Кварцевый песок представляет зернистый материал минерального происхождения. Образуется в результате разрушения кварцсодержащих пород. Распространение в земной коре очень широкое. Размер фракций песка варьируется в пределах 0,1-6 мм, В составе кварцевых пород часто содержатся различные примеси в виде глинистых карбонатов, оксидов железа, полевых шпатов и других горных пород. Они придают кварцу (от природы прозрачному или белому) различные оттенки. Меняется цветовая гамма от желтого до красно-бурого и даже черного. Чистые кварцевые пески имеют минимум инертных примесей: до 99% состава составляет кремнезем. Химическая формула SiO2. Цвет кварцевого песка без примесей - молочный.

Виды кварцевого песка

Кварцевый песок подразделяют на две разновидности: материал природного и искусственного происхождения. Первый встречается в виде обогащенного кварцевого песка разных фракций и его добывают в разработанном месторождении механическим способом. Второй также имеет естественное происхождение: сырьем служит кварц жильный дробленый - обычая горная порода (чистый кварц). Для добычи применяют буровзрывной способ, а затем полученный материал дробится для дальнейшего использования.

Кварцевый песок подразделяется на несколько категорий по происхождению. Речной, горный и погребной песок добывается соответственно на побережьях рек, в местах выхода скальных пород и под почвой на некоторой глубине. Речная разновидность содержит минимальное количество загрязняющих примесей.

Песок кварцевый разделяют также по форме крупинок на окатанный и дробленный. Окатанный имеет вид округлых зерен, дробленный выглядит как неровные колотые крупинки.

Добыча и производство кварцевого песка

Добыча кварцевого фракционного песка производится открытым способом из карьера или земснарядом из природных месторождений в поймах рек и озер.

Малое количество примесей и большое количество кварца - этим отличаются разработки, в которых добывают кварцевый песок, от карьеров, в которых добывают обычный строительный песок. Добытый сырец проходит ряд технологических процессов: промывку от грязевых отложений и очистку от примесей химическим методом. Данный процесс называют обогатительным, он служит для получения песка необходимого качества. В результате увеличивается содержание кварцевой породы, и получается чистейший материал, который после сушки на специальных установках, проходит через ряд сит и распределяется на фракции. Полученную продукцию называют фракционный кварцевый песок.

Процесс добычи земснарядом происходит так: смесь песка и воды со дна водоема закачивается и передается по специальному трубопроводу к месту складирования. Вода постепенно отделяется от добытого грунта и уходит по водостокам обратно в водоем. Полученный материал отправляют на предприятие для его дальнейшего обогащения и разделения на фракции.

Искусственный кварцевый песок получают из жильной кварцевой породы, которую сначала отправляют в дробильный комплекс. Там сырье измельчают на зерна. Затем следуют процедуры, аналогичные при работе с карьерным песком: материал промывается, просушивается и разделяется техническим ситом на фракции.

Характеристики и свойства кварцевого песка

Особенности кварцевого песка

Особенность кварцевого песка, отличающая его от других видов песка, состоит в том, что материал этот является мономинеральным, то есть состоящим только из одного минерала - кварца. Эта однородность делает его ценным промышленным сырьем. Малая доля примесей позволяет получить из сырья стекло с высокой степенью прозрачности. Еще одна особенность - межзерновая пористость. По сравнению с другими материалами кварцевый песок обеспечивает наибольшую грязеемкость. В дополнение к этому свойству малая степень износа песчинок, и кварцевый песок отлично проявляет себя уже как фильтрующий материал.

Химические свойства кварцевого песка

Кристаллическая структура кварца придает ему и полученному из него песку исключительные характеристики прочности и устойчивости к действию щелочных и кислотных материалов. Очень высокая твердость, тугоплавкость и химический состав кварцевого песка обуславливают его повышенную огнеупорность и пожаробезопасность. Материал по своим свойствам соответствует диэлектрику и инертен к широкому ряду химических веществ.

Физические свойства кварцевого песка

Для песка характерны все свойства кварца:

• насыпная плотность 1300-1500 г/см3
• истираемость - 0,1
• дробимость - 0,3
• твердость (шкала Мооса) - 7 (для сравнения твердость алмаза - 10)
• использование по радиоактивности - 1 класс

Плотность кварцевого песка определяется двумя разными подходами. Есть плотность насыпная, и есть плотность истинная. Насыпная рассчитывается как отношение массы материала в сыпучем состоянии к его объему. В эту величину входят поры в зернах песка и воздушные пространства между ними. То есть данное значение может изменяться в зависимости от влажности материала. Истинная плотность - величина постоянная, представляет собой отношение вещества в абсолютно плотном состоянии к его объему. Влажность песка роли не играет. Для изменения плотности должен быть изменен химический состав или молекулярная структура. Насыпная плотность меньше истинной. Плотность материала - важная характеристика, которую обязательно нужно учитывать для расчета мест для хранения, его перевозки и перемещения подъемно-транспортным оборудованием.

Истираемость, дробимость и твердость кварцевого песка - косвенные показатели его прочности. Для определения значений проводят испытания зерен на вращающемся истирающемся круге из металла, сжатие массы фракций механическим способом и царапание зерном эталона и, наоборот, эталоном зерна.

Фракции кварцевого песка:

• пылевидный - менее 0,1 мм
• мелкозернистый: 0,1- 0,8 мм
• среднезернистый: 0,8 - 1,6 мм;
• крупнозернистый: 1,6 - 6,0 мм

Кварцевый песок пылевидный и мелкозернистый применяют в составе разных строительных материалов, таких как строительные смеси, шпатлевки, затирки, абразивные материалы, тонкие штукатурки и краски.

Кварцевый песок средней зернистости используют для фильтрации и очистки жидкостей, для пескоструйных работ, для строительных смесей, фасадных и интерьерных штукатурок, наливных полов, бетонных растворов, в ландшафтном дизайне, для засыпки спортивных площадок.

Материал крупных фракций используют для изготовления тротуарной плитки, бетонных блоков, декорирования ландшафта. Также он используется для фильтрации.

Песок всех фракций находит применение в стекольной, литейной и химической промышленности.

Применение кварцевого песка

Для очистки и фильтрации воды

Химические и физические свойства кварцевого песка обуславливают идеальные качества для использования его в качестве фильтра для воды. Питьевая или технического назначения вода, в том числе и в бассейнах может быть качественно и легко очищена от механических примесей и снижения содержания железа, фторидов, хлоридов, сульфатов, солей тяжелых металлов и других вредных примесей. Отличные адгезивные свойства способствуют притягиванию грязи к поверхности песчинок.

Кварцевый песок для фильтров используется в первой ступени многоступенчатых бытовых и промышленных фильтров для предварительной механической очистки. Возможно многократное использование, так как материал легко промывается при загрязнении путем водо-воздушной промывки. Использование фильтра из кварцевого песка продлевает срок действия последующих ступеней фильтра.

Пескоструйные работы

Один из наиболее эффективных приемов очистки поверхностей - пескоструйная обработка. На поверхность (стекло, металл, камень, дерево), которую необходимо очистить, с помощью сжатой струи воздуха или воды распыляется кварцевый песок или другой абразив. Песчинки летят с огромной скоростью и разрушают верхний слой поверхности, очищая ее от окалины, коррозии и других покрытий. Необходимо следить, чтобы вместе с удаляемым слоем, например, плесени на старой каменной кладке, не повредить сам камень. необходимо подбирать с учетом материала поверхности, степени ее загрязнения и дальнейшей обработки.

Основные направления работ:

• очистка металла от ржавчины и других загрязнений;
• обезжиривание поверхностей;
• матирование стекла;
• очистка бетонных и каменных кладок;
• придание поверхности шероховатости для дальнейшей обработки.

Сегодня имеется широкое разнообразие абразивных материалов, но сухой кварцевый песок остается наиболее востребованным для пескоструйных работ.

Полимерные полы с наполнителем из кварцевого песка - это долговечное, бесшовное, нескользящее и гигиеничное покрытие, которое легко убирать. Кварцевый песок для наливных полов - хороший способ удешевления традиционного наливного пола. Такой материал подходит как для новых покрытий, так и для существующих полов из бетона. Чаще всего полимерные полы используют в помещениях с существенными абразивными нагрузками на бетонную поверхность. Наливные полы в данном случае используют как финишное декоративное покрытие. Оно имеет гладкую и привлекательную поверхность, отлично сопротивляется нагрузкам. Для такого пола характерна малая истираемость, так как полимер в данном случае выступает как связующее, а основную функциональную нагрузку, связанную с износом несет наполнитель из кварца, истираемость которого крайне низка. Для сохранения декоративных свойств пол необходимо покрыть мастикой, защитным лаком или воском.

