцевый песок является очень твердым и тугоплавким материалом, его химический состав обуславливает его пожаробезопасность и повышенную огнеупорность. Песок, получаемый из кварца, обладает инертностью по отношению к большинству химическим веществам и имеет свойства диэлектрика.

Требования, предъявляемые к промышленному кварцевому песку
По химическому составу, промышленный кварцевый песок должен иметь не менее 95 % доли содержания оксида кремния. Соотношение глинистых примесей не должно превышать 1 %. Наличие оксида железа – не более 1%. Содержание в просушенном песке влаги не должно быть больше 10%.
Особые требования предъявляются к песку стекольной марки. В зависимости от его химического состава производится разделение по маркам , имеющим следующие буквенные обозначения:

• ООВС – особо ответственная высокой светопрозрачности;
• ОВС – ответственная высокой светопрозрачности;
• ВС – высокой светопрозрачности;
• С – светопрозрачная;
• Б – бесцветная;
• ПБ – полубелая;
• ПС – пониженной светопрозрачности;
• Т – темно- зеленое стекло.

Кварцевый песок для силикатной промышленности имеет разделение по классам:

• класс А – содержание оксида кремния более 70%;
• класс Б – не меньше 60%;
• класс С – не меньше 50%.

Области применения кварцевого песка

Высокие физико-химические свойства кварцевого песка находят свое применение в самых разнообразных промышленных областях. При этом его использование в конкретной отрасли напрямую зависит от вида песка и его физических показателей.

Песок стекольной марки
Используется в стекольной промышленности, для производства стекловолокна, стеклянной тары, изоляционных материалов, фарфоровых и керамических изделий. Такой песок имеет фракцию от 0,1 до 0,4 мм. Содержание оксида железа в исходном сырье влияет на сортовую принадлежность получаемого в результате стекла. Для очистки песка от железосодержащих примесей применяется его магнитное обогащение. При этом сырье подвергается магнитной сепарации сухим или мокрым методом.

Формовочный песок
Применяется в металлургии при изготовлении форм для литья. Для литейного производства используются однородные по размеру частиц фракции. Коэффициент однородности формовочных песков должен иметь показатели от 72 до 80 %. Изделия, получаемые из такого рода песка, отличаются повышенной огнеупорностью и прочностью.

Песок фракционный
Находит свое применение в самых разнообразных областях промышленности.
Фракции с диаметром частиц менее 0,1 мм (пылевидная) используется в качестве наполнителя для высококачественных строительных смесей. Например, пылевидный кварц входит в состав наливных полов на эпоксидной или полиуретановой основе, декоративных штукатурок и в качестве тонирующего пигмента в отделочных материалах.

Кварцевый песок с размером песчинок от 0,2 до 0,8 мм применяется для абразивной обработки металлических, стеклянных и каменных поверхностей с применением пескоструйных машин. Металлические изделия при этом избавляются от посторонних загрязнений, ржавчины и окалины. Таким образом, можно удалить старую краску и подготовить изделие для повторной покраски. Стеклянные и каменные поверхности при помощи кварцевого песка шлифуются до необходимой степени гладкости.

Крупные фракции кварцевого песка (кварцевая крошка) используется в ландшафтном дизайне для устройства насыпных дорожек и тропинок.
В быту крупный кварцевый песок применяется для оформления декоративных элементов интерьера.

Фильтры для промышленной и бытовой очистки воды содержат смешанные фракции кварцевого песка, но не ниже средней. Такая разнородность обеспечивает лучшие сорбционные свойства наполнителя. Кварцевый песок используется также при очистке нефтепродуктов от посторонних примесей.

В качестве грунта для аквариумов и в детском творчестве большое распространение получил окрашенный кварцевый песок . Принцип окраски заключается в нанесении на поверхность кварцевых зерен краски на эпоксидной или полиуретановой основе. Такой песок устойчив к физическим и химическим воздействиям, не истирается и не выгорает.

Цветной кварцевый песок применяется при производстве мозаичной штукатурки и других отделочных материалов, придании строительным смесям желаемой окраски и для дорожной разметки асфальтового покрытия.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется при приготовлении заварного кофе.

В строительной отрасли кварцевый песок применяют для производства силикатных кирпичей и огнеупорных бетонов.

