Чем полезен кварцевый песок для человека
Песок – это удивительный природный материал, полезные свойства которого невозможно переоценить. Его уникальные особенности и характеристики, необычные сферы применения, загадки и гипотезы, а также множество другой важной информации вы найдете в этой статье.
КРАТКО О ПЕСКЕ
Песок с давних времен используется в различных сферах деятельности человека: строительстве, изготовлении стекла, медицине, искусстве и многих других. Но человек знает о песке на удивление мало, несмотря на его распространенность. Яркий тому пример – поющие пески. Они издают невероятные звуки, и до сих пор никто не может назвать точную причину этого явления. Существует масса теорий, но ни одна из них не подтверждается исследованиями. Один и тот же песок может издавать звуки на пляже, но «молчать» в лабораторных условиях. И это лишь одно из его удивительных проявлений.
Состав песка в разных точках земного шара не одинаковый. Например, значительную часть Саудовской Аравии занимает пустыня, но страна вынуждена импортировать песок, так как собственный абсолютно непригоден по своим характеристикам для строительства.
Выделяют две основные группы песка:
- Мономинеральные. Состоят на 90 % и больше только из одного минерала: кварца, роговой обманки, слюды или полевого шпата. Оставшиеся 10 процентов представлены большим набором других минералов или останков живых существ (например – раковин). Содержание каждого такого элемента настолько мало, что даже не учитывается.
- Полиминеральные: состоят в основном из двух минералов из перечня мономинеральных песков. Например – полевошпатово-кварцевый вариант, в котором полевого шпата более 50 %, остальное – кварц. Сочетания могут быть любыми, а фактический состав легко определить по названию. Если в указанном выше примере поменять слова местами, получится кварцево-полевошпатовый песок, в котором уже именно кварца больше 50 %, а остальная часть – полевой шпат.
Из-за такого разнообразия какой-то общепризнанной во всем мире классификации просто не существует. Уж очень сильно пески отличаются друг от друга. В первую очередь – из-за происхождения.
По официальной версии, песок является продуктом распада горных массивов. Под воздействием ветра горы постепенно разрушаются, от них отделяются значительные куски, которые и дальше обдуваются ветрами, постепенно рассыпаясь до состояния песка, который, в свою очередь, развеивается ветром по большой территории. Вода выполняет ту же самую работу.
Не все согласны с официальной версией, ведь, по предварительным подсчетам, существующее на планете количество песка просто не может являться результатом разрушения гор, какими бы крупными те ни были. Есть мнение, что определенная часть песка попала на нашу планету из космоса.
По типу добычи песок бывает карьерным и речным, хотя последний далеко не всегда находится именно в реках. Его могут добывать в разных водоемах: озерах, морях или океанах.
Так выглядит песок под микроскопом
САМЫЕ УДИВИТЕЛЬНЫЕ И ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ПЕСКА
Среди всех свойств песка выделяют четыре самые полезные для человека особенности: равномерность высыпаемости, водопроницаемость, рассыпаемость и не сжимаемость.
- Равномерная высыпаемость. Вне зависимости от давления или высоты слоя песка, он всегда будет равномерно высыпаться из отверстия. Например, если взять обычную воронку и насыпать в нее несколько граммов песка, он высыплется из нее с той же скоростью, как и тонна такого же песка, пропущенного через эту же воронку. Благодаря этому свойству возможна работа песочных часов. Разумеется, в зависимости от крупности частичек песка и от их структуры, скорость высыпания будет разной, но один и тот же песок всегда проходит через отверстие с одинаковой скоростью.
- Водопроницаемость. Песок пропускает воду. Чем крупнее частички, тем лучше будет проходить жидкость. В то же время он пропускает только воду и вбирает в себя любые взвеси и примеси. Это принцип работы большинства фильтров. Со временем песок слеживается, становится более плотным и начинает пропускать все меньше воды. Самый мелкий песок, в конечном итоге, может стать и вовсе водонепроницаемым, если взять внушительный его слой.