Кварцевый песок в литейной промышленности

Формовочный кварцевые песок применяют в металлургической промышленности для изготовления форм для литья и стержней. Качество литья в разовые формы непосредственно связано с характеристиками формовочного песка. Точность отливки, качество ее поверхности, структура и свойства литейных сплавов, вероятность развития дефектов и необходимость в сложных финишных операциях очень сильно зависят от характеристик песка. Комплекс операций, связанных с изготовлением формы, составляет примерно 60% трудозатрат на получение отливок. Формовочные кварцевые пески имеют коэффициент однородности от 72 до 80 % и отличаются повышенной прочностью и огнеупорностью.

Производство стекла

Стекольная промышленность состоит в группе основных потребителей кварцевого песка. Стекольный кварцевый песок , предназначенный для изготовления стекла, должен соответствовать особым требованиям. В материале доля оксида кремния должна быть не менее 95%, глинистые примеси составлять не более 1%, оксид железа - не более 1%. В высоких марках содержание оксида кремния достигает 99,8%. Влага в просушенном песке должна составлять не более 0,5%. Доля примесей в песке напрямую влияет на прозрачность изготовленного из него стекла. Кварцевый песок - основа для изготовления всех видов стекла. Обычное оконное, медицинское, стекловолокно, лабораторное, для электроники и так далее получают из одного материала. Поэтому очистке сырья при производстве кварцевого песка уделяется огромное внимание.

В зависимости от химического состава песок классифицируют по маркам, которые имеют буквенное обозначение и предназначение:

• ООВС - изделия особо ответственные с высокой светопрозрачностью;
• ОВС - изделия ответственные с высокой светопрозрачности;
• ВС - изделия с высокой светопрозрачностью;
• С - изделия светопрозрачные;
• Б - изделия бесцветные;
• ПБ - изделия полубелые;
• ПС - изделия с пониженной светопрозрачностью;
• Т - стекло темно-зеленое.

Для спортивных покрытий

При организации спортивных площадок с покрытием в виде искусственной травы может использоваться засыпка из кварцевого песка в сочетании с резиновым гранулятом или только кварцевый песок. На футбольных полях используют композитный состав: резиновая крошка смягчает трение в случае скользящего падения игрока. На теннисных кортах, многофункциональных игровых площадках, школьных стадионах и тренировочных территориях между травой засыпается только кварцевый песок. Отличные дренажные свойства песка при условии, что трава уложена на поле правильно, - гарантия того, что даже при осадках на поле не будут застаиваться лужи и образовываться грязь. Кварцевый песок для спортивных покрытий отличается экологической безопасностью, нейтральностью к окружающей природе и проверенной прочностью. Таким образом использование кварцевого песка в качестве подложки искусственного газона придает особый комфорт при играх и тренировках на спортивных площадках.

Для дорожных покрытий

Кварцевый песок для дорожных покрытий может использоваться для обозначения мест повышенной опасности и особого внимания. Цветным материалом можно выделять дорожные переходы, места остановок общественного транспорта, подъезды к промышленным объектам или школам. Крутые повороты на скоростных трассах, покрытые кварцевой крошкой, снизят опасность проезда таких участков. Увеличенная шероховатость повысит сцепление с колесами и уменьшит риск неуправляемого заноса.

Можно использовать кварцевый песок для садовых дорожек и тропинок, а также пешеходных зон. Отличные декоративные и гигиенические свойства позволят содержать прогулочные аллеи в надлежащем виде без особых усилий.

Кварцевый песок практически незаменим во множестве областей применения и относится к числу важнейших компонентов для дома и производства. Технологии с его применением отработаны до совершенства. Привлекательный природный цвет, а также возможность окраски в любой оттенок благодаря отличным абсорбирующим свойствам, расширяет привычные рамки применения. За практичность материалу можно поставить высший бал.

Песок – это самый часто используемый материал в строительной сфере, без него не обходится ни один процесс возведения зданий. На практике используют несколько видов песка: овражный, кварцевый и речной. У каждого из них есть свои особенности добычи и эксплуатации.

Кварцевый песок применение, которого оправданно во многих сферах жизни человека, имеет ряд отличительных характеристик, которые выгодно выделяют его среди других материалов.

