Каких только чудес не приготовлено на Земле для человека! Вот, например, удивительное зрелище - песок белый. Издалека и не поймешь сразу: то ли это сугробы посреди лета, то ли горы а может быть, поваренной соли или другого химиката? И только приблизившись, взяв на ладонь и просыпая сквозь пальцы, понимаешь, что это белый песок, фото которого приводится в данной статье. И состоит он из кварца - распространенного на Земле минерала. Кварц входит в минеральный состав олигомиктовых и полимиктовых песков, слагающих барханы пустынь, дюны морских побережий, отмели водных объектов.

Природный песок белый

Месторождения встречаются в долинах рек. Песок белый речной наиболее чистый, обычно он не содержит загрязняющих веществ, так же как и горный кварцевый песок, выветрелых жильных обнажений. Вполне вероятно встретить в залежах природного кварцевого песка самородки драгоценных металлов или их минералы. Бывает песок белый погребенным под толщами других осадочных пород и добываемый карьерным способом. В нем обычно содержатся загрязняющие вещества в виде примеси глин, супесей, суглинков, полимиктовых песков, которые встречаются в толще кварцевых песков в виде прослоек и линз.

Творение природы и рук человеческих

Белый песок, состоящий на 90-95% из кварца, встречается не так часто и очень ценится в качестве сырья для многих Недостаток природного песка можно восполнить - получить искусственный кварцевый песок, применяя дробильно-сортировочное оборудование. Для производства песка используют монолитные блоки молочно-белого кварца, дробя которые и просеивая разрушенную породу, получают песок с определенными и нужными размерами (фракциями) частиц. От природного песка искусственный отличается исключительной мономинеральностью, остроугольностью песчинок.

Где применяется кварцевый песок

Песок белый используется для производства стекла. К нему предъявляются такие требования: на 95% он состоит из кварца, должен быть среднезернистым (диаметр песчинок 0,25-0,5 мм), без примеси веществ, труднорастворимых в стекольной массе, без вредных примесей минералов, содержащих железо, хрома, титана (они окрашивают стекло и увеличивают его светопоглощение). Хорошим стекольным песком считается тот, который на 98,5% состоит из кварца и включает окись железа не более 0,1%.

Нужно для изготовления химической посуды, в приборостроении - оно выдерживает значительные перепады температур. Для форм и стержней в литейном производстве из черных и цветных металлов применяют также кварцевый песок, называемый в металлургии формовочным. Качество этого песка определяют его и форма частиц, влияющих на газопроницаемость, и количество примесей, снижающих огнеупорность песков. Необходимо, чтобы в песках не было минералов с большим содержанием серы и фосфора, которые вредны для металлического литья. Применяют кварцевый песок для производства и "наждачки" - для этого песок плавят с графитом и получают карборунд, уступающий по твердости только алмазу. Исключительную грязеемкость (сорбционную способность) кварцевого песка используют в фильтрах для очистки воды от окисей железа и марганца. Применяют этот песок в строительстве для оштукатуривания поверхностей и для производства отделочных панелей, Используют в ландшафтном дизайне. И даже кофе, подогретый в мармите, наполненном белым кварцевым песком, восхитит ароматным вкусом.

Называется так этот песок не зря, частицы кварца бывают различной величины, и применение фракциям определенного размера находят соответствующее. Немалую роль играет и форма. По большей части песок кварцевый фракционированный делят на две группы – строительный и формовочный, однако используют гораздо шире. Из него делают оконные стекла, бутылки и медицинскую, а также химическую тару, плотность кварцевого песка делает его пригодным для получения высококачественных фильтров.

Кварцевый песок, полученный из моря, имеет обкатанную округлую форму, также как и речной, а с карьерной и овражной выработок получают фракции угловатой формы.

Для тех, кому нужно перевозить этот материал на дальнее расстояние, большой интерес представляет удельный вес кварцевого песка. Он соответствует 2,7 г/см 3 , при достаточной рыхлости кубический метр песка будет весить 1500 килограммов. Впрочем, по большей части продается песок кварцевый в мешках, расфасованный по 25 и 50 килограммов. Что немаловажно, в мешки материал засыпается фракционированный, то есть отдельные частицы имеют размеры в пределах определенной допустимой величины.

Кварцевый песок: применение в строительстве и не только

Мелкий кварцевый песок плотность имеет немалую, но то, как вы сможете использовать его, напрямую зависит не только от величины, но и от формы отдельных фракций. К примеру, если вы хотите использовать для пескоструйных работ кварцевый песок, применение для этой цели материала, добытого из моря или реки, совершенно неэффективно из-за его округлости. Зато для отделки из такого песка при средних и крупных размерах фракций (от 0,63 до 2 миллиметров) можно получить отличные смеси, например, декоративную штукатурку.

Самым качественным по праву считается песок белый кварцевый, не имеющий никаких примесей. Такой материал не требует обогащения и дополнительной химической обработки. Белый песок используют не только в строительстве, когда, к примеру, нужно получить наливные полы высокой прочности, но и в ландшафтном дизайне . Прямой его противоположностью является кварцевый песок формовочный, качество которого оставляет желать лучшего. По большей части отличающийся мелкой зернистостью, формовочный материал применяют для обратной засыпки траншей в строительстве, а также для изготовления литейных форм.

Где необходим песок сухой кварцевый?

Чтобы использоваться в различных сферах, как строительных, так и производственных, кварцевый песок должен быть тщательно высушен. Именно в процессе сушки материал очищается от различных примесей, в том числе и от глинистых, а также от пыли. Но, помимо прочего, вышеозначенный процесс необходим и для другой цели. Песок сухой кварцевый проще поддается фракционированию, после которого расфасовывается по мешкам или биг-бэгам, рассчитанным на одну тонну содержимого.

Сухой песок незаменим для посыпания дорожек, как садовых, без которых не обойдется ни один ландшафт загородного участка, так и спортивных, наряду с парковыми в городе . Также кварцевый песок, особенно цветной, необходим для разметки дорог, в частности – для пешеходных переходов и островков безопасности. Им присыпают мягкую черепицу как с внешней, для повышения долговечности, так и с тыльной стороны, что необходимо для успешной перевозки, чтобы листы не слипались между собой.

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.

Кварцевый песок является незаменимым материалом в строительной и промышленной отрасли. Именно кварцевая порода считается наиболее чистой и высокооднородной.

Классификация материала

Песок кварцевой породы классифицируют по следующим группам:

1. Место нахождения: речной, морской, овражный, горный, погребной.
2. Способ добычи: природный, искусственный.
3. Размер зерна: мелкое (фракция 0,5-0,25 мм), среднее (фракция 0,25-0,5 мм), крупное (0,5-3 мм и выше).
4. Форма фракции: округлая, полуокруглая, остроугольная.

Классификация по месту добычи

Речной песок — не содержит примесей, по этой причине – самый дорогой.

Морской песок содержит глиняную примесь и алевритовые частицы, мелкофракционный.

Порода овражного происхождения отличается остроугольной формой и шероховатой поверхностью. С высоким содержанием примеси ила и земли. Используется для производства штукатурных смесей и бетона.

Горная порода имеет схожие характеристики с овражным песком.

Почвенный песок , он же погребной, имеет ряд качеств, незаменимых при строительстве. Имеет остроугольную форму и шероховатую поверхность. Пласты залегают под слоем грунта и глины.

Классификация по способу добычи

Природный песок добывают из кварцевой породы, подверженной влиянию природных факторов. Свое название получил благодаря форме зерен.

Искусственный песок получают при разрушении кварцевой жилы взрывной волной. Существенным отличием искусственного материала от природного является его минеральный состав.

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.

Физикомеханические свойства окрашенного песка

• высокая износоустойчивость;
• не меняет цвет после окрашивания при постоянном попадании прямых солнечных лучей.

Сферы применения окрашенного кварцевого песка

• производство литьевого мрамора;
• производство полимерного напольного покрытия;
• изготовления смесей для декоративной штукатурки;
• производство дорожного покрытия с повышенным коэффициентом трения;
• ландшафтный дизайн;
• украшение аквариумов, террариумов и прочих элементов декора.

Качественные показатели

Основной чертой данного минерала является устойчивость материала к химикомеханическому воздействию. Неочищенный песок имеет желтый и красно-бурый оттенок. Прошедший очистку минерал имеет белый цвет с молочным оттенком.

Процесс добычи и обработки песка

Добыча минерала проводится на речном дне и дне обводненных каналов путем механической выемки или при разработке карьеров.

После добычи песка, проводится его очищение от примесей и обогащение. После очищения порода поддается температурному воздействию 800°С.

Применение кварцевого песка

• В строительных работах кварцевый песок используют как основу для приготовления бетона и штукатурных смесей. Его применяют в качестве декоративного материала при облицовке поверхностей или устройстве ландшафта и зон отдыха.
• В производстве кварцевый песок является незаменимым компонентом при изготовлении фарфора, фаянса, стекла, эмали, лакокрасочных материалов.
• Физико-механические свойства материала делают его незаменимым элементом систем фильтрации воды.
• В промышленности песчаную породу используют для литья металлопроката, выплавки стали и огнеупорных изделий.
• В процессе монтажа и устройства электросетей минерал служит дугогасящим элементом.
• Кроме всего прочего, песок широко применяется при устройстве дорожного покрытия, вертолетных и спортивных площадок.