Песок как полезное ископаемое используется при производстве
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 19 февраля 2020; проверки требуют 22 правки.
У этого термина существуют и другие значения, см. Песок (значения).
Изображение стеклянного песка, дюнного песка, кварцевого песка, вулканического песка, кораллового песка, гранатового песка и оливинового песка. Образцы из Монголии, Эстонии, Гавайев и материковой части США (1×1 см каждый)
Тяжёлые минералы (тёмные) в кварцевом песке пляжа (Ченнаи, Индия).
Крупным планом чёрный вулканический песок из Периссы, Санторини, Греция
Изрытые песчинки из Западной пустыни[en], Египет. Питтинг (ржавчина) является следствием переноса ветра.
Песчинки жёлтого строительного песка под микроскопом
Песо́к — рыхлая осадочная горная порода, а также искусственный материал, состоящий из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца (вещество — диоксид кремния). Слово «песок» часто употребляется во множественном числе («пески́»), но форма множественного числа имеет и другие значения. Природный песок представляет собой рыхлую смесь зёрен, образовавшихся в результате разрушения твёрдых горных пород, размером 0,16—5 мм, масса одной песчинки может варьироваться от десятых долей микрограмма до нескольких миллиграмм. В зависимости от условий накопления могут быть аллювиальными, делювиальными, лимническими, морскими, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков, имеют более округлую, окатанную форму.
Виды песка[править | править код]
В торговле[править | править код]
В торговле строительный песок классифицируется по месту происхождения и произведённой обработке:
- Карьерный песок — неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования.
- Речной песок — добывается из русла рек, отличается высокой степенью очистки и отсутствием более крупных обломков и глинистых примесей.
- Карьерный мытый песок — добывается в карьере путём промывки большим количеством воды, в результате чего из него вымывается глина и пылеватые частицы.
- Карьерный сеяный песок — добываемый в карьере просеянный песок, очищенный от крупных больших фракций. Применяется при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, в приготовлении асфальтобетонных смесей.
- Тяжёлый искусственный песок — рыхлая смесь зёрен, получаемая механическим дроблением горных пород — гранитов, мраморов, известняков, туфов, пемзы, а также шлаков различной плотности и происхождения. Форма зёрен искусственных песков, в отличие от натуральных, получается остроугольной, а поверхность — шероховатой. Искусственные пески используются в основном как заполнитель в декоративных растворах и в штукатурках, когда нужно получить эффект ощутимой фактуры накрывочного слоя на наружных поверхностях[1]. Искусственные пески применяются для любого слоя штукатурки, крупность зёрен при этом может быть разной, зависит от вида раствора и устанавливается проектом. Обычно она принимается равной крупности природных песков. При изготовлении искусственного песка из каменноугольного шлака в переработку берётся хорошо отгоревший уголь, без примесей несгоревших частиц и каменных пород, с низким содержанием серы, — от этого будет зависеть качество накрывочного слоя. При выполнении декоративной штукатурки из искусственного песка, полученного из определённой горной породы или шлака, вместе с ним для экономии может использоваться щебень, крошка и даже пудра этой же породы, от чего качество фактуры накрывочного слоя часто даже выигрывает[1].
Стоимость песка[править | править код]
Цена на песок зависит, прежде всего, от характеристик песка, а также напрямую связана с удаленностью песчаного карьера от районов потребления песка или от крупных строительных объектов.
Самым дешёвым песком является карьерный природный песок, то есть песок, добытый в карьере и не прошедший последующей его обработки. В этом песке, как правило, присутствуют комки глины, а также большое количество пылистых и глинистых частиц.
После обработки стоимость песка существенно повышается. Например, сеяный песок, который получается путём просеивания карьерного природного песка (из него удаляются мелкие камни, комки глины и другие инородные предметы), может стоить уже в 1,5—2 раза дороже своего предшественника. Мытый песок, получаемый путём промывки карьерного природного песка в воде, стоит примерно в 1,5 раза дороже сеяного и примерно в 2—3 раза дороже природного песка.
Расположение песчаного карьера также влияет на стоимость добываемого в нём песка. Так, средняя стоимость песка, добываемого в Московской области, значительно выше средней стоимости песка, добываемого в Калужской области. А цена песка, добываемого в 50 км от Москвы, превышает стоимость аналогичного песка, добываемого в карьере, расположенном в 100 км от столицы.