По своей структуре, данный материал – это измельченный кварц, который образуется в естественной среде, или его получают после особой обработки. Структура песка однородная и сыпучая. Есть деление на типы в зависимости от размера фракций, величина которых колеблется в пределах 0,05 — 3 мм. В материале допустимо наличие добавок в виде кремнезема.

Виды кварцевого песка

• Окатанный . Форма напоминает круглые гранулы. Добыча происходит в карьерах или реках. Обязательной процедурой является прокаливание под воздействием высоких температур. Сфера применения песка – формирование дорожек и площадок разного типа.
• Измельченный . Это чистый диоксид кремния, имеющий неоднородную форму с острыми краями. Благодаря своим абсорбирующим способностям, песок используют для очищения бассейнов, искусственных прудов и других водоемов. После добычи данный материал очищают от всяческих примесей и мусора.

Примечание. Отличные впитывающие способности кварцевого песка позволяют материалу прочно соединяться в различными составами и смесями.

Область применения

Песок используют во многих сферах: промышленной, строительной, медицинской, пищевой. Также, свое применение он нашел и в обычных бытовых условиях.

Кварцевый песок применение в строительстве. Материал является частым компонентом в смесях для приготовления разных строительных материалов. К примеру, кварцевый песок активно используется при замесе состава и формовке из него блоков. В результате получается прочный и надежный материал ля возведения домов, имеющий отличный цвет и приятный вид. Кроме того, очень часто кварцевый песок добавляют в облицовочные смеси. Чтобы сделать кирпич более крепким и прочным, при его производстве в смесь добавляют диоксид кремния.

Кварцевый песок входит в состав смеси для укладки асфальта , а также при производстве бетона. Весь современный ассортимент цемента имеет в своем составе кварцевый песок. Данный компонент обеспечивают высокую степень адгезии с поверхностью. Кроме того, выпускают с кварцевым песком.

С учетом того, что кварцевый песок имеет различные оттенки, то оштукатуренная поверхность может иметь отличия по фактуре и цвету. Благодаря высокой прочности материала, покрытие на дома будет служить вам верой и правдой довольно продолжительное время. Добавление в состав смесей для штукатурки кварцевого песка, обеспечивает гладкое покрытие.

Примечание.

При изготовлении фарфоровых сервизов , изделий из фаянса, в материал также добавляют кварцевый песок мелкого помола.

Мы уже упоминали, что кварц используется даже в медицине, в том числе и фармацевтике . В основном материал применяют при изготовлении линз. Благодаря своей отличной абразивности, линзы из кварцевого песка приобретают идеальную гладкость. Прозрачность стекол при обработке кварцем не теряется, поскольку в работе используется белый кварцевый песок. Кроме того, кварц является главным компонентом пескоструя, используемого для обрабатывания различных материалов.

Кварцевый песок известен своими замечательными свойствами поглощения, поэтому его успешно применяют для очищения воды от различных частиц и нездоровых примесей. Для создания фильтров, отличающихся высокой стоимостью, используют именно кварцевый песок. Главное своевременно производить замену материла, поскольку со временем он теряет свои очистительные свойства.

Кварцевый песок активно используется и для бытовых целей , в том числе для очистительных систем . В основном применяют мелкофракционный песок из кварца, обладающий прекрасной способностью очищать воду от коллоидов и механических примесей. Сам процесс использования кварцевого песка для фильтрации воды заключается в прогонке воды сквозь фильтр, в результате чего получают чистую субстанцию.

Примечание.

Для предотвращения быстрого загрязнения кварцевого песка в фильтре , можно использовать метод обратной прогонки воды, один раз в неделю.

Как часто нужно менять кварцевый песок в фильтре?

Это зависит от типа водоема и частоты его использования. Если бассейном пользуются регулярно, то замену производят раз в два года. В случае использования водоема сезонно, достаточно заглядывать в фильтрующую установку раз в пять лет. Водоемы небольших размеров на дачном участке требуют замены фильтрующего элемента каждые два месяца.

В быту применяют кварцевый песок для аквариумов. Кроме очищения воды, песок выполняет еще и декоративную функцию. Материал часто окрашивают в различные цвета, поэтому вы можете выбрать любой понравившийся вам оттенок. Отличным выбором станет комбинация черного и белого кварца, а вот яркие цвета будут только отвлекать рыбок. Перед тем как засыпать песок в аквариум необходимо тщательно его обработать. Для этого песок моют под проточной водой, а затем обдают кипятком. Насыпать нужно слой с небольшим углом наклона в сторону передней стенки.