- Рассыпаемость. Чистый и сухой песок физически не может удерживаться на вертикальной поверхности. В то же время мокрые песчинки отлично сцепляются друг с другом. Оба свойства используются в строительстве, в частности – при изготовлении строительных смесей.
- Не сжимаемость. Песок может слежаться или осесть, потеряв часть объема, но сжать его выше этого предела просто невозможно. Такое свойство помогает распределять давление при помощи песка. Пример: если в емкость насыпать песок и начать на него давить, лишь часть этого усилия будет передаваться на дно емкости. Остальное равномерно распределится по стенкам. Таким эффектом обладает только сухой песок. Мокрый же передаст все усилие строго вниз, на дно.
Неизвестно, когда и где впервые появились песочные часы. С большой долей вероятности, они были известны в Азии еще до Рождества Христова, но в Европе стали известны только в 1339 году
ЛЕЧЕНИЕ ПЕСКОМ
В медицине песок также активно используется. О его лечебных свойствах знали еще древние шумеры – такая информация встречается на их глиняных клинописных табличках. Несмотря на это, только в 1889 году русский врач Парийский Н. В. после проведения экспериментов смог создать качественную систему лечения, которая дошла до наших дней практически без изменений.
Называется лечение песком – псаммотерапия. Общий принцип достаточно прост. Песок отлично накапливает тепло и может равномерно его отдавать на протяжении длительного времени. Кроме того, грани песчинок достаточно острые, чтобы обеспечивать качественный массаж. Сочетание этих факторов и легло в основу методики лечения. Нагретый песок прикладывается к определенному участку тела, качественно его прогревает и массажирует.
Псаммотерапия помогает справиться с болезнями опорно-двигательной системы, суставов, с радикулитом и невритом. Она же способствует снижению веса и положительно сказывается на работе почек.
Благодаря несомненной пользе, доступности песка и простоте процедуры лечения, псаммотерапия распространилась по Европе и России практически мгновенно
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ПЕСКЕ
- В древности песок использовался для краткосрочных записей или расчетов. Его высыпали на гладкую поверхность и писали там, все что требовалось.
- По приблизительным подсчетам, общее количество песчинок на нашей планете приближается к 7 500 000 000. Для сравнения: в нашей галактике около 100 000 000 000 звезд.
- Песчаные замки (зыбучие пески) ежегодно убивают больше людей, чем акулы.
- Если объединить все пустыни Земли, они займут около трети поверхности планеты.
- В чистом виде песок плавится при температуре 1700 градусов. А если в состав добавить простую соду, то понадобится всего 700 градусов.
- В зависимости от состава, песок может быть не только белым или желтым, но также зеленым, красным и даже черным.
Некоторые ученые считают, что уже в ближайшем будущем песок может стать отличным источником энергии. И хотя этого еще не произошло, человечество активно изучает этот простой, но такой интересный и загадочный материал.
Природный кварц в дробленом виде, кварцевый песок, незаменим в промышленности и разнообразных сферах строительства. Его считают одним из наиболее чистых и высокооднородных разновидностей формовочного песка. Статья освещает характеристики этого неорганического минерала и области, в которых он востребован.
Классификация кварцевого песка
По месту нахождения
- Речной — самый чистый. На этот кварцевый песок цена выше, чем на все остальные виды материала.
- Морской — его мелкие песчинки перемешаны с глиняными и алевритовыми частичками. Пользуется не таким большим спросом, как его речной «собрат».
- Овражный — фракции характеризуются острой угловатой формой с шероховатой поверхностью. В общей массе материала содержатся примеси ила и земли. Бетон и растворы штукатурки производят, применяя овражный песок.
- Горный — зерна имеют ту же форму, что и элементы овражного песка.
