– 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.

Сегодня кварцевый песок применяется в различных областях деятельности человека: строительстве, промышленности и иных областях. Материал справедливо считается одним из самых однородных и чистых по своей природе.

Имеет прочные гранулы, которые отлично справляются с природным, механическим и химическим разрушительным воздействием. В его составе важную роль играет кремнезем, на который приходится 99% вещества. В неочищенном виде в материале присутствуют оксиды марганца, железа, а также глина, полевой шпат и даже немного драгоценных металлов. Благодаря им крупицы получают красновато-бурый и желтоватый тон. После очищения кварцевый песок становится белым или же может иметь молочный оттенок.

Основными достоинствами кварцевого песка считаются:

• однородная структура;
• материал экологически чистый, не оказывает негативного влияния на здоровье людей;
• округлая форма;
• возможность окрашивания в любой цвет;
• превосходные сорбционные характеристики;
• высокий уровень пористости и грязеемкости;
• высокая прочность, стойкость к истиранию;
• химическая инертность;
• не выгорает от действия прямых солнечных лучей.

Кварцевый песок применяется в следующих сферах:

• производство бетона или кладочного раствора для строительных работ;
• при изготовлении полимерных напольных покрытий;
• формирование дорожного настила, придает противоскользящий эффект;
• изготовление искусственных мраморных камней с помощью вибролитья;
• проведение ландшафтных работ;
• изготовление декоративной штукатурки;
• в качестве украшающего элемента активно используют в зоологии, аквариумистике и садоводстве;
• нашел применение в детском и «хэндмэйд» творчестве.

Кварцевый песок обладает превосходными сорбционными характеристиками, поэтому он широко используется для изготовления водных фильтров и фильтрующих, а также дренажных систем. Для этого лучше всего подходит материал мелкой фракции. Благодаря отличной пористости и высокой плотности он в состоянии повысить качество воды и очистить жидкость значительного объема.

Материал используется при изготовлении цемента, бетона, асфальта и штукатурок. Это объясняется высокими характеристиками однородности и прочности. При проведении пескоструйных работ он служит насыпным веществом.

Чем выше плотность песка, тем выше его гигиенические свойства, поскольку он является очищенным от посторонних включений. Такой материал станет оптимальным при жилищном ремонте. Также его применяют при производстве стекловолокна, фарфора, фаянса, ЛКМ, стекла и других материалов.

Разновидности песка в зависимости от его добычи

Наиболее чистым является речной кварцевый песок. Поскольку он отличается максимально высокими эксплуатационными характеристиками, стоимость этого материала самая высокая. В морском песке имеются алевритовые и глиняные включения, поэтому он не настолько популярен, как речной материал.

Также кварцевый песок может добываться из оврагов. Особенностью такого материала является наличие острых углов и шероховатой поверхности. В его составе могут встречаться кусочки грунта и ила. Овражный песок используется при изготовлении штукатурных растворов и бетона. Аналогичную форму имеет и горный материал.

В строительстве чаще всего используется погребной песок. Он находится под слоем глины и грунта, добывается в специальных карьерах. Материал отличается шершавой поверхностью, он имеет особую угловатую острую форму.

Как видно, кварцевый песок применяется в самых различных областях. Он представлен различными видами в зависимости от плотности, размера фракции, формы, происхождения и других параметров. Познакомившись с особенностями каждого из них, можно подобрать наиболее подходящий песок для конкретных целей и задач.

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.

Кварцевый песок представляет собой материал, который имеет природное происхождение и отличается такими характеристиками, как химическая инертность, устойчивость к разрушению, прочность, а также возможность сорбирования. Чаще всего его используют при фильтрации нефтепродуктов и воды, для производства отделочных и строительных материалов, а также при создании бассейнов. Теперь обо всём подробнее.

Фильтрующая способность

Кварцевый песок для фильтров используется гораздо чаще, чем любой другой природный материал. Дело в том, что его пористость по сравнению с обычным дроблёным песком является намного большей. Это, в свою очередь, обеспечивает ему высшую грязеемкость и сорбционную способность, благодаря чему из воды выводятся даже такие элементы, как марганец и растворённое железо. По этой же причине кварцевый песок для бассейна, искусственного пруда или озера, а точнее, для их системы фильтрации, применяют практически всегда. Рекомендованные фракции в этих случаях находятся в пределах от 0,4 до 6,0 миллиметров.

Использование в строительстве

Широкое применение кварцевый песок имеет в строительной сфере, в частности, при создании полиуретановых и эпоксидных полов. В данном случае он должен иметь крупнозернистую фракцию. Использование этого материала при изготовлении штукатурки и обусловлено его высокой химической устойчивостью, механической устойчивостью к дроблению и стиранию, а также цветовой стабильностью. Мелкие фракции хорошо подходят для проведения пескоструйных работ при бетона и металла. Материал применяется также и при производстве искусственного камня.

Прочие сферы

Всем вышеперечисленным использование кварцевого песка не ограничивается. Он зачастую применяется при строительстве тепличных систем дренажа, бурении водных скважин, в качестве подкормки для домашней птицы, а также в виде наполнителя для электрических изоляторов и В последнее время эту можно встретить в аквариумном и ландшафтном дизайне.

Производство

Будучи довольно распространённым природным материалом, кварцевый песок прямо из карьера в фильтры, строительные материалы либо прочие сферы применения напрямую не попадает. Это можно в первую очередь объяснить тем нюансом, что для решения определённых задач необходимо подбирать подходящую фракцию. Помимо этого, в песке обычно имеется большое количество разнообразных примесей, в связи с чем материал нуждается в предварительной обработке, которая представляет собой довольно сложный процесс.

Особенности применения

Появлению готового к использованию кварцевого песка предшествует сразу несколько операций, среди которых очистка сырья от примесей, сушка, фракционирование, дозировка и фасовка. При этом ни в коем случае нельзя недооценивать важность фракции для этого материала, ведь в отдельных отраслях промышленности (к примеру, при производстве стекла) она играет ключевую роль. Еще одним важным критерием, которым характеризуется кварцевый песок, является отсутствие у него химической реакции. Это касается, прежде всего, строительства, ведь после затвердевания цементных растворов или бетона могут наступить нежелательные последствия.