Кварцевый песок свойства и применение. Для чего нужен кварцевый песок? Способы классификации кварцевого песка

Сегодня кварцевый песок применяется в различных областях деятельности человека: строительстве, промышленности и иных областях. Материал справедливо считается одним из самых однородных и чистых по своей природе.

Имеет прочные гранулы, которые отлично справляются с природным, механическим и химическим разрушительным воздействием. В его составе важную роль играет кремнезем, на который приходится 99% вещества. В неочищенном виде в материале присутствуют оксиды марганца, железа, а также глина, полевой шпат и даже немного драгоценных металлов. Благодаря им крупицы получают красновато-бурый и желтоватый тон. После очищения кварцевый песок становится белым или же может иметь молочный оттенок.

Основными достоинствами кварцевого песка считаются:

• однородная структура;
• материал экологически чистый, не оказывает негативного влияния на здоровье людей;
• округлая форма;
• возможность окрашивания в любой цвет;
• превосходные сорбционные характеристики;
• высокий уровень пористости и грязеемкости;
• высокая прочность, стойкость к истиранию;
• химическая инертность;
• не выгорает от действия прямых солнечных лучей.

Кварцевый песок применяется в следующих сферах:

• производство бетона или кладочного раствора для строительных работ;
• при изготовлении полимерных напольных покрытий;
• формирование дорожного настила, придает противоскользящий эффект;
• изготовление искусственных мраморных камней с помощью вибролитья;
• проведение ландшафтных работ;
• изготовление декоративной штукатурки;
• в качестве украшающего элемента активно используют в зоологии, аквариумистике и садоводстве;
• нашел применение в детском и «хэндмэйд» творчестве.

Кварцевый песок обладает превосходными сорбционными характеристиками, поэтому он широко используется для изготовления водных фильтров и фильтрующих, а также дренажных систем. Для этого лучше всего подходит материал мелкой фракции. Благодаря отличной пористости и высокой плотности он в состоянии повысить качество воды и очистить жидкость значительного объема.

Материал используется при изготовлении цемента, бетона, асфальта и штукатурок. Это объясняется высокими характеристиками однородности и прочности. При проведении пескоструйных работ он служит насыпным веществом.

Чем выше плотность песка, тем выше его гигиенические свойства, поскольку он является очищенным от посторонних включений. Такой материал станет оптимальным при жилищном ремонте. Также его применяют при производстве стекловолокна, фарфора, фаянса, ЛКМ, стекла и других материалов.

Разновидности песка в зависимости от его добычи

Наиболее чистым является речной кварцевый песок. Поскольку он отличается максимально высокими эксплуатационными характеристиками, стоимость этого материала самая высокая. В морском песке имеются алевритовые и глиняные включения, поэтому он не настолько популярен, как речной материал.

Также кварцевый песок может добываться из оврагов. Особенностью такого материала является наличие острых углов и шероховатой поверхности. В его составе могут встречаться кусочки грунта и ила. Овражный песок используется при изготовлении штукатурных растворов и бетона. Аналогичную форму имеет и горный материал.

В строительстве чаще всего используется погребной песок. Он находится под слоем глины и грунта, добывается в специальных карьерах. Материал отличается шершавой поверхностью, он имеет особую угловатую острую форму.

Как видно, кварцевый песок применяется в самых различных областях. Он представлен различными видами в зависимости от плотности, размера фракции, формы, происхождения и других параметров. Познакомившись с особенностями каждого из них, можно подобрать наиболее подходящий песок для конкретных целей и задач.

Похожие статьи

Обзор цветных кладочных смесей на Российском рынке

Одним из современных материалов, спрос на которые постоянно растет, являются цветные кладочные смеси. Интерес к ним в первую очередь вызван широким ассортиментом керамического облицовочного кирпича.

Клеи для стеновых и напольных материалов

Сегодня значительную долю рынка отделочных и строительных материалов занимает керамическая плитка, керамогранит и клинкер. А также различные сопутствующие материалы: клеевые, кладочные и затирочные смеси, без которых использование этих основных материалов невозможно.

Теплый раствор для кладки кирпича в зимних условиях

Теплый раствор для керамических блоков позволяет сократить потери тепла до минимума. Стена фактически становится однородной, делая возводимое здание энергоэффективным.

Внутренняя и внешняя отделка стен штукатуркой

Внешняя и внутренняя отделка стен являются обязательной частью любого ремонта. Используется для этого штукатурка для внутренней отделки, если работы ведутся в помещении. В том случае, если необходимо выравнивание внешних стен применяется фасадная штукатурка. Разница этих материалов заключается в морозостойкости и влагостойкости.

Сухие смеси Baumit для выравнивания стен

Довольно часто внутренняя декоративная отделка стен выполняется с помощью штукатурных составов. В ассортименте компании Baumit широкий выбор декоративных штукатурок на основе цементно-известкового состава, акриловых полимеров, силикона и силиката.

Цветные растворы для затирки

Сегодня не удивить домом из синего или коричневого кирпича, но эффект от использования подобного материала будет не настолько мощным, если использовать классический раствор для кладки кирпича на основе цемента. Цветные кладочные растворы и смеси для затирки швов позволят придать фасаду необходимую элегантность.

Теплый раствор для кладки

Теплые кладочные растворы имеют теплопроводность значительно ниже, чем у обычных растворов. Их применение поможет сделать дом действительно энергоэффективным, комфортным и уютным.

Виды промышленных полов

Современные промышленные полы изготавливаются из различных материалов, каждый из которых имеет свои особенности. Поэтому перед приобретением состава необходимо сначала определиться со своими целями, только после этого делать окончательный выбор.

Кварцевый песок представляет собой материал, который имеет природное происхождение и отличается такими характеристиками, как химическая инертность, устойчивость к разрушению, прочность, а также возможность сорбирования. Чаще всего его используют при фильтрации нефтепродуктов и воды, для производства отделочных и строительных материалов, а также при создании бассейнов. Теперь обо всём подробнее.

Фильтрующая способность

Кварцевый песок для фильтров используется гораздо чаще, чем любой другой природный материал. Дело в том, что его пористость по сравнению с обычным дроблёным песком является намного большей. Это, в свою очередь, обеспечивает ему высшую грязеемкость и сорбционную способность, благодаря чему из воды выводятся даже такие элементы, как марганец и растворённое железо. По этой же причине кварцевый песок для бассейна, искусственного пруда или озера, а точнее, для их системы фильтрации, применяют практически всегда. Рекомендованные фракции в этих случаях находятся в пределах от 0,4 до 6,0 миллиметров.

Использование в строительстве

Широкое применение кварцевый песок имеет в строительной сфере, в частности, при создании полиуретановых и эпоксидных полов. В данном случае он должен иметь крупнозернистую фракцию. Использование этого материала при изготовлении штукатурки и обусловлено его высокой химической устойчивостью, механической устойчивостью к дроблению и стиранию, а также цветовой стабильностью. Мелкие фракции хорошо подходят для проведения пескоструйных работ при бетона и металла. Материал применяется также и при производстве искусственного камня.

Прочие сферы

Всем вышеперечисленным использование кварцевого песка не ограничивается. Он зачастую применяется при строительстве тепличных систем дренажа, бурении водных скважин, в качестве подкормки для домашней птицы, а также в виде наполнителя для электрических изоляторов и В последнее время эту можно встретить в аквариумном и ландшафтном дизайне.

Производство

Будучи довольно распространённым природным материалом, кварцевый песок прямо из карьера в фильтры, строительные материалы либо прочие сферы применения напрямую не попадает. Это можно в первую очередь объяснить тем нюансом, что для решения определённых задач необходимо подбирать подходящую фракцию. Помимо этого, в песке обычно имеется большое количество разнообразных примесей, в связи с чем материал нуждается в предварительной обработке, которая представляет собой довольно сложный процесс.

Особенности применения

Появлению готового к использованию кварцевого песка предшествует сразу несколько операций, среди которых очистка сырья от примесей, сушка, фракционирование, дозировка и фасовка. При этом ни в коем случае нельзя недооценивать важность фракции для этого материала, ведь в отдельных отраслях промышленности (к примеру, при производстве стекла) она играет ключевую роль. Еще одним важным критерием, которым характеризуется кварцевый песок, является отсутствие у него химической реакции. Это касается, прежде всего, строительства, ведь после затвердевания цементных растворов или бетона могут наступить нежелательные последствия.

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:

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.

Кварцевый песок характеризуется высокой степенью чистоты : он практически не содержит примесей. От других видов песка этот материал отличается такими признаками, как: однородность структуры, высокая межзерновая пористость, мономинеральность, грязеемкость (способность задерживать осадок), а также высокая устойчивость к различным погодным условиям, механическим и химическим воздействиям.

Благодаря сорбционной способности кварцевый песок может удалять из воды растворённые в ней марганец, железо и другие примеси, а потому этот материал нашел применение в системах фильтрации.

Кварцевый песок используется в ландшафтном дизайне , при изготовлении керамических и фарфоровых изделий: плитки, посуды и т.д. Наиболее часто этот материал применяется в строительной промышленности: он входит в состав многих декоративно-отделочных материалов и строительных смесей (фасадных, интерьерных штукатурок, бетона и т.д.). Кварцевый песок также используют как наполнитель при формировании различных покрытий.