Используется кварцевый песок в дорожных работах, в качестве противоскользящего элемента дорожного покрытия.

В животноводстве крупные фракции кварцевого песка добавляются в корма для облегчения механического перетирания зернового корма в зобе птицы.

Диэлектрические свойства кварцевого песка используются в производстве элементов электрических предохранителей.

Применение кварцевого песка для фильтрации воды в бассейне

В настоящее время широкое распространение получили бассейны с системой очистки воды, использующей в качестве фильтрационного материала кварцевый песок.

Принцип действия фильтров с кварцевым песком
Фильтр для бассейна состоит из насоса и фильтрационного устройства, имеющего вид округлой емкости с объемом, позволяющим вместить в себя до 50 кг кварцевого песка. При помощи насоса вода подается в верхнюю часть фильтрационного устройства. Пройдя сквозь слой песка, вода очищается и сквозь выходное отверстие в нижней части фильтра выливается обратно в бассейн.

Какой песок пригоден для фильтра
В качестве наполнителя для фильтра используется дробленый кварцевый песок с фракцией частиц от 0,1 до 1 мм. При этом чистота воды напрямую зависит от величины песчинок. Чем мельче фракция, тем более мелкие частицы грязи она может задержать и тем лучше будет процесс очистки. На чистоту воды также будет влиять величина емкости для фильтра. Чем больше объем, тем больше кварцевого песка он вместит, и тем чище будет вода. Хороший фильтр способен улавливать частицы грязи, размером в 20-25 микрон.

Преимущества кварцевого песка в качестве фильтра для бассейна
Замена кварцевого песка происходит не чаще 1-2 раз в год, в зависимости от степени нагрузки. По сравнению с картриджным способом очистки, фильтр на кварцевом песке намного удобнее и экономичнее, так как не требует частой смены фильтрующего элемента.
Уход за фильтром, содержащим кварцевый песок, не потребует специальных знаний и не займет много времени.

Применение кварцевого песка в пескоструйных работах

Одна из основных областей применения кварцевого песка – использование его в качестве абразивного материала для механической очистки или шлифовки различного вида поверхностей и материалов при помощи пескоструйных машин.

Основной принцип действия пескоструйной машины
Принцип действия пескоструйных машин заключается в подаче на очищаемую или шлифуемую поверхность струи воздуха, содержащую частицы абразива. Удары песчинок сбивают выступающую за поверхность материала грязь и производят ее шлифовку до необходимого состояния.
Очень часто в качестве кинетической силы используется струя воды. Такая пескоструйная обработка применяется при необходимости получения обезжиренной поверхности, с минимальным содержанием пыли.

Какие поверхности можно подвергать пескоструйной обработке?
Для пескоструйной обработки кварцевым песком подходят металлические поверхности, каменные и стеклянные.
С металлических удаляется ржавчина, старая краска и другие виды загрязнений.
Строительные поверхности из камня, кирпича, бетона и железобетона очищаются при помощи пескоструйных машин перед проведением заключительных строительных работ.
Полировка стеклянных поверхностей производится самыми мелкими фракциями кварцевого песка до необходимого состояния.

Какой песок подходит для пескоструйных работ?
Для пескоструйных машин используется песок самых разных фракций. Диаметр абразива зависит от вида пескоструйных работ и обрабатываемой поверхности. Для грубой очистки старых и глубоких загрязнений и ржавчины берется песок крупной фракции, диаметр его может достигать до 5 мм. Средняя и мелкая фракции применяются на заключительном этапе очистки и шлифовки.

Требования, предъявляемые к кварцевому песку
Существуют общепринятые требования, предъявляемые к качеству кварцевого песка для пескоструя. Так, например, влажность песка при сухом способе очистки не должна превышать 0,1 %. Увеличение общего объема влаги приведет к прилипанию песчинок к стенке сопла и снизит скорость их вылета, и, соответственно, силу удара.

Удельная плотность определяется массой и скоростью вылета кварцевой частицы. При этом увеличение массы ведет к большей скорости и мощности удара песчинки об обрабатываемую поверхность.

Еще один важный показатель – ударная вязкость абразивного материала. Зависит от состава кварцевого песка и наличия в нем посторонних примесей. От величины ударной вязкости зависит прочность частиц, подаваемых на очищаемую поверхность и качество выполненных работ.