Что такое кварцевый песок. Применение и свойства кварцевого песка

Кварцевый песок

С развитием инновационных технологий сегодня не каждый материал может похвастаться содержанием натуральных компонентов без токсических примесей. В перечень абсолютно экологически безопасного сырья входит кварцевый песок. Компания «Инеско» добывает этот натуральный материал в Бурцевском и Сухобезводненском месторождении в Нижегородской области. Помимо экологичности кварцевый песок обладает отличными физико-химическими свойствами. Он обеспечивает прочность и надежность изделий во многих производственных отраслях.

Кварцевый песок особо популярен в стекольном производстве, в изготовлении силикатных кирпичей. Материал широко используется для добавок в бетонные смеси, а также в качестве фильтрующих компонентов.

Как образуется кварцевый песок?

Согласно исследованиям ученых, около 60 процентов земной коры содержит кварцевые включения. Это самая распространенная горная порода на Земле. Материал обладает магматическим происхождением, а основным элементом в ней является диоксид кремния – кварц.

По размерам самый мелкий кварцевый песок бывает всего 0, 05 мм, а самый крупный – 3 мм. Мелкие фракции схожи с пылью. Наибольшей ценностью обладает кварцевый песок, отличающийся полупрозрачностью или белым цветом. Такой оттенок считается показателем повышенного содержания кремния. При посторонних включениях цвет кварца меняется в сторону оттенка этих примесей.

Внешний вид зависит от обработки кварцевого песка. Зерна могут иметь различную форму и текстуру поверхности:

округлые;
кубического типа;
с острыми гранями;
с шершавыми и неровными уголками.

Такой набор показателей считается наиболее качественным, но жесткие требования к кварцевому песку применяются не повсеместно, поэтому возможно использование и более дешевых сортов.

К примеру, в производстве силикатных кирпичей в содержании кварцевого песка чистый кремний может присутствовать в процентном составе от 50 до 70 %. Требования зависят от используемой технологии и определенных стандартов на производстве.

Характеристики

Главная характерная особенность кварцевого песка – это то, что материал считается мономинеральной смесью. Благодаря данному показателю определяется и ценность сырья. При незначительном содержании посторонних включений из кварцевого песка изготавливают стекло. Отличительная особенность материала для стекольной промышленности – это высокая прозрачность.

Также к важной характеристике кварца относят его пористость между зернами. Если сравнить кварцевый песок с другими сыпучими материалами, то первый обеспечивает оптимальную грязеемкость. Благодаря данному показателю его часто применяют в качестве фильтрующих элементов.

Минеральный песок – это уникальный материал, обладающий внушительным перечнем высоких эксплуатационных свойств:

кварц – химически инертен, и не вступает в реакцию с другими веществами;
высокие показатели плотности;
насыпной параметр – не меньше 1, 5 тонны на куб. метр;
истинная плотность – не менее 2, 7 тонны на куб. метр;
устойчивость к истиранию;
длительный срок службы;
отсутствие радиационного излучения;
высокий уровень адсорбции;
легкое окрашивание (для применения украшений в ландшафтном дизайне);
теплопроводность – 0, 32 Вт/м;
температура плавления – 1050–1700 градусов;
удельный вес – от 1600 до 1700 кг/м3.

Основными нормами, которыми руководствуются при производстве кварцевого песка, являются стандарты ГОСТ 22551-77.

К физическим свойствам относятся:

дробимость – 0, 3;
истираемость– 0, 1;
применение по радиоактивности – 1 класс;
твердость – 7 по шкале Мооса;
стойкость к отрицательным температурам и температурным перепадам.

К особенно важному показателю относится именно плотность материала. Согласно этому показателю, определяются подходящие условия для хранения, наилучшие способы перевозки сырья и перемещения его с помощью нужного оборудования.

Плотность обладает различными значениями, и, как правило, этот показатель зависит от содержания дополнительных веществ, характера зерен, фракции. Плотность бывает 2 видов:

Насыпная или реальная.
Условная или истинная.

Истинную плотность можно узнать только в лаборатории. Существуют определенные методы, с помощью которых определяется не приближенный, а точный параметр. Обычно, на производственных предприятиях не требуется определение истинной (условной) плотности. Как правило, на производствах интересуются только насыпной плотностью.

Ключевые моменты при определении плотности:

Насыпная плотность рассчитывается исходя из соотношения общего веса материала к его объему. Обратите внимание, что в данный параметр также включены воздушные пространства между зернами и поры в самих частицах. Данный показатель зависит от влажности.
Истинная плотность – это постоянная величина, так как она определяется путем соотношения материала (без воздушного пространства) к объему. Влажность в этом случае не может повлиять на значение плотности. Насыпная плотность практически всегда меньше условной. Истинная плотность зависит от структуры и химического состава кварцевого песка.

К косвенным значениям прочностных характеристик материала относятся твердость, дробимость и истираемость. Для определения этих показателей частицы кварцевого песка помещают на металлический вращающийся механизм. Существуют и другие способы: образцом царапают зерно, затем данный процесс проводят в обратном порядке. Также пользуются методом сжатия определенных видов фракций.

Отличия кварцевого песка от обычного речного

Обыкновенный песок, как правило, намывается из речных вод. Размеры песчинок и фракция, цветовая гамма такого сырья напрямую зависят от происхождения. Обычно песок речной обладает средней фракцией и повышенным уровнем природной очистки. В нем редко попадаются глинистые примеси.

Кварцевый песок природного происхождения получается путем дробления гранитных пород. В отличие от своего речного собрата материал однороден и состоит только из одной разновидности минералов. По внешнему виду кварцевое сырье также отличается от речного. Оно обладает однородной структурой, без посторонних примесей, и светлым оттенком. Фрагменты его чаще неправильной квадратной формы с острыми краями. И, напротив, речной, обкатанный водой, песок имеет круглую правильную форму, в нем могут присутствовать илистые включения.

Кварц характерен большей впитываемостью грязи, по сравнению с речным песком. Прочность первого намного выше. Именно из-за своих прочностных качеств и устойчивости к истиранию, кварцевый песок пользуется высокой популярностью во многих сферах промышленности и производства. Ценовая категория его, разумеется, выше обычного песка. Речной аналог не отличается особыми уникальными свойствