Кварцевый песок – описание и характеристики

Что такое кварцевый песок, где он применяется и в чем его отличие от
речного песка, кратко описываем в этом материале. Насыпной нерудный
материал высокой чистоты и значительной промышленной ценности
представляет собой диоксид кремния с химической формулой SiO 2 и
применяется в ограниченном спектре отраслей. В чистом виде кварцевый песок стоит достаточно дорого для массового спроса, но для решения ряда промышленных задач не имеет альтернатив. Требования и особенности описаны в ГОСТ 22551-77.

Кварцевый песок условно разделяют на природный и искусственный — первый образуется в результате геологической эрозии гранита, второй возникает в процессе добычи камня и получения щебня. Существует вариант обогащенного материала — в него добавляют некоторое количество щебневого отсева, возникшего после классификации зерна по фракциям. Таким образом можно довести крупность зерна до 3 мм, а в природе такой размер песчинки встречается нечасто.

Первичное отложение обычно находится в слое ранее разрушенного гранита под почвой и другими грунтами. Вторичные отложения находят в руслах рек, куда песок сносится водой и постепенно оседает по мере снижения скорости течения.
По месту добычи и связанным с ним условиям:

• горный — с шероховатыми песчинками, имеющими острые грани;
• речной — обычно хорошо промытый течением и обкатанный до округлости;
• морской из донных отложений обычно имеет посторонние включения в виде глины и мелких обломков минерального и органического происхождения;
• овражный — не округлый, похож на горный, но загрязнен илом и прочей органикой;
• почвенный кварцевый песок схож с овражным, бывает загрязнен глиной и илом, по форме шероховатый и умеренно остроугольный.

При добыче в карьерах, где применяется взрывной метод, песок получается остроугольным, с пылью и вкраплениями относительно крупных обломков.

По составу кварцевый песок на 92 - 95 % кремний, связанный с кислородом до состояния диоксида. Это наиболее дорогой материал, востребованный в промышленности. При обогащении и нормальной очистке обычно получают песок с содержанием кремния примерно в 60 - 70 %, что вполне применимо в строительстве и для дренажных работ.

По требованиям ГОСТ присутствие примесей допускается в пределах 1 - 3 %, в промышленности уделяется внимание качественной промывке, поэтому более всего ценится материал речного происхождения. При подъеме пласта драгами и земснарядами происходит его промывка.

Свойства кварцевого песка оказывают влияние на его применение, поэтому они отражены в ГОСТ с определенными допусками. Важнейшей особенностью материала считается его инертность — песок кварцевого происхождения не вступает в реакции.

Прочие характеристики:

• истинная плотность (рассчитывается для одного условного зерна) составляет 2700 кг на кубометр, при пересчете в насыпную плотность это дает 1500 кг на кубометр;
• теплопроводность с коэффициентом 0,32 сравнима с эффективностью большинства нормальных минеральных утеплителей;
• материал плавится в диапазоне температур от 1050 до 1500 градусов в зависимости от содержания кремния;
• важная для промышленности характеристика — цвет кварцевого песка высокого качества либо отсутствует, либо материал полупрозрачный, светлый.

Область применения кварцевого песка определяется этим набором качеств — для получения стекла и стеклокерамики, создания строительных и отделочных смесей материал считается максимально ценным. В металлургии его применяют для засыпки литьевых форм, когда важно получить отливку с минимальными загрязнениями глиной и органикой.

По крупности и фракциям кварцевый песок принято классифицировать как:

• мелкий пылевидный с зерном не более 0,1 мм и мелкий от 0,1 до 0,25 мм;
• средний с крупностью 0,25 - 0,5 мм;
• крупный с зерном 1 - 2 и 3 мм.

Применение кварцевого песка определяется его отличиями от речного:

• зерно чаще всего мелкое и неровное, с острыми гранями и шероховатостью;
• цвет от светлого до прозрачного, при этом материал легко окрашивается в зависимости от условий на месторождении и при добавлении красителей;
• округлость даже в речных и морских отложениях ограниченная;
• материал характеризуется однородностью в массе и склонностью впитывать загрязнения, оседающие на неровностях зерна.

Плотность и прочность кварцевого песка заметно выше, чем у обычного и речного. Интересная и полезная особенность — при добавлении флюсов (натрона) температура плавления снижается до 900 градусов, что позволяет получать из песка разновидность керамики — фаянс с возможностью окрашивания.

В месторождениях, близких к залеганию металлов, песок может оказаться естественно окрашенным в цвета охры (железо), зеленоватые оттенки (медь), при этом естественный природный цвет в речных выработках почти белый, иногда снежно-белый, хорошо отражающий солнечный свет.

Области, где применяется кварцевый песок, касаются более всего промышленности:

• производство стекла и керамики, в том числе специальных стекол высокой прочности и прозрачности;
• изготовление керамических изоляторов с применением флюсов для получения однородной непрозрачной стеклоподобной массы со свойствами фаянса;
• производство строительных смесей с жесткими требованиями по цвету и прочности наполнителя;
• создание комбинаций для фильтрации воды, в том числе питьевой, составов для кормления сельскохозяйственных животных.

Заметные количества кварцевого песка приобретают дизайнерские компании для работы на ландшафтах, выпуска специальных окрашенных смесей для детского развития и творчества. В стекольной промышленности существует отдельная классификация по цвету и прозрачности, благодаря которой можно получать материалы с разными показателями прочности и светопропускания, выпускать окрашенное бутылочное и фильтрующее стекло.