Применение[править | править код]
Широко используется в составе строительных материалов, для намывки участков под строительство, для пескоструйной обработки, при возведении дорог, насыпей, в жилищном строительстве для обратной засыпки, при благоустройстве дворовых территорий, при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, используется для бетонного производства. При производстве железобетонных изделий, бетона высоких марок прочности, а также при производстве тротуарной плитки, бордюров, колодезных колец используют крупнозернистый песок (Модуль крупности 2,2—2,5). Мелкий строительный песок используется для приготовления накрывочных растворов. Кроме того, песок является основным компонентом при изготовлении стекла.
Строительный речной песок довольно широко применим в различных декоративных (смешивают с различными красителями для получения специальных структурных покрытий) и отделочных работах готового помещения. Он также выступает компонентом асфальтобетонных смесей, которые используются в строительстве и укладке дорог (в том числе и для строительства аэродромов), а также в процессах фильтрования и очистки воды.
Кварцевый песок используется для изготовления сварочных материалов специального и общего назначения.
Ежегодное потребление песка и гравия во всём мире превышает 40-50 млрд тонн. Страны мира, лидирующие по потреблению песка: Китай, США, Тайвань, Гонконг, Сингапур, Германия[2][3].
Радиоактивность песка[править | править код]
Практически все пески относятся к 1-му классу по радиоактивности по ГОСТ 30108-94 (удельная эффективная активность естественных радионуклидов в них не превышает 987 Бк/кг, исключения могут составлять только дроблёные пески), то есть радиационно безопасны и пригодны для всех видов строительства без ограничений.
Встречаются радиоактивные чёрные пески.
Чёрные пески[править | править код]
В природе существуют так называемые чёрные пески, встречающиеся в различных уголках земного шара. Они состоят из тёмноцветных тяжёлых минералов и образуются в результате вымывания более лёгких и светлых минералов. Чаще всего основными их минералами являются гематит, ильменит, магнетит. Такие пески часто образуют россыпные месторождения. На 1981 год в чёрных песках были обнаружены 50 минералов из 8 тысяч известных в то время, а также множество редкоземельных элементов[4].
В некоторых прибрежных областях земного шара, например, на пляжах Индии, Бразилии, Украины — на северном побережье Азовского моря встречаются радиоактивные чёрные пески[5]. Радиоактивность таких песков в Приазовье в среднем — от полусотни до трёхсот микрорентген в час, но в некоторых случаях может достигать 1000 микрорентген в час. Основную их массу составляет нерадиоактивный ильменит (содержит титан), однако основная часть радиации исходит от содержащегося в них монацита. Чёрные пески Приазовья также часто обогащёны редкоземельными элементами. Такие пески образуются в результате естественных геологических процессов и сразу после появления имеют чёрный цвет и блестят подобно металлам. По данным исследований Азовской научно-исследовательской станции МГУ, в Приазовье самые радиоактивные из таких песков расположены в районе оснований кос между Мариуполем и Бердянском[6].
Инженерно-геологическая классификация[править | править код]
| Наименования песка по крупности | Наименование песка по плотности сложения | ||
| плотный | средней плотности | рыхлый | |
| Гравелистый, крупный или средней крупности | e<0,55 | 0,55≤e≤0,70 | e>0,70 |
| Мелкий | e <0,60 | 0,60≤e≤0,75 | e>0,75 |
| Пылеватый | e <0,60 | 0,60≤e≤0,80 | e>0,80 |
| Значение степени влажности | Наименование песка по степени влажности |
| 0 < SR ≤ 0,5 | маловлажный |
| 0,5 < SR ≤ 0,8 | влажный |
| 0,8 < SR ≤ 1,0 | насыщенный водой |
| Наименование пылевато-глинистого грунта | Число пластичности | ||
| супесь | 0,01 ≤ IP ≤ 0,07 | ||
| суглинок | 0,07 < IP ≤ 0,17 | ||
| глина | IP > 0,17 | ||
| Наименование и консистенция пылевато-глинистого грунта | Значение индекса текучести | |
| Супесь | твердая | IL < 0 |
| пластичная | 0 ≤ IL ≤ 1 | |
| текучая | IL > 1 | |
| Суглинок или глина | твердые | IL < 0 |
| полутвердые | 0 ≤ IL ≤0,25 | |
| тугопластичные | 0,25 < IL ≤ 0,50 | |
| мягкопластичные | 0,50 < IL ≤ 0,75 | |
| текучепластичные | 0,75 < IL ≤ 1 | |
| текучие | IL > 1 | |
К просадочным относятся пылевато-глинистые грунты со степенью влажности SR < 0,8, у которых величина индекса просадочности Iss меньше следующих значений:
| 0,01 ≤ IP < 0,1 | 0, 1 ≤ IP < 0,14 | 0,14 ≤ IP < 0,22 |
| Iss < 0,1 | Iss < 0,17 | Iss < 0,24 |
См. также[править | править код]
- Песчаник
- Эоловые отложения
- Дюна
- Бархан
- Поющий бархан
- Зыбучий песок
- Пески строительные
- Дресва — природный мелкий щебень.
