Кварцевый песок

Содержание:

Добыча и производство кварцевого песка
Виды и классификация
Марки кварцевого песка
Свойства и характеристики песка
Достоинства и недостатки
Применение кварцевого песка
Химический состав песка
Ответы эксперта

Кварцевый песок — мелкодисперсный сыпучий материал, получаемый в результате естественного разрушения или дробления кварца. Представляет собой крупинки белого, серого или светло-коричневого цвета диаметром до 5 мм.

Это один из наиболее распространенных видов песка, широко используется в строительстве, производстве стекла, керамики, а также в промышленности для различных технологических целей.

Добыча и производство кварцевого песка

Способ добычи кварцевого песка зависит от типа залежей. Материал добывается открытым или закрытым способом.

Открытый способ. Применяют для разработки подземных месторождений. Сначала с помощью бульдозеров и скреперов удаляются верхние слои грунта, под которыми расположены месторождения кварцевого песка. В открытом карьере он экскаваторами грузится на самосвалы и вывозится потребителю. Такой песок может быть неоднородным по химическому составу, содержать большое количество примесей. Благодаря низкой себестоимости и хорошим эксплуатационным качествам карьерный песок востребован в гражданском и дорожном строительстве.

Карьерный песок.

Закрытый способ. Используют при добыче с подводных месторождений: речного или морского дна, искусственных водоемов. Разработка ведется гидромеханическим методом, при помощи земснарядов, гидравлических установок, мощных насосов. Если требуется песок для производственных целей, он дополнительно сортируется по фракциям, просушивается до необходимого уровня влажности. Стоимость морского и речного песка значительно выше карьерного, так как гидромеханический способ добычи более затратный.

Речной и морской песок значительно чище карьерного, имеет округлую гладкую форму, отличается минимальным количеством примесей.

Добыча морского песка.

Виды и классификация

В зависимости от происхождения, кварцевый песок бывает природным и искусственным.

Природный, образованный в результате естественных процессов, бывает трех видов:

карьерный;
речной;
морской.

Искусственный песок получают путем дробления кварцевых горных пород посредством взрывных работ. После многократного измельчения его просеивают по размерам фракций.

Классифицируют кварцевый песок по следующим параметрам:

Величина зерен

Для разделения песка на фракции его пропускают через сита с различными диаметрами отверстий.

Фракции:

пылевидный — до 0,1 мм;
мелкозернистый — от 0,1 до 0,25 мм;
среднезернистый — от 0,25 до 0,5 мм;
крупнозернистый — от 0,5 до 3 мм.

Пылевидный и мелкий песок используют для приготовления сухих строительных смесей, красок, шпатлевки.

Средний — идет на изготовление раствора и бетона, устройство стяжек и наливных полов, для фильтровальных целей и пескоструйных работ.

Крупный — используют в дорожном строительстве, производстве тротуарной плитки, ландшафтном дизайне, системах водоподготовки.

Вне зависимости от фракции, кварцевый песок используют в стекольной, химической, литейной промышленности.

По способу обработки

По типу обработки кварцевый песок бывает следующих видов:

Фракционный. Материал, получаемый из кварцевых горных пород путем измельчения и просеивания по фракциям (мелкие, средние, крупные). Размер фракции подбирается в зависимости от конкретных потребностей. Фракционный отличается повышенным содержанием кварца, однородностью, устойчивостью к механическим воздействиям.

Обогащённый кварцевый песок. Специально обработанный материал, полученный путем очистки и обогащения. Обогащают его двумя способами: электромагнитной сепарацией, путем воздействия магнитным полем; гравитационным, посредством обработки в винтовых сепараторах. Обогащение позволяет повысить содержание основного минерала в составе. Обогащенный кварцевый песок используется в качестве сырья для производства окон, бутылок, фарфора, фаянса, красок.

Прокаленный. Материал подвергается обработке высокой температурой, позволяющей повысить прочность, жесткость, устойчивость к термическим воздействиям. Прокаленный песок широко используется при производстве сухих строительных смесей, для пескоструйной обработки поверхностей, торкретирования.

Прокаленный песок соответствует нормам качества, полностью безопасен, рекомендован для обустройства детских площадок и песочниц.

Чистый прокаленный песок.

Мытый. Проходит специальную обработку, чтобы избавить его от загрязнений и примесей. Он приобретает характеристики, делающие его идеальным для использования в строительстве, производстве стекла, керамики, абразивов и других сферах.

Дроблёный. Отличается твердостью, износостойкостью, межзерновой пористостью, низким содержанием глинистых примесей. Песчинки имеют неровные края с острыми гранями. Эти свойства позволяют такие пески эффективно использовать для пескоструйной обработки поверхностей, фильтрования воды в процессе водоподготовки, в качестве наполнителей кладочных растворов.

