Кварцевый песок химический состав

Что такое кварцевый песок?

Кварц — минерал, количество которого в природе является преобладающим. А кварцевый песок — смесь, получаемая после дробления кварца, величина его зернышек может варьироваться от 0,05 мм до 3 миллиметров. Сыпучий кварц можно получить в результате природного дробления камня либо же преднамеренного (искусственным способом). В необработанном виде в составе песка обычно присутствует масса примесей: карбонаты, полевые шпаты и прочие компоненты. Они определяют окраску материала. Например, молочно-белый оттенок кварцевого песка может свидетельствовать о том, что он на 99% состоит из кремнезема.

Состав кварцевого песка

Химический состав кварцевого песка регламентируется ГОСТом. В соответствии с этими нормами, он должен содержать минимум 95% оксида кремния, примесей глины не может быть больше 1%, допускается присутствие железа в пределах 1%, а влажность кварцевого песка должна быть в пределах 10%.

Характеристики кварцевого песка

Основной отличительной характеристикой кварцевого песка является то, что это мономинеральная смесь. Такая особенность определяет ценность материала в качестве промышленного сырья. Незначительное присутствие примесей в составе позволяет создавать стекло, главным преимуществом которого бы была высокая прозрачность.

Вторая важная характеристика кварцевого песка — межзерновая пористость. Если проводить сравнение песка из кварца с иными материалами, то можно сказать, что он обеспечивает оптимальную грязеемкость. Поэтому его часто используют в качестве фильтрующего материала. Особенно учитывая высокую износостойкость кварцевого песка.

Основные свойства кварцевого песка

Химические показатели

Особая кристаллическая структура материала определяет его прочность и устойчивость к воздействию кислотных и щелочных веществ. А оптимальный химический состав и высокие показатели тугоплавкости, твердости делают его пожаробезопасным и огнеупорным.

Песок из кварца относится к диэлектрикам, проявляет инертность к большинству химических элементов.

Физические показатели

Выделяют такие свойства кварцевого песка по этому критерию:

• дробимость — 0,3;
• истираемость — 0,1;
• 1 класс использования по радиоактвности;
• твердость — 7 (по шкале Мооса);
• высокая морозостойкость кварцевого песка: не боится перепадов температур;
• насыпная плотность (удельный вес кварцевого песка) — 1300-1500 кг/м3.

Важной характеристикой считается именно плотность песка. Ориентируясь на нее, можно определить оптимальные места хранения сырья, подходящие способы его транспортировки, а также перемещения с помощью соответствующего оснащения.

Плотность кварцевого песка разных видов имеет разные показатели. Обычно ее величина зависит от состава, зернистости, фракции, а также наличия включений, определяющих технические характеристики смеси. Плотность кварцевого песка бывает реальной (другое название — насыпная) и условная (другое название — истинная). Последнюю можно определить только лабораторными методами, позволяющими узнать максимально точный показатель, но на практике этот вид плотности обычно не рассматривают. В обычных условиях учитывают плотность именно насыпную.

Существует два разнообразных варианта определения плотности. Насыпную рассчитывают, определяя отношение массы сырья (в сыпучем состоянии) к его объему. В этот показатель учтены межзерновые воздушные пространства, а также поры частичек смеси. Получается, что показатель может варьироваться от влажности.

Истинную плотность относят к постоянным величинам, поскольку ее рассчитывают, определяя отношение материала в абсолютно плотном состоянии к его объему. В этом случае влажность не оказывает никакого влияния на показатель. На его изменчивость может только влиять разность молекулярной структуры либо химического состава сырья. Насыпная плотность обычно меньше истинной.

Косвенные критерии прочности сырья — твердость, дробимость, а также истираемость. Чтобы узнать эти показатели, частички смеси испытывают на истирающемся металлическом круге, который вращается. Также практикуют такие методы: эталоном царапают зерно, после чего процедуру проводят в обратном порядке; механическим способом сжимают те или иные фракции.

Существует классификация песка и по величине его зерен. Фракционный состав определяет ценность и сферу использования сырья.

Выделяют такой диапазон фракций материала:

• пылевидный: величина частичек не превышает 0,1 миллиметр;
• мелкозернистый: диапазон размеров находится в пределах 0,1-0,25 миллиметров;
• среднезернистый: размер зернышек варьируется от 0,25 до 0,5 миллиметров;
• крупнозернистый: величина может составлять от 0,5 до 1, а иногда и 3 миллиметров (частицы такой величины часто называют кварцевой крошкой).

Пылевидный кварцевый песок, равно как и состав мелкой зернистости, обычно используют для создания материалов строительного назначения. Например, из сырья этого вида изготавливают: красящие смеси, шпатлевки, штукатурки различного назначения, материалы с абразивными свойствами, затирки, самые разнообразные смеси.

Средняя фракция кварцевого песка востребована для фильтровальных целей, пескоструйных работ, очищения жидкостей, изготовления смесей строительного назначения, растворов из бетона, создания наливных полов. Она нужна для производства декоративных штукатурок, использующихся для оформления фасадных и интерьерных поверхностей. Также с помощью нее засыпают поверхность строительных площадок, воплощают творческие идеи в ландшафтном дизайне.