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Геологический словарь / Под общ. редакцией А. Н. Криштофовича. — М., 1965. Т. 2.
- Петтиджон Ф.Дж., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. — Изд-во МИР. — М., 1976. 316 стр.
- Качинский Н. А. Физика почвы. — М., 1965. Ч. 1.
Ссылки[править | править код]
- Песок это горная порода. Физические свойства, описание, месторождения и фото
- ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия”
- ГОСТ 4417-75 «Песок кварцевый для сварочных материалов». Дата обращения: 16 декабря 2020.
- Сокровища под ногами — фотографии частичек песка под микроскопом.
Песок образуется при разрушении горных пород, которое вызывается ветром и водой. В первом случае образуются угловатые песчинки с острыми гранями. Во втором они имеют округлую и плавную форму. Вода омывает песчинки, постепенно стесывая острые края, а вот ветер этого сделать не может.
Горные породы – это один или несколько типов минералов, образующих единую массу. Самый простой пример – обычные горы. По структуре горные породы бывают рыхлыми и твердыми.Вода отесывает песчинки, поэтому речной песок имеет округлую форму
О ПЕСКЕ И ЕГО СОСТАВЕ
Состав песка напрямую зависит от его происхождения. Самый распространенный элемент – кварц. Он встречается повсеместно. Кроме него в песке содержатся и другие породы. Если это хризолит, то песок будет зеленым, при наличии магнетита или гематита песок выглядит черным и так далее.
Черный песок обычно не является аномалией, но между Мариуполем и Бердянском (Украина) часто встречаются черные пески с радиоактивностью от 300 до 1000 микрорентген (безопасный уровень – до 50 микрорентген в час).В составе этого песка много красного известняка
От состава зависит не только цвет песка, но и область его применения. К примеру, очищенный кварцевый песок используется как основной элемент в составе фильтров для воды и из него же делают стекло. Но самое распространенное применение песок нашел в сферах ремонта, строительства, отделочных и дорожных работ, производстве бетона.
В мире также встречается «поющий песок». Если идти по нему, он начинает издавать странные звуки. Причина этого явления учеными до сих пор не установлена.
ВИДЫ СТРОИТЕЛЬНОГО ПЕСКА
Строительный песок разделяется на 2 вида: речной и карьерный. Каждый из них имеет свои особенности, характеристики, свойства и сферу применения.
Песок речной
Речной песок добывают со дна водоемов или из пересохших русел. В первом случае песок поднимается со дна насосами, установленными на барже, затем фильтруется, сортируется и разделяется по составу. Во втором случае добыча мало чем отличается от карьерной.
Речной песок выделяется небольшим количеством мелких примесей и однородностью. То есть практически все песчинки похожи друг на друга, ничем не отличаются по составу, чего нельзя сказать о карьерном песке.
Единственным недостатком речного песка является его стоимость, которая выше цены хорошего карьерного песка примерно на 10–30 %.
Качественный речной песок обязан соответствовать требованиям ГОСТа 8736–93.
Речной песок разделяется по размеру песчинок на три категории.
- Очень мелкий – величина песчинки до 2 мм;
- Мелкий – величина песчинки от 2 до 2,5 мм;
- Средний – величина песчинки более 2,5 мм.
В зависимости от характеристик, речной песок используется при обустройстве детских площадок, в сфере ландшафтного дизайна, для отделки помещений, при изготовлении бетона, строительных растворов и сухих смесей.
Добыча речного песка
Песок карьерный
Карьерный способ добычи песка простой и дешевый, что сказывается на стоимости песка. Требуется распространенная техника, типа бульдозеров и экскаваторов, которая набирает материал в карьере, после чего тот просеивается, фильтруется и разделяется по чистоте и размеру песчинок.
По типу обработки (или ее отсутствия) выделяют три типа песка, добываемого таким способом: грунт, сеяный и мытый.
- Песчаный грунт – это самый дешевый тип карьерного песка, который вообще не подвергается никакой очистке. В строительстве практически не используется. Применяется для выравнивания рельефа или засыпки траншей.
