Кварцевый песок – классификация и эксплуатационные свойства

Кварцевый песок – классификация и эксплуатационные свойства

Существует множество разновидностей песка, одним из самых востребованных является кварцевый песок. Этот сыпучий материал добывают на естественных месторождениях или получают путем дробления горных пород, содержащих кварц (SiO2). Кварцевый песок имеет отличные технические характеристики и эксплуатационные свойства, которые нашли применение в различных областях промышленности, строительства, медицины и даже кулинарии. Но его высокая стоимость накладывает и ограничения, кварцевый песок не используют для черновых работ и производства низкокачественных изделий. Рассмотрим подробнее особенности кварцевого песка и специфику применения.

Особенности кварцевого песка

Минерал кварц – это диоксид кремния SiO2, который входит в состав подавляющего большинства метаморфических и магматических пород. По это причине кварц считается одним из самых распространенных в земной коре минералов – до 12% от общей доли. Чистый минерал имеет бесцветную или белую окраску, но из-за примесей оксидов может иметь цвет от желтого до черного. Его часто находят в кварцитах, известняках, граните, базальте, сланцах и т. д. При естественном разрушении пород устойчивый кварц образует россыпи с мономинеральным или полиминеральным составом.

При дроблении пород и последующей сортировке получают молочный-белый кварцевый песок (из кварца), серый (из кварцита), бежево-коричневого цвета (с примесями). Мономинеральный состав определяет однородность материала, а способ производства – неровные края с острыми гранями и межзерновую пористость. Кроме того, дробленый песок обладает высокой степенью грязеемкости, удерживая значительные массы загрязнений. Но при этом не столь стоек к истиранию и вымываемости, поэтому его не стоит использовать для фильтров с большим напором воды.

Окатанный кварцевый песок добывается из речного песка с высоким содержанием кремния, путем намывания. Его округлая форма ухудшает адгезию зерен между собой и с частицами связывающих растворов, но при этом улучшает пропускную способность материала.

Виды кварцевого песка

Существует множество классификаций кварцевого песка, в основе которых лежат его различные признаки. Именно они определяют качество, свойства и назначение материала. Условно можно выделить следующие разновидности кварцевого песка:

• По месторождению – горный, степной, овражный, почвенный, речной, морской, озерный.

• По способу получения – карьерный или дробленый.

• По однородности материнской породы – мономинеральный, олигомиктовые (из нескольких пород) и полимиктовые (из множества пород).

• По качеству – необогащенный и обогащенный. В первом случае породу не подвергают постобработке, ограничиваясь только разделением на фракции. Во втором – пропускают через череду сит, которые отсеивают однородные песчинки, очищают от глинистых и органических примесей (сухим или намывным способом). Все эти действия направлены на то, чтобы улучшить состав и получить материал с заданными свойствами.

• По фракциям – пылевидный (меньше 0.1 мм), мелкий (0.1-0.25 мм), средний (0.25-0.5 мм), крупный (до 3 мм).

• По цвету – прозрачный, белый или цветной. При необходимости песок окрашивают в нужные тона.

Имеются и другие виды, например, по географическом положению или особенностям производства. От разновидности песка зависит не только его качество, но и цена. Однако, стоит учитывать, что на стоимость одинакового материала также влияет и дальность его перевозки.

Характеристики кварцевого песка по ГОСТ

Качество и характеристики кварцевого стекла определяются несколькими стандартами в зависимости от сферы применения. Например, для стекольной промышленности кварцевый песок долгое время проверяли по ГОСТ 22551-77, но в 2020 году был введен новый ГОСТ 22551-2019 с актуальными дополнениями. Для формовочного кварцевого песка используется ГОСТ 2138-91, для строительного – 8736-2014, сварочного – 4417-75. Несмотря на некоторые различия, связанные со спецификой производства есть и общие черты, которые позволяют выделить средние характеристики кварцевого песка.

• Фракционность. Все стандарты сходятся определении минимальных и максимальных размеров зерен – 0.05 до 3 мм. Наиболее распространенными являются фракции 0.05-0.4 мм, 0.4-0.8 мм, 0.8-1.2 мм, 1.2-1.6 мм и 1.6-2.5 мм.

• Модуль крупности. Указывает на диапазон размеров частиц – от 0.5 до 5 мм.

• Содержание кварца. В исходном сырье обычно содержится 93-95% диоксида кремния. Желательный показатель в обогащенном песке – 99%. По этому показателю выделяют 5 классов – от К1 (99%) до К5 (93%).

• Глинистые примеси. Существует пять групп (1-5) кварцевого песка по массовой доле глинистых частиц – 0.2%, 0.5%, 1%, 1.5% и 2%. Разумеется, чем их меньше, тем чище материал.

• Содержание окислов металлов и других химических элементов. Особенно большое значение этот фактор имеет для стекольной промышленности, где требуется чистый и прозрачный песок, ведь оксиды придают минералу разные цвета. По ГОСТ 22551-2019 максимальное количество оксида железа должно быть не более 0,25%, но для кварцевого песка, используемого в строительстве и производстве этот показатель значительно мягче – до 1%.