Особенности кварцевого песка

Материал обладает главной отличительной особенностью, которая состоит в том, что кварцевый песок – мономинерал, то есть состоит лишь из кварца. Благодаря этому он так цениться в промышленной сфере. Небольшое содержание добавочных элементов, позволяет изготавливать из него прозрачное стекло. Кроме того, так называемая межзерновая пористость позволяет поглощать больше, чем это могут себе позволить другие виды песка. Также стоит отметить отличную износоустойчивость и прочность песчинок.

Химическая природа кварцевого песка

Кристаллы кварца наделяют материал, который из него изготавливается прекрасными свойствами эксплуатации. Это и прочность, и стойкость к воздействию кислот и щелочей. Высокий уровень крепкости, тугоплавкий химический состав материала, пожароустойчивость – вот за что так ценится кварцевый песок.

Кварцевый песок фракции

• Пыль – меньше 0,1 мм;
• Мелкофракционный – 0,1 — 0,8 мм;
• Среднефракционный – 0,8 – 1,6 мм;
• Крупнофракционный – 1,6 – 6,0 мм.

Первые два типа песка из кварца добавляют в составы различных стройматериалов: шпаклевка, штукатурка, затирка, абразивы, краска. Среднефракционный песок применяют для очищения очистки воды, пескоструйных работ, а также добавляют в состав смесей для строительства, отделочных и декоративных штукатурок, наливных полов. Крупнофракционный кварцевый песок применяют при производстве тротуарной плитки, блоков из бетона, а также создании ландшафтного дизайна.

Кварцевый песок для пескоструйных работ

Пескоструйная обработка – это один из эффективных методов обработки различных поверхностей. Сам процесс происходит следующим образом:

Направления очистных работ:

• Удаление ржавчины и загрязнений;
• Удаление жировых отложений;
• Придание матовости стеклу;
• Очищение каменных и бетонных кладок;
• Создание шероховатости для последующей обработки.

Наливные полы и кварцевый песок

Данное полимерное покрытие для полов относится к декоративным материалам. Отличительными особенностями таких полов является:

• Долговечность;
• Прочность;
• Идеальная гладкость без швов;
• Гигиеничность;
• Стойкость к износу;
• Легкость эксплуатации и уборки.

Кварцевый песок используется в составе наливных полов с целью удешевить работы по заливке. Зачастую такие поверхности создают в условиях повышенной нагрузки на поверхность из . Для придания привлекательности применяют лаки, или мастику.

Кварцевый песок в производстве стекла

Требования к качеству кварцевого песка для изготовления стекла:

• Масса оксида кремния ≥ 95%;
• Глина ≤ 1%;
• оксид железа ≤ 1%.

У качественных марок количество оксида кремния может быть на уровне 99,8%. Содержание влаги в сухом песке не больше 0,5%. Чем больше добавочных примесей в песке, тем ниже прозрачность готового изделия для изготовленного из него стекла для окон, для лабораторий, электротехнической сферы. Учитывая сферу использования стекольной продукции, вопросу степени очистки сырья необходимо уделять должное внимание.

Марки кварцевого песка в зависимости от химсостава:

Кварцевый песок и покрытия спортивных объектов

Во время установки спортплощадок и укладки покрытия по типу искусственной травы, часто применяют засыпку из кварцевого песка вместе с гранулятом на основе резины, либо только песком. Футбольные поля засыпают первым составом, поскольку он снижает риск травматизации спортсменов. Кроме того, такие покрытия создают на теннисных кортах, детских игровых и школьных площадках. На площадках мультифункционального назначения кварцевый песок засыпают между травой.

Песок из кварца, благодаря своим дренажным способностям, во время дождя будет поглощать влагу, и на футбольном поле, к примеру, не будут образовываться лужи.

Кварцевый песок и укладка дорожного покрытия

Кварцевый песок, как известно, бывает разноцветным, именно потому он лучшим образом подходит для обозначения участков особой опасности либо зон повышенного внимания. Цветным кварцевым песком обозначают дорожные пешеходы, места для остановки городского транспорта, подъезды к детским образовательным учреждениям и объектам промышленного назначения. Повышенная шероховатость повышает адгезию колес и дорожного покрытия, уменьшая тем самым рыск заноса.