- Сеяный карьерный песок уже более дорогой. Он обрабатывается механическим способом. Проще говоря, он просеивается через большое сито от самых крупных примесей и частиц. После такой обработки этот тип песка становится более однородным, хотя примесей в нем все равно остается много. Может применяться в процессе закладки фундамента, изготовления строительных растворов и штукатурки.
- Мытый карьерный песок – самая дорогая разновидность. Он обрабатывается водой и тщательно просеивается. В результате получается очень чистый, практически лишенный примесей материал, который по своим свойствам мало отличается от речного, но по цене выходит дешевле. Такой песок используется для изготовления железобетонных конструкций, возведения построек, при строительстве дорог, а также производстве кирпича и бетона.
Слева направо: песчаный грунт, сеяный песок и мытый песок
Карьерный песок так же, как и речной, обязан соответствовать определенным требованиям, иначе его нельзя будет использовать.
Характеристики карьерного песка
Значение
Удельный вес (г/см3)
1,5-1,8
Насыпная плотность* (т/м3)
1,65
Радиоактивность** (класс)
1–3
Влажность (%)
5–7
Примеси (%)
3–4
Коэффициент фильтрации* (м/сутки)
0,5–7
*Плотность не утрамбованного песка. Может изменяться из-за утряски или влажности.
**Природные строительные материалы могут быть радиоактивны. Для жилых помещений допускается использование материалов 1-го класса (менее 370 Бк/кг). Для промышленных построек и дорог – 2-го класса (до 740 Бк/кг). Для дорог вне населенных пунктов – 3-го класса (до 2800 Бк/кг). Безопасный для человека только 1-й класс.
Бк/кг – Беккере́ль на килограмм массы материала. Назван в честь французского ученого Антуана Анри Беккереля. Используется с 1975 года для определения радиоактивности объекта.Песчаный карьер – 2 человека!
СМЕСИ НА ОСНОВЕ ПЕСКА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Песок используется не только отдельно, но также входит в состав песчано-гравийных и щебеночно-песчаных смесей. Песчано-гравийная смесь разделяется на две группы – природная и обогащенная.
- Природная песчано-гравийная смесь используется при изготовлении раствора, который в свою очередь применяется для производства бетона. Добывается природная песчано-гравийная смесь таким же способом, как и обычный песок.
- Обогащенная песчано-гравийная смесь применяется в ландшафтном дизайне (для выравнивания территории), а также для выравнивания дорог и изготовления бетона. Такой тип смесей является производным из природных видов. После добычи в природную смесь добавляется нужное количество гравия или песка, чтобы в конечном итоге получилась необходимая разновидность обогащенной смеси.
Характеристики песчано-гравийных смесей
Природная
Обогащенная
Содержание гравия (зерно более 5 мм, %)
10–95
15–75
Допустимый размер зерен гравия (мм)
10–70
10, 20, 40 или 70*
Количество глинистых и пылевидных примесей (%)
5
3
Радиоактивность (класс)
1–3
1–3
*В обогащенной смеси большая часть зерен должна быть одного размера.
Работа в карьере была основной повинностью для крепостных с. Ширяево
- Щебеночно-песчаная смесь похожа на песчано-гравийный вариант, но вместо гравия используется щебень. Процесс добычи, сортировки и фильтрации также практически не отличается, за исключением того, что щебеночно-песчаные смеси делятся на 11 разновидностей. Все они используются для укладки дорог.
Щебеночно-песчаная смесь марки С1-С2 может использоваться для создания дорожного основания и дорожного покрытия. Во втором случае щебня должно быть более 50% размером более 5 мм. Марки смеси С3-С6 и С9-С11 подходят для укладки дополнительных слоев дорожного покрытия, а С4, С5, С10 и С11 – для укрепления обочин дороги.
Песок и различные песчаные смеси используются в строительстве на протяжении всей известной истории человечества. Кто начал их использовать впервые – неизвестно. Технологии развивались, появлялись новые составы, смеси, сферы применения, но главным компонентом оставался, остается и будет оставаться еще очень долгое время именно песок.
Такая смесь подходит для укрепления обочин дороги
В современном мире строительство зданий, от маленьких частных домиков до колоссальных небоскребов, давно уже поставлено на поток. Технологии позволяют строить дома быстро и качественно, обеспечивая личным жильем, рабочим местом или просто зданием для развлечений все человечество. Но, как бы далеко не зашел нынешний прогресс, одним из основных компонентов для строительства все еще остается самый обычный песок.