Их крупнозернистого сырья создают блок из бетона, производят плитку, использующуюся в оформлении тротуаров, а также применяют его для декорирования ландшафтов. Частично материал востребован и в фильтровальных работах.

Плитка из кварца

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

О добыче и производстве кварцевого песка читайте здесь.

Кварцевый песок представляет зернистый минерал, образующийся в результате разрушения кварцсодержащих пород. В земной коре распространен очень широко. Чистый кварцевый песок имеет минимум инертных примесей: в основе его состава до 99% составляет диоксид кремния – кремнезем (SiO₂), который имеет молочный цвет. Цветовую гамму кварцевому песку придают различные примеси, входящие в его состав, в виде глинистых карбонатов, оксидов железа, полевых шпатов и других горных пород. При этом цвет песка может изменяться от желтого до красно-бурого и даже черного. Кристаллическая структура кварца придает песку исключительные характеристики устойчивости к воздействию кислот и щелочей и его прочности – твердость достигает 7 по шкале Мооса. Тугоплавкость и химический состав кварцевого песка обуславливают его повышенную огнеупорность и пожаробезопасность. Материал по своим свойствам относится к диэлектрикам.

В процессах очистки воды используется два вида песка, которые разделяют по способам добычи и обработки: окатанный и дробленый. Окатанный имеет вид округлых зерен, и образуется в результате природного воздействия, дробленный – является результатом дробления кварцевой породы и выглядит как гранулы неправильной формы с неровными краями.

Добыча окатанного кварцевого фракционного песка производится открытым способом из карьера или земснарядом из природных месторождений в поймах рек и озер. Последний способ позволяет осуществлять добычу песка, содержащего высокий процент содержания диоксида кремния (SiO₂), что выгодно отличает его от карьерных разработок, где обычно добывают строительный песок, который зачастую загрязнен глинистыми породами, что требует дополнительных затрат на его обработку. Но при этом зерна окатанного песка могут быть практически любого цвета – от белого до темно-коричневого.

Дробленый кварцевый песок получают дроблением и рассевом горных пород, содержащих кремний. В зависимости от типа используемого сырья – горных пород он бывает нескольких видов: серого цвета (кварцит), молочно-белого цвета (дробленый кварц) и коричневого цвета (другие природные минералы).

Добытый песок-сырец проходит ряд технологических операций, в том числе промывку от грязевых отложений и очистку от примесей химическим методом. В результате этих обогатительных процессов в конечном продукте увеличивается содержание кварца. После сушки на специальных установках отмытый и высушенный кварцевый песок проходит через ряд сит, где разделяется на фракции. Полученную продукцию называют фракционным кварцевым песком.

Наиболее востребованными фракциями кварцевого песка, используемого для очистки воды, являются фракции: 0,4-0,6 мм, 0,6-0,8 мм, 0,5-1,0 мм, 0,8-2,0 мм и 2-5 мм. При этом последний вид чаще всего используется в качестве поддерживающего слоя для основной фильтрующей загрузки.

Кварцевые пески известны своими хорошими адгезионными свойствами (например, в лакокрасочной промышленности их используют как добавки к грунтовкам для повышения их адгезионных свойств). С другой стороны кварцевые пески обладают очень низкой сорбционной способностью, поэтому осветление воды на них осуществляется в основном за счет сил притяжения, вызванных адгезией и суффозией. Окатанные кварцевые пески ввиду низкой шероховатости зерен также имеют относительно низкую грязеемкость, из-за чего нужны дополнительные производственные затраты на частую промывку загрузки. Частично от этой проблемы избавлены дробленые кварцевые пески, но они имеют более высокий процент истираемости и вымываемости, что ведет к более частой замене кварцевого материала в фильтрах.

Проблема вымываемости примесей из кварцевого песка является особенно актуальной при подготовке воды для котлов высокого давления, где ограничено содержание кремния в подпиточной воде.

Поэтому, в последнее время кварцевые пески, как правило, применяют в составе многослойных загрузок, в которых кварцевых песок играет роль финишной загрузки, отвечающей за удержание самых мелких механических примесей (20-25 мкм).

Физико-химические характеристики

1) – расчетные данные на основе гранулометрического состава

Применение песка – необходимая мера практически в любом строительстве. Сам материал имеет различное происхождение, добывается разными способами и, соответственно, делится на несколько разновидностей, одну из которых представляет кварцевый песок. О том, что это за продукт, каковы его особенности и свойства, формула, расскажет представленная ниже статья.

Что такое кварцевый песок?

Этот песок представляет собой сыпучий зернистый материал минерального происхождения.

Отличается повышенной сорбирующей способностью, огнестойкостью, химической инертностью, устойчивостью к разрушениям. Кристаллическая структура песка делает его более защищенным от воздействия кислотных и щелочных сред.

Размеры зерен материала варьируются от 0,05 до 3 мм, а сам песок может обладать различным цветом, который зависит от наличия в его составе тех или иных примесей. При отсутствии же таковых материал бывает либо бесцветным, либо молочной окраски.

