Кварцевый песок – классификация и эксплуатационные свойства

Крупнозернистый кварцевый песок применяется для создания бетона, производства плитки, которая используется для оформления тротуаров, а также для декорирования ландшафтов. Кроме того, этот материал частично востребован для фильтрации.

Что такое кварцевый песок: состав, характеристики, свойства, вес и плотность

Кварц является преобладающим минералом в природе. Кварцевый песок представляет собой смесь, образующуюся в результате дробления кварца, при этом размер его зерен колеблется в диапазоне от 0,05 мм до 3 мм. Сыпучий кварц может формироваться как в ходе естественного дробления горных пород, так и в результате искусственных процессов. Обычно в необработанном песке можно найти множество примесей, таких как карбонаты, полевые шпаты и другие компоненты, которые влияют на его окраску. Например, если кварцевый песок имеет молочно-белый цвет, это может указывать на то, что он состоит на 99% из кремнезема.

Химический состав кварцевого песка строго регламентирован стандартами ГОСТ. Согласно данным нормативам, он должен содержать не менее 95% оксида кремния, а содержание глинозема не должно превышать 1%. Также допускается наличие железа в пределах 1%, а уровень влажности кварцевого песка должен составлять около 10%.

Характеристики кварцевого песка

Ключевой особенностью кварцевого песка считается его мономинеральный состав, что значительно повышает его ценность в качестве исходного сырья для промышленности. Небольшое содержание примесей в составе позволяет производить высококачественное стекло, которое обладает отличной прозрачностью.

Еще одной важной характеристикой кварцевого песка является его межзерновая пористость. Если сравнивать его с другими материалами, можно заметить, что он обеспечивает оптимальное удержание влаги и останавливает грязь. Поэтому его часто используют в качестве фильтрующего материала, особенно с учетом его высокой износостойкости.

Виды кварцевого песка

• По месторождению – горный, степной, овражный, почвенный, речной, морской, озерный.
• По способу получения – карьерный или дробленый.
• По однородности материнской породы – мономинеральный, олигомиктовый (состоящий из нескольких пород) и полимиктовый (состоящий из множества пород).
• По качеству – необогащенный и обогащенный. В первом случае породу не подвергают постобработке, ограничиваясь разделением на фракции. Во втором случае песок проходит через серию сит, которые отсеивают однородные песчинки и очищают от глинистых и органических примесей (сухим или намывным способом). Все эти действия направлены на улучшение состава и получение материала 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 может быть окрашен в определенные оттенки.

Существуют и другие классификации, например, по географическому положению или особенностям производства. Разновидность песка влияет не только на его качество, но и на цену. Однако следует учитывать, что стоимость одинакового материала также зависит от расстояния его транспортировки.

Характеристики кварцевого песка по ГОСТ

Качество и характеристики кварцевого стекла регламентируются различными стандартами, которые зависят от сферы применения. Например, для стекольной промышленности кварцевый песок долгое время проверялся по ГОСТ 22551-77, однако в 2020 году был введен новый ГОСТ 22551-2019, который включает актуальные дополнения. Для формовочного кварцевого песка используется ГОСТ 2138-91, для строительного – ГОСТ 8736-2014, сварочного – ГОСТ 4417-75. Несмотря на некоторые различия, вызванные спецификой производства, можно выделить общие черты, которые подтверждают средние характеристики кварцевого песка.

Показатели осадочной породы влияют на эксплуатационные свойства, поэтому они играют важную роль в оценке качества. Кварцевый песок демонстрирует гораздо более высокие характеристики, чем обычный песок, что делает его особенно ценным.

Применение кварцевого песка в качестве абразива

Данный материал активно используется в пескоструйных установках, где предназначен для предварительной подготовки поверхностей к окраске и для шлифовки металлических изделий.

Существует три основных типа абразивных материалов на основе диоксида кремния, соответствующих требованиям ГОСТ Р 52381-2005:

• окатанный – речной, с гладкими частицами и высоким содержанием кварца, который обрабатывает деликатно и щадяще;
• дробленный – получается при измельчении кварца, состоит из частиц с острыми и плотными гранями, благодаря чему позволяет сделать гладкими и чистыми любые поверхности;
• мелкодисперсная кварцевая пыль, которая используется для шлифовки стекла и оптических линз.

Однако, в соответствии с пунктом 4.16 СП 2.2.3670-20, использование кварца в качестве абразива ограничивается. Это обусловлено вредным воздействием на органы дыхания, поэтому его применение допускается только в закрытых помещениях и с герметичным оборудованием, управляемым дистанционно. Персонал обязан быть одет в защитные костюмы.

В строительстве и благоустройстве

Кварцевый песок широко используется на всех этапах строительства:

1. При заливке фундамента. Он улучшает прочность конструкции, повышает износостойкость, уменьшает впитывание влаги и предотвращает растрескивание основания дома.
2. При возведении стен. Наполнитель из кварца приводится в строительные растворы и штукатурные смеси, повышая адгезию (прилипание к обрабатываемой поверхности), а блестящие песчинки придают декоративность оштукатуренной поверхности.
3. При укладке полов. Кварц увеличивает прочность напольных покрытий, снижает их износостойкость и продлевает срок службы. Применение такого добавочного материала необходимо при обустройстве наливных полов в местах с высокой проходимостью, таких как магазины, больницы и офисные здания.

Кварцевый песок также используется в ландшафтном дизайне и для обустройства спортивных площадок. Смесь с резиновыми гранулами эффективно заменяет искусственную траву на футбольных полях и теннисных кортах, при этом на такой поверхности не образуются грязь и лужи.

Частицы кварца усиливают прочность дорожных покрытий. В окрашенном виде этот песок используется для нанесения дорожной разметки.

Для строительных работ и благоустройства применяют песок с различными размерами зерен. Чем толще слой, тем крупнее должна быть фракция песка. Крупнофракционное сырье находит применение там, где необходимо создать противоскользящий эффект.

Области применения

• Стекольная промышленность: кварцевый песок является основным сырьем для создания различных видов стекла, включая оконное, посуду, фарфор, зеркала и ряд других стеклянных изделий.
• Фильтрация воды: кварцевый песок используется в системах фильтрации, предназначенных для удаления механических частиц, органических веществ и других примесей.
• Строительство: этот материал применяется для подготовки бетонных смесей и штукатурных работ, а также в процессе производства строительных материалов, таких как кирпич и керамическая плитка.
• Промышленные процессы: кварцевый песок широко используется в различных производственных процессах, таких как пескоструйная обработка, полировка металлов, производство электродов и компонентов с фрикционным сопротивлением, а также в производстве силиконовых изделий.
• Оптические приборы: кварцевый песок находит применение в производстве оптических устройств, таких как линзы, приборы ночного видения, фотоэлементы и другие устройства, требующие прозрачного материала с высоким показателем преломления.

Использование в строительстве

Кварцевый песок активно используется для изготовления различных бетонных блоков и кирпичей. Бетонные блоки с его добавлением имеют спокойную пастельную цветовую палитру, что делает их идеальными для фасадного строительства и декорирования. Эта же характеристика верна и для кирпича. Более того, кирпичи и блоки, произведенные с добавлением кварцевого песка, обладают высокой прочностью. Традиционно кирпичи для печей изготавливаются именно с использованием кварцевого песка.

Особое внимание следует уделить цементу и различным смесям для укладки асфальта. Наиболее качественные варианты производятся на основе песчаного кварца. В современных марках портландцемента обычно присутствует кварцевый песок, что способствует повышению адгезии раствора к поверхности. В некоторых случаях в цемент добавляют такое количество кварцевого песка, что дополнительное внесение не требуется.

Дорогие асфальтовые покрытия также включают песок кварцевого типа. Это особенно важно для дорожных участков с интенсивным движением, когда нагрузка на покрытие значительная. Поэтому и стойкость асфальта должна быть на высоком уровне.

Кварцевый песок является отличной добавкой для штукатурных растворов, как для наружных, так и для внутренних работ. При этом есть возможность выбрать не только подходящую марку по функциональности, но и цвет, что влияет на итоговый оттенок оштукатуренной поверхности.

Растворы на основе кварцевого песка отличаются красотой и надежностью. Они долгое время сохраняют свою целостность, не образуя трещин, а также облегчают процесс получения идеальной гладкости поверхности благодаря выбору кварцевой смеси соответствующей фракции.

Вернуться к оглавлению

Применение в промышленности и водоочистке

Одной из главных характеристик кварцевого песка является однородность его кристаллов, что делает его идеальным материалом для производства стекла.

Марки кварцевого песка

В соответствии с химическим составом, кварцевый песок может относиться к одной из следующих марок:

• ООВС-010-В — высшая марка обогащенного кварцевого песка, используемая для производства тончайшего оптического стекла, свинцового хрусталя и стекла, хорошо пропускающего ультрафиолетовые лучи;
• ООВС-015-1 — первый сорт обогащенного кварца, используемый для создания хрусталя, выдувных цветных и бесцветных художественных изделий, а также для ультрафиолетового стекла;
• ОВС-020-В — высший сорт обогащенного или необогащенного кварца, используемый для производства светотехнического стакла, катализаторов и прессованных изделий;
• ОВС-025-1 — обогащенный материал первого сорта, применяемый для создания стеклянных компонентов в электронной технике;
• ВС-0З0-В — высший сорт как обогащенного, так и необогащенного песка. Из него производят витрины, медицинское, автомобильное, техническое, лабораторное и парфюмерное стекло, стеклянные блоки и обесцвеченное стекло для бутылок и консервной тары, а также сортовую посуду;
• ВС-040-1, ВС-050-1, С-070-1 — обогащенный или необогащенный кварцевый песок первого сорта, из которого делают витринное и техническое стекло, прокат, стеклоблоки;
• ВС-050-2, С-070-2, Б-100-2 — кварцевый песок второго сорта, используемый для производства витринного, автомобильного и технического стекла, проката, изоляторов, стеклоблоков, полубелого стекла для бутылок и консервной тары;
• ПБ-150-1 — обогащенный, необогащенный или усредненный первосортный песок, предназначенный для получения полубелого стекла, пеностекла, труб и изоляторов;
• ПС-250 — состав с низким значением светопропускной способности, используемый для производства стекловолокна, пеностекла, изоляторов и труб;
• Т — необогащенный кварцевый песок, применяемый для создания темно-зеленого бутылочного стекла.

Каждая маркировка, помимо буквенного кода, содержит информацию о фракции, принадлежности к категории и других характеристиках.

Свойства и характеристики

Технические характеристики зависят от происхождения, обработки, наличия примесей в составе.

Кварцевый песок является диэлектриком и устойчив к температурным перепадам. Его кристаллическая структура определяет его прочность, твердость и тугоплавкость.

Основные свойства кварцевого песка включают:

Этот материал характеризуется низкой теплопроводностью и не подвержен деформациям при высоких температурах, что позволяет использовать его для производства огнеупорных изделий и литьевых форм.

Способность кварца поглощать различные токсины делает его подходящим в качестве сорбента в фильтрационных системах. Фильтры с кварцевым песком сейчас активно используются для очистки воды в бассейнах, аквариумах и гидротехнических сооружениях.

Качество и свойства кварцевого песка регламентируются стандартом ГОСТ 22551-77.

Таблица 1. Отличия кварцевого песка от обычного карьерного и речного.