Да, нельзя сказать, что это редкий материал. Его можно встретить, просто гуляя по улице. Можно увидеть на детских площадках. Естественно, его достаточно на пляжах. Но откуда же песок берется изначально? Как и где происходит его добыча? Рассмотрим в нашей статье ответы на данные вопросы.
Что такое песок
Песок – это рыхлая осадочная горная порода, являющаяся самым популярным строительным материалом, который не принадлежит к рудным. Размер одной песчинки варьируется от 0,16 до 5 мм. Данный материал образовывается при разрушении горных пород. Чаще всего, песок практически полностью состоит из вещества под названием диоксид силиция (химическая формула – SiO2). Его еще называют кремнеземом. Бывают белые, желтые и даже черные пески. Последние, кстати, могут отличаться радиоактивностью, так что для промышленных и бытовых нужд их использование опасно.
Различия по месту добычи
В плане локаций добычи песка в крупных масштабах существует два основных вида – речной и карьерный. Карьерный песок добывается в карьерах, и пусть добыча производится в действительно крупных объемах, но особым изначальным качеством такое сырье похвастаться не может.
Другое дело – речной песок. Исходя из названия, добывают его в речках, доставая со дна. Качество этого песка заметно отличается – отсутствуют крупные вкрапления лишних элементов и примеси глин.
Способы добычи песка
В подавляющем большинстве случаев добыча песка происходит одним из двух способов. В случае карьерного песка задействуют открытый способ. Кстати, он является более дешевым, чем второй и требует не так много техники.
Перед началом добычи песка открытым способом на месте добычи производятся вскрышные работы. Проще говоря, верхний слой земли попросту снимается, дабы минимизировать лишние примеси в составе добываемого сырья. Работы проводятся, благодаря скреперу и бульдозеру. Затем, оформив траншеи и проложив пути для техники, начинается процесс добычи. Так или иначе, но получаемое сырье нельзя назвать высококачественным, потому полученный песок также подлежит очистке от различных примесей разными способами.
Второй способ – гидромеханический. Его задействуют во время добычи песка из русел рек. Для осуществления данного метода необходим понтон или специально оборудованное судно. Они необходимы, чтобы якоря и тросы с оборудованием для добычи были надежно зафиксированы на поверхности реки. Алгоритм таков: вниз, в воду, опускается мощный насос вместе с разрыхливающим устройством. Устройство «взбивает» обрабатываемую поверхность, а насос, в свою очередь, всасывает пульпу (комбинация песка с водой) в гидроотвалы. Там уже происходит фильтрация песка от лишних примесей, а вода – стекает обратно в речку.
Таким образом, второй способ не только не вредит окружающей среде (воду ведь возвращают в реку, никакого осушения), но и позволяет получать песок более высокого качества. Единственными недостатками данного способа являются его более медленная скорость, по сравнению с первым, а также более высокая стоимость.
Если вы планируете купить песок для своих целей, внимательно изучите документы на свое приобретение. Особое внимание уделите ГОСТам песка. Не каждый из них подойдет для строительных, или наоборот – для декоративных работ.
Добыча песка в России
В мире, в отличие от полезных ископаемых, за год используется просто титанический объем песка вместе с гравием – 40 миллиардов тонн в год. В самой России наиболее объемными месторождениями песка могут похвастаться Воронежская, Ленинградская, Московская, Нижегородская, Самарская и Смоленская области. Конкретно морской и речной виды песка встречаются на Азовье, около Финского залива, Невы, а также в Ленинградской области.
Егановское месторождение, расположенное недалеко от станции Раменское, интересно тем, что там идет промысел кварцевых песков.
Сотни единиц автотранспорта, а также составы железнодорожного транспорта ежедневно перемещают по стране тысячи тонн песка от песчаных карьеров и речных русел к заводам, промышленным точкам и прочим «жаждущим».
Применение песка
Песок является очень важным строительным материалом. Посему, добыча строительного песка необходима для создания таких вещей, как цемент, кирпичи, штукатурка, бетон. Также он используется, как абразивный материал, для обработки поверхностей. Песок является основополагающим элементом для стеклодувной промышленности, ведь именно благодаря кремнезему мы имеем стекла в окнах и зеркала на стенах. Также песок используют в чистом виде для создания тех или иных насыпей, в строительстве дорог и как декоративный элемент для украшения фасадов частных домов, дач, детских площадок и как «покрытие» для искусственных пляжей.