- Погребной (почвенный). Минерал скрыт грунтовой и глиняной прослойкой. Это фракции острой угловатой формы с шершавой поверхностью. Среди остальных видов песка является самым подходящим материалом для строительства.
По способу добычи
- Природный (окатанный) песок – результат разрушения кварцевых пород вследствие непосредственного воздействия воды, ветра и других природных явлений. Окатанным песок называют из-за округлой и гладкой формы кварцевых зерен.
- Искусственный (дробленый) песок — получают в процессе дробления жилы из кварца. Кварцевую породу взрывают, добывая таким образом разного размера и неправильной, чаще остроугольной формы, минеральные элементы, которые делят на фракции. От природного песка искусственный выгодно отличается мономинеральностью (содержит около 98% оксида кремния IV), однородной массой (не содержит органические примеси), достаточным порогом устойчивости к влиянию факторов химического и механического характера.
По форме и величине зерна
По величине зерна:
- Мелкий песок – размер зерна колеблется от 0,05 мм до 0,25 мм.
- Средний песок – от 0,25 до 0,5 мм.
- Крупный – не меньше 0,5 и не более 3 мм.
По форме зерна:
- Округлый.
- Полуокруглый.
- Остроугольный.
Цветной кварцевый песок
Окрашивают минерал, обрабатывая его особым покрытием с применением эпоксидной и полиуретановой смолы. В результате получают экологически безопасное вещество с широким диапазоном применения.
Свойства окрашенного кварцевого песка
- Достойно выдерживает химические «атаки» — не поддается растворителям.
- Не боится механических искажений, истирания.
- Не выгорает от действия солнечных лучей.
Области применения цветного песка
- Используют в создании литьевых мраморных камней.
- Добавляют в состав полимерного напольного покрытия.
- Входит в состав декоративной штукатурки.
- Присутствует в составе дорожного настила, уменьшающего скольжение.
- Задействован в ландшафтных работах.
- В качестве украшающего элемента активно используют в зоологии, аквариумистике и садоводстве.
- Нашел применение в детском и «хэндмэйд» творчестве.
Отличительные свойства и качества кварцевого песка
Кварцевый песок — вещество, положительной особенностью которого являются крепкие гранулы, хорошо переносящие механическое, природное и химическое деструктивное воздействие.
Чистый кварцевый песок состоит из 99% кремнезема. Состав неочищенного материала богат разнородными примесями: оксидами феррума, марганца и калия, карбонатами, полевым шпатом, глиной, некоторым количеством драгметаллов. Они окрашивают песчинки в желтые и красновато-бурые оттенки. Очищенный кварцевый песок — белый с молочным оттенком материал.
Среди прочих положительных свойств данного вещества:
- мономинеральное вещество с однородной консистенцией;
- обладает высокой межзерновой пористостью;
- отличается большой грязеемкостью и хорошими сорбционными свойствами;
- материал можно окрашивать в любые оттенки и цвета;
- химически инертен — не вступает в реакцию с другими веществами;
- обладает хорошей сыпучестью;
- долго служит — песчинки почти не подлежат истиранию;
- применяется для тормозных конструкций локомотивов и железнодорожных вагонов;
- принимает участие в удалении коррозии металла.
Марки кварцевого песка
Каждой разновидности формовочного кварцевого песка присвоена маркировка. Выражена она следующими артикулами: класс-номер среднего сита основной фракции-принадлежность к категории. На практике это выглядит так: марка 2КО63А указывает на сосредоточенность зернового состава природного кварцевого песка класса 2К, категории А. Все марки и обозначения качества кварцевого песка содержит гост 2138-84.
Добыча и обработка кварцевого песка
Дно речек и обводненные каналы — территория добычи этого вида песка путем гидромеханической выемки. Материал также получают открытым способом в карьере.
Следующий процесс — обогащение, в ходе которого добытый материал основательно промывают и очищают от различных примесей. Этот трудоемкий и затратный процесс является обязательным условием подготовки песка к будущему его применению в различных областях человеческой деятельности.