• Коэффициент однородности. Даже в составе одной фракции могут встречаться песчинки разных размеров. Высоко ценится песок, в котором большая часть зерен имеет один диаметр. В маркировке для этого параметра используют букву «О» с числовым индексом группы. Например, О1 – 80% однородных зерен, а О5 – 50%.

• Влажность. Количество влаги имеет большое значение, так как сильно влияет на вес и насыпную плотность материала. У сухого кварцевого песка влажность не должна превышать 0.5%, у сырого – не более 6% воды.

• Насыпная и истинная плотность. Эти показатели позволяют точно рассчитывать объем материала при отгрузке. Насыпная составляет около 1500 кг/м3, истинная - 2700 кг/м3. Удельный вес варьируется в пределах 1600-1700 кг/м3.

• Температура плавления. Параметр зависит от чистоты породы и требований производства. Обычный песок начинает плавится от 1050°С, что бывает достаточно в строительстве, но в стекольной промышленности используют составы с температурой плавления около 1700°С.

• Коэффициент теплопроводности. Характеризует способность песка передавать тепловую энергию. В среднем параметр составляет 0.30 Вт/(м2·К). Чем плотнее насыпь песка, тем лучше он проводит тепло.

От характеристик осадочной породы зависят и ее эксплуатационные свойства, вот почему они играют важную роль при определении качества. Кварцевый песок демонстрирует более высокие показатели, чем обычный песок, что делает его таким ценным.

Свойства кварцевого песка

У кварцевого песка есть ряд свойств, которые делают его незаменимым материалом в различных производствах. Во-первых, он нейтрален по отношению ко многим кислотам, щелочам и другим элементам. Во-вторых, отличается высокими показателями стойкости к истиранию и прочим механическим воздействиям, что делает его надежным и долговечным материалом. Кварц не накапливает радиацию, а кроме того обладает свойством адсорбции, то есть удержанию из влаги оксидов металлов, вредных веществ и т. д.

Большое значение имеет и его восприимчивость к красящим пигментам, что успешно применяется в стекольной промышленности и в ландшафтном дизайне. С точки зрения техники безопасности, одними из самых важных свойств кварцевого песка являются его тугоплавкость и плохая электропроводимость. Поэтому его часто используют в качестве изоляторов. А его свойство пропускать воду, задерживая загрязнения, делает его природным фильтром.

Применение кварцевого песка

Хотя кварцевый песок значительно дороже, но сфера его применения ничуть не меньше, чем у обычного песка. Сложно перечислить все области использования песка в виду их многочисленности. Вот лишь некоторые из них:

• Кварцевый песок широко используется для изготовления интерьерных и фасадных штукатурок, декоративных отделочных материалов, огнеупорных бетонных блоков, силикатного кирпича, уличной брусчатки, высокопрочного железобетона, кварцевый песок также используют для замешивания бетона.

• Мелкозернистые фракции незаменимы при создании наливных полов, обеспечивая прочность и долговечность покрытий

• В стекольной промышленности для изготовления стеклянных изделий, стекловолокна, оконных, автомобильных и технических стекол, лабораторной посуды и оборудования. Также кварцевый песок необходим для создания оптических линз.

• В металлургии кварцевый песок служит материалом для изготовления жаропрочных форм, способных выдерживать высокие температуры. Мелкозернистые фракции применяют при сварке и пескоструйной обработке различных материалов.

• В дорожном строительстве для создания высокопрочных прослоек, способных выдерживать давление и вибрацию от движения автомобилей, а также для пропуска грунтовых и атмосферных вод, можно применять как песок для пескоструя.

• Кварцевый песок, особенно окатанный, успешно применяется в водоочистных сооружениях, для бытовых, аквариумных и промышленных фильтров. Дополнительный плюс – кварц обладает адсорбирующим свойствами, забирая у воды вредные вещества и насыщая ее полезными микроэлементами.

• При изготовлении керамической, фарфоровой и фаянсовой посуды, а также для производства керамической плитки и керамогранита.

• Как диэлектрик входит в состав электрических предохранителей и изоляторов.

• Высокая теплопроводность позволяет использовать кварцевый песок для производства нагревательных приборов с кварцевыми спиралями и керамическими панелями. В качестве декоративной отсыпки в ландшафтном дизайне и как покрытие на спортивных площадках.

• Используется для приготовления кофе на песке в специальных емкостях – мармитах.

• За последние десятилетия увеличился интерес к такому виду творчества, как рисование песком. Кварцевый песок – мелкий, чистый, полупрозрачный или цветной, подходит для этого как нельзя лучше.

Этот список дает представление, что без кварцевого песка были бы невозможны многие достижения цивилизации и современные технологии.

Компания «СТМ-Неруд» предлагает кварцевый песок любой фракции, весом от 1 кг, с доставкой по Москве и Подмосковью. Материал проходит необходимые лабораторные испытания, что подтверждается соответствующими сертификатами. Собственный автопарк из тягачей и спецтехники для отгрузки песка позволяет вести работу круглосуточно и гарантирует своевременное прибытие груза. Дополнительный плюс - доступная цена продукции. Позвоните нашим специалистам, чтобы уточнить детали или сделать заказ. Наши операторы ответят на вопросы, расскажут о выгодных предложениях и помогут выбрать песок по требуемым параметрам.