Главное отличие кварцевого песка от других видов – это его однородность, приобретаемая за счет наличия в составе одного компонента – кварца. Поэтому для получения продукта, обладающего качественными характеристиками, песок перед применением тщательно очищают от имеющихся в нем сторонних вкраплений.

В следствие этого плотность кварцевого песка значительно отличается от плотности речного, карьерного и строительного. Так же данный вид песка отличается коэффициентом фильтрации, уплотнения, насыпной плотностью и удельным весом.

Более подробно о кварцевом песке смотрите на видео:

Этот материал делится на несколько разновидностей и классифицируется по трем основным критериям:

• по месторождению;
• по методу добычи;
• по форме и размеру зерен.

В этом плане материал делится на следующие виды.

Речной

Речной – самый чистый продукт (без примесей). Имеет более высокую стоимость по сравнению со всеми остальными разновидностями.

Морской

Морской – мелкофракционный песок, содержащий в своем составе глиняную примесь и алевритовые частицы.

Овражный

Овражный – фракция отличается остроугольной формой и шероховатостью. В материале содержатся примеси ила и земли, которые составляют значительную часть от общей массы.

Применяется для приготовления штукатурных и бетонных растворов.

Горный

Горный – по характеристикам близок к предыдущему аналогу.

Почвенный

Залежи почвенного (погребного) располагаются под слоями грунта и глины.

Частицы материала также обладают шершавой поверхностью и остроугольной формой. Хорошо подходит для строительных работ.

По способу добычи кварцевый песок делится на следующие виды.

Природный

Материал образуется в результате разрушения горных пород под влиянием природных факторов. Добывается открытым (механическим) или закрытым (гидромеханическим) методами.

В первом случае песок извлекают из недр земли путем разработки карьеров.

В ходе работ используется специальная техника и оборудование для добычи и транспортировки материала. Закрытый способ представляет собой разработку подводных залежей песка в руслах рек и озер, а также в морских акваториях.

В процессе добычных работ используются землесосные снаряды и плавучие установки.

Искусственный (дробленый)

Материал добывают путем взрывания кварцевой породы, в результате чего получают элементы разного размера, которые делят на фракции.

Основные выгодные отличия кварцевого песка от природного материала – это мономинеральность и однородность состава, а также высокая устойчивость к воздействию химических сред и механических нагрузок.

По размеру крупинок кварцевый песок делится на:

• мелкозернистый – диаметр частиц составляет от 0,05 до 0,25 мм;

• среднезернистый – от 0,25 до 0,5 мм;

• крупнозернистый – от 0,5 до 3 мм.

По форме частиц:

• полукруглый;

• остроугольный.

Химический состав, формула и свойства

Основа кварцевого песка – это диоксид кремния (кварц), химическая формула которого SiO2.

Во время ремонта для правильной кладки плитки вам обязательно потребуется качественный плиточный клей. Здесь узнаете расход плиточного клея.

Грунтовка ceresit ct 17, со своими прекрасными техническими характеристиками, относится к самым выгодным, надежным и долговечным строительным материалам. Перейдя по ссылке можно ознакомиться с ее характеристиками.

В настоящее время декоративная штукатурка является наиболее популярным и прогрессивным материал отделки, с ее помощью можно создать неповторимый дизайн стен и скрыть все дефекты. Тут информация о том, как ее сделать своими руками.

В составе этого минерала нет практически никаких примесей, и лишь 0,5% могут составлять сторонние вкрапления: оксиды железа и других металлов (к примеру, Fe2O3, Al203), глинистых компонентов и прочих элементов (например, Li2O, CaO, TiO2, K2O, MgO).
Благодаря своему химическому составу кварцевый песок обладает высокой огнеупорностью и пожаробезопасностью.
Он относится к категории диэлектрических материалов и отличается инертностью ко многим химическим веществам, а также повышенной степенью твердости и тугоплавкости.

Сферы применения кварца

Кварцевый песок используется в самых различных областях – строительстве, промышленности, производстве стекла и других сферах. Хорошо подходит для пескоструя. Его часто применяют для производства строительных блоков и кирпича, а также при изготовлении цементных растворов и всевозможных смесей для укладки асфальта.

Широко используется этот вид песка и в качестве добавки при замешивании штукатурных растворов для наружной или внутренней отделки.

Еще одна область применения кварцевого песка – это изготовление изделий из фарфора и фаянса, которые за счет прочности материала приобретают соответствующие свойства. Также песок используется и при производстве стекла.

Рассматриваемый продукт используют также и в фармацевтической промышленности для производства линз различного типа. Высокие абразивные свойства материала позволяют изготавливать идеально гладкие и прочные стекла.

Нельзя не упомянуть об использовании кварцевого песка в пищевой промышленности, где он успешно применяется для очистки воды. Материал хорошо справляется с задерживанием и поглощением вредных веществ, благодаря чему его активно используют в современных фильтрах.

Заключение

По всему видно, что кварцевый песок – продукт универсальный, обладающий к тому же многими положительными свойствами. Поэтому даже при своей достаточно высокой стоимости он вполне заслуживает внимания со стороны потребительской аудитории.