Затем кварцевый песок сушат при 800°C и с помощью сит-грохот делят на фракции:
- песок — смесь зерновых элементов размером 0,1 — 0,4 мм;
- крупный песок — размер частиц составляет 0,5 — 1,0 мм;
- кварцевая мука — имеет размер меньше 0,1 мм;
- кварцевой крошкой называют зерна размером от 1 мм.
Области применения кварцевого песка
Хорошие сорбционные свойства этого вида песка сделали его незаменимым материалом для работы очищающих водных фильтров, для фильтрационных систем, которые очищают воду в бассейнах.
В фильтры загружают преимущественно дробленый кварцевый песок — у него небольшая насыпная плотность и хорошая пористость. Такие показатели дают возможность не только фильтровать большой объем воды, но и улучшают ее качество. Окатанный кварцевый песок вымывается быстрее, чем дробленый.
Стойкость материала и его невосприимчивость к факторам различного происхождения объясняют широкое применение песка из кварца в производстве цемента, декоративно-отделочных элементов, асфальта; использование в оштукатуривании фасадов и внутренних помещений, для декоративной дизайнерской работы. Высокие показатели однородности делают возможным добавление песка в состав сухих смесей, бетон и полимербетон, его использование в пескоструйных работах как насыпного вещества.
В строительстве всем параметрам материала придают большое значение. Например, плотность кварцевого песка в рыхлом виде составляет 1500 кг/м3, однако может возрасти до 1700 кг/м3. У вещества с таким показателем плотности более высокие гигиенические характеристики — это чистый сухой кварцевый песок, который вполне можно задействовать в процессе ремонта в жилище.
Кварцевый песок применяют в изготовлении стекла, фаянса и фарфора, стекловолокна, эмали, лакокрасочных изделий, в литейной промышленности.
Как дугогасящий элемент, материал пригоден в создании электрических предохранителей. В распиловке камня, в процессе шлифовки линз кварцевый песок нашли применение абразивные качества песка. С песком из кварца связано производство стали и огнеупорных изделий. Еще одна сфера, где кварцевый песок пользуется большой популярностью, — ландшафтный дизайн.
Сухой кварцевый песок в виде подложки нашел применение в создании площадок для вертолетов, обустройстве территорий для стадионов, кортов для игры в теннис, футбольных полей и беговых дорожек.
Самым оригинальным способом использует кварцевый песок промышленность общественного питания — на песке готовят кофе.
Молочно-белый кварц является разновидностью кварцевых минералов. Выполняя промышленный рассев и дробление, получают кварцевый песок, который выделяется однородностью состава. Кварц — это самая распространенная горная порода на поверхности, 60 % земной коры состоит из песка. Это породообразующий минерал большинства пород магматического и метаморфического происхождения. Естественный экологически чистый элемент человечество использует в производстве, промышленности и строительстве. Именно мономинеральный состав обладает возможностью адсорбции, высокой выносливостью к физическому воздействию, адгезионными свойствами и мощной температурной устойчивостью.
Что такое кварцевый песок? Виды
SiO2— оксид кремния или продукт распада гранитов. Получается как естественным путем, так и искусственным. Независимо от способа получения качественный материал проходит очистку и деление на фракции. Самый мелкий вид доходит до 0,05 мм, самый крупный до 3 мм. Лучшие свойства песка наблюдается в том случае, когда в нем содержится максимальное количество кварца, выделяется белесым или полупрозрачным цветом. Любая примесь добавляет тон или цвет. Так же как и со всеми зернистыми материалами, большое значение имеет кубовидность, шершавость, минимальная лещадность. При дроблении кварца получается большое количество гладких остроугольчатых фактур, которые малоэффективны как в производстве, так и в строительстве.
При добыче кварца изъятая структура вместе с глиной (каолином) поставляется на перерабатывающие предприятия. Растворение в воде, последующее обезвоживание, прокаливание, фракционирование приводят кварцевый песок к товарному виду.
Требования к песку кварцевому: долженсодержать не более 10 % влаги, примесиглины и оксида железы не должны превышать 1 % каждый элементов. По сути это качественный чистый состав оксида кремния. Не везде требуется 98 %. Для силикатного производства материал разделяют на три группы А, В, С, которые соответственно содержат 70, 60, 50 процентов SiO2. Специфика производства разных изделий также предъявляет разные требования к кварцевому песку. Существует классификация по назначению:
- 1. Т — для производства из темного стекла;
- 2. С — для производства из светопрозрачного стекла;
- 3. Б — бесцветные изделия;
- 4. ПБ — полубелые;
- 5. ПС — светопрозрачность пониженная;
- 6. ВС — высокая светопрозрачность;
- 7. ОВС и ООВС — степени высокой светопрозрачности изделий.
Применение кварцевого песка
В строительстве
Чистый состав SiO2 применяется для создания железобетонных изделий и смесей в пастельных оттенках. Так бетонные блоки, силикатный кирпич с однородным веществом служит для декоративных и отделочных работ.
Это же касается и штукатурных составов, применяемых для наружных и внутренних работ. Растворы с измельчённым кварцем являются самыми надёжными и эстетичными. Мелкий и чистый состав противостоит появлению трещин, способствует получению гладкой поверхности.
Современный способ выравнивания пола, называется наливным. Особенность в том, что человек не прикладывает никаких усилий для создания ровной и гладкой поверхности. В составе смеси измельченный кварц, который способствует равномерному растеканию.
Большинство смесей для соединения и наполнения на торговых полках представлены в необходимой смешанной пропорции. Часто производителями строительных материалов приобретается мономинеральный состав, которые являются идеальными для создания устойчивых растворов.
Только самые дорогие дорожные покрытия для обеспечения прочности и долговечности включают оксид кремния в состав. Акцент идет на дороги с увеличенной нагрузкой, в них требуется высокая прочность асфальта.
Кварцевый песок в промышленности
Посуда большинства видов производится с использованием чистого мелкого кварцевого песка. Прочность — основное качество, которое обеспечивается оксидом кремния стеклу, фаянсу и фарфору. Это оконное и техническое стекло, автомобильное, лабораторное, тарное, изоляторов, керамической плитки.
Эта специфика перетекает в фармацевтическую промышленность, где вещество используется для оптических линз как прозрачных, так и разноцветных. Высокая абразивность позволяет создавать гладкими и прочными.
В литейном производстве на его основе создаются формы.
Теплопроводность песка позволяет сохранять нагрев довольно-таки продолжительный промежуток времени. Свойство используется как на производстве, так и в быту. Например, полотенцесушитель электрический, нагревается и долго держит температуру.
В обработке металла и камня применяется для шлифовальных и гравировальных работ. Станции технического обслуживания, завод по производству машин и оборудования, камнеобрабатывающие предприятия, ювелирные мастерские используют пескоструйную технику. Технологический процесс состоит в том, что воздух, перемешанный с острыми зернами, под давлением подается через шланг под сильным напором.
В водоочистных сооружениях
Адсорбация (концентрирование веществ на поверхности или в объеме) — то свойство, которое необходимо для создания современных фильтров. Способность поглощение всех мельчайших примесей применяется в очистных сооружениях, в пищевой промышленности и производстве бытовой техники. Недостаток песка в том что его надо постоянно менять. Положительная сторона: кварцевый песок — полезный компонент, который питает воду микроэлементами. Менее качественный материал используют для фильтрации воды в бассейнах.
Читайте также:
Преимущества и недостатки известнякового щебня;
Что нужно для строительства дома;
Сколько весит один куб строительного песка?;
Песок – уникальный природный материал;