Дробленая кварцевая крошка.

Окатанный. Материал имеет округлые формы и гладкую текстуру. Образуется в результате длительного воздействия воды и ветра на кварцитовые горные породы. Окатанный песок отличается высокой чистотой, что делает его подходящим для использования в различных отраслях промышленности, при производстве стекла, керамики, в металлургии, в фильтрационных системах для очистки воды. Материал применяется в сельском хозяйстве для улучшения почвы, создания декоративных элементов в садовом дизайне, покрытия пляжей, садовых дорожек.

Окатанный песок.

Цветной. Искусственно окрашенный песок производится путем покрытия минерала специальными составами на основе смол. Он часто используется в ландшафтном дизайне, строительстве и декоре. Применяется для устройства декоративных штукатурок, полимерных полов, дорожных и спортивных покрытий, детского творчества. Цветной кварцевый песок доступен в различных оттенках, от натуральных песочных до ярких, насыщенных тонов.

Песок цветной.

Жильный. Получается путем дробления кварцевых жил. Материал на 100% состоит из минерала, не содержит побочных примесей. Широко используется при производстве стекла, силикатного кирпича, керамической плитки.

По содержанию в составе кремния

Кварцевый песок, используемый в стекольной промышленности, классифицируется в зависимости от содержания в составе диоксида кремния:

Группа К1 — не менее 99%;
Группа К2 — 98%;
Группа К3 — 97%;
Группа К4 — 95%;
Группа К5 — 93%.

Требования по составу зависят от используемых технологий и области применения.

Например, содержание диоксида кремния в песке, используемом для производства стекла, должно варьироваться от 93 до 99%. При изготовлении силикатных кирпичей чистого кремния может быть от 50 до 70%.

Марки кварцевого песка

В зависимости от химического состава, кварцевый песок может относиться к одной из марок:

ООВС-010-В — высшая марка обогащенного кварцевого песка. Применяется для производства тончайшего оптического стекла, свинцового хрусталя, а также стекла, хорошо пропускающего ультрафиолет.
ООВС-015-1 — первый сорт обогащенного кварца. Используется для создания хрусталя, выдувных цветных и бесцветных художественных изделий, увиолевого стекла;
ОВС-020-В — высший сорт обогащенного либо необогащенного кварца. Идет на создание светотехнического стекла, катализаторов, прессованных изделий;
ОВС-025-1 — обогащенный материал первого сорта. Применяется для производства стеклянных деталей для электронной техники;
ВС-0З0-В — высший сорт обогащенного или необогащенного песка. Из него создают витрины, медицинское, автомобильное, техническое, лабораторное и парфюмерное стекло, стеклянные блоки, обесцвеченное стекло для бутылок и консервной тары, сортовую посуду;
ВС-040-1, ВС-050-1, С-070-1 — обогащенный или необогащенный кварцевый песок первого сорта. Из него производят витринное и техническое стекло, прокат, стеклоблоки;
ВС-050-2, С-070-2, Б-100-2 — кварцевый песок второго сорта. Используют для изготовления витринного, автомобильного, технического стекла, проката, изоляторов, стеклоблоков, полубелого стекла для производства бутылок и консервной тары;
ПБ-150-1 — обогащенный, необогащенный либо усредненный первосортный песок, предназначенный для производства полубелого стекла, пеностекла, труб, изоляторов;
ПС-250 — состав с низким показателем светопропускания. Идет на производство стекловолокна, пеностекла, изоляторов, труб;
Т — необогащенный кварцевый песок, идущий на создание темно-зеленого бутылочного стекла.

Каждая маркировка кроме буквенного шифра имеет информацию о фракции, принадлежности к категории, прочие сведения.

Свойства и характеристики

Технические характеристики зависят от происхождения, обработки, наличия примесей.

Материал относится к диэлектрикам. Не боится перепадов температур. Особая кристаллическая структура определяет его прочность, твердость, тугоплавкость.

К основным свойствам кварцевого песка относятся:

Химический состав. Содержание кремнезема (SiO2) обычно составляет более 95%. Кроме того, в состав могут входить глина, алюминий, железо, кальций и другие примеси;
Зернистость. Размер зерен — от 0,1 мм до 3 мм;
Насыпная плотность составляет 1500 кг/м3, истинная плотность — не менее 2700 кг/м3;
Теплопроводность — 0,32 Вт/ (м°C);
Химическая стабильность. Песок является инертным веществом, не вступающим в реакцию с большинством химических элементов;
Устойчивость к высоким температурам. Температура плавления составляет 1100-1700°С;
Удельный вес. Зависит от размера фракций и насыпной плотности. Вес уплотненного песка составляет 1700 кг/м3, рыхлого — 1600 кг/м3.