– зернистый материал с размером частиц от 0,05 до 3 мм, образуется при разрушении кварцсодержащих пород. Обычно кварцевые пески содержат в своем составе различные примеси: оксиды железа, глинистые материалы, полевые шпаты, карбонаты и другие. Примеси придают песку окраску от желтого до красно-бурого цвета. Чистые кварцевые пески содержат до 99% кремнезема.

Производство кварцевого песка

Естественный кварцевый песок , добытый в карьере , проходит сложный цикл обработки: его промывают, очищают от примесей, обогащают и далее при необходимости осуществляют просушку. Искусственный получают дроблением и рассевом кварцсодержащих пород. Пески кварцевые сортируют по фракциям: песком считают фракцию 0,1–0,4 мм, крупным песком - 0,5–1,0 мм и пылевидным кварцем - все, что менее 0,1 мм. Смесь с зернами более 1,0 мм считается кварцевой крошкой.

Применение кварцевого песка

Благодаря высокой сорбционной способности кварцевый песок широко используется в очистительных фильтрах для питьевой воды, очистки сточных вод.

Песок кварцевый очень невосприимчив к атмосферным, химическим и физическим действиям, не боится агрессивных сред и высоких температур, в силу чего распространено в строительных организациях при выпуске цемента (в том числе портландцементов, применяемых при цементации газовых и нефтяных скважин), кирпича, асфальта , для изготовления декоративно-отделочных строительных материалов, при штукатурке фасадных и внутренних интерьеров, для дизайнерских работ. Бетонные блоки, сделанные с использованием песка кварцевого, имеют мягкую пастельную цветовую гамму всевозможных цветов.

Песок кварцевый используется также в фаянсовом, стеклянном и фарфоровом производствах, при производстве лакокрасочной продукции, различных фильтров, в пескоструйных аппаратах, в хим. Индустрии, литейном производстве. Песок кварцевый используют в место материала для производства огнеупорных стройматериалов. Благодаря хорошим абразивным свойствам он находит большое применение при шлифовании линз и прочих полированных материалов, при распиловке камня. В качестве дугогасящего элемента песок кварцевый применяют и при производстве электропредохранителей.

В промышленности песок кварцевый делится на две основные группы. Первая из них - песок заполнитель, который изготавливается различных фракционных составов от 0,2 мм до 5 мм и применяется для засыпки в фильтры, для очистки, а так же для изготовления сухих смесей и бетонов, ну и конечно же для пескоструйных работ. Второй группой являются формовочные пески, которые применяются в литейной промышленности. Это пески достаточно с жёстким фракционным составом, например 0,25 мм или 0,3 мм. Они обладают высоким коэффициентом однородности, который составляет 72-80%. Эти характеристики позволяют использовать фракционные пески не только в литейном производстве, но и в качестве добавки в производстве сухих смесей и обработке металлов (пескоструйке).

Характеристики кварцевого песка

Влажность менее 10 %.

Песок для производства силикатных изделий делится на классы: А (содержание SiO2 не менее 70 %), В (содержание SiO2 не менее 60 %), С (содержание SiO2 не менее 50 %).

Маркировка кварцевого песка

Маркировка кварцевого песка для стекольной промышленности содержит буквенный индекс, обозначающий сферу применения, массовую долю окиси железа в тысячных долях, сорт продукции данной марки (высший, первый, второй).

Буквенные индексы:

«ООВС» - для особо ответственных изделий высокой светопрозрачности;

«ОВС» - для ответственных изделий высокой светопрозрачности;

«ВС» - для изделий высокой светопрозрачности;

«С» - для изделий светопрозрачных;

«Б» - для бесцветных изделий;

«ПБ» - для полубелых изделий;

«ПС» - для изделий пониженной светопрозрачности;

«Т» - для изделий из темно-зеленого стекла. Достоинства кварцевого песка

Однородность структуры и мономинеральность (не содержит примесей). Высокая прочность и стойкость к механическим, химическим, атмосферным воздействиям. Возможность окрашивания в любой цвет. Отличается большой межзерновой пористостью, что придает кварцевому песку большую грязеемкость и обеспечивает отличные сорбционные способности.

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.