Материал отличается низкой теплопроводностью, не деформируется при высоких температурах, что позволяет использовать его в производстве огнеупорных изделий и литьевых форм.

Способность кварца впитывать в себя различные токсины позволяет использовать его в качестве сорбента в фильтровальных системах. Фильтры с кварцевым песком используются для очистки воды в бассейнах, аквариумах, гидротехнических сооружениях.

Качество и свойство кварцевого песка регламентируются ГОСТ 22551-77.

Таблица 1. Отличия кварцевого песка от обычного карьерного и речного.

Виды	Кварцевый песок	Карьерный	Речной
Состав	однородный	много примесей	наличие примесей
Способ добычи	дробление гранитных пород	естественный, открытый	со дна рек
Формат частиц	кристаллы остроугольных форм	округлый, гладкий	округлый, гладкий
Применение	промышленность, строительство	строительные смеси, дорожное строительство	строительные смеси, ландшафтный дизайн
Стоимость	высокая	низкая	низкая
Цвет	белый, светло-бежевый	от желтого до коричневого	оттенки желтого

Отличия кварцевого песка от обычного.

Достоинства и недостатки

Кварцевый песок используется на производстве, в строительстве и быту.

К его достоинствам относится:

экологическая безопасность. Природный материал не наносит вред окружающей среде;
широкая область применения. Он используется в строительстве, производстве стекла, керамики, фильтрации воды и многих других отраслях;
высокая механическая прочность и стойкость к истиранию делает его идеальным материалом для производства бетона, стекла и керамики;
химическая инертность. Песок не вступает в реакцию с другими веществами;
высокий уровень прозрачности позволяет использовать его при производстве оптических изделий, таких как приборы ночного видения, линзы.

Кварцевый песок, используемый в фильтровальных системах, способен очистить воду от механических частиц, понизить содержание железа, сульфатов, хлоридов и других примесей.

Недостатки:

высокие затраты на добычу и обработку;
вредная пыль, образуемая при производстве и использовании кварцевого песка;
истощение природных ресурсов.

Производство кварцевого песка требует значительных затрат, что может повлиять на стоимость продукции, в которой он используется.

Применение кварцевого песка

Свойства определяют ценность материала в качестве промышленного сырья в различных производственных отраслях, включая:

строительство — изготовление бетонов и растворов, кирпича и строительных блоков, железобетонных изделий и керамической плитки;
стекольная промышленность — производство стекла, банок, бутылок, флаконов, оптоволокна, стеклоблоков;
водоподготовка — фильтры для очистки воды и обработки сточных вод;
сельское хозяйство — улучшение структуры почвы, приготовление почвосмесей.

Благодаря высокой прочности и устойчивости к истиранию кварцевый песок широко используется в составе современных автодорожных покрытий.

Материал применяется для отсыпки пляжей, игровых и спортивных площадок, укладки тротуарной плитки, устройства песочниц и садовых дорожек.

Садовые дорожки.

Химический состав

К используемому в промышленном производстве кварцевому песку предъявляются жесткие требования в отношении процентного содержания кремнезема и сопутствующих примесей.

Согласно ГОСТ 22551–2019, материал должен содержать:

диоксида кремния (SiO2) — не менее 95 %;
глины — не более 1%;
железа — до 1%.

Могут присутствовать следы других минералов, таких как алюминий, кальций, магний.

Чистый кварц белого цвета или бесцветный, но из-за примесей песок может быть от желтого цвета до темно-серого или коричневого.

При этом его влажность должна быть в пределах 10%.

Ответы эксперта

Зачем сушат кварцевый песок?

Его сушат для удаления из него излишней влаги, которая может повлиять на его качество и свойства при использовании. Песок, используемый для пескоструйной обработки, должен иметь влажность не более 0,5%, при производстве стекла уровень влажности должен составлять не более 7%.

Для сушки используют специальные печи, температура в которых достигает 800°С. Материал, используемый для водоподготовки, проходит дополнительное прокаливание.

Прокаленный сухой песок хранится в закрытых складах, в специальных водопроницаемых упаковках.

Какая фракция подходит для фильтров в бассейн?

В фильтрах домашних или общественных бассейнов используется окатанный или дробленый песок фракции 0,5-1 мм. В нем не должно быть посторонних примесей и камней.

Какой песок нужно выбирать для пескоструйного оборудования?

Для пескоструйной обработки лучше использовать дробленый кварцевый песок размером гранул от 0,2 до 0,8 мм, обладающий необходимой твердостью и прочностью.

Он должен быть чистым, без примесей и пыли, что позволит сохранить работоспособность оборудования и обеспечить качество работ.

Где можно использовать окрашенный песок?

Окрашенный песок используется в художественных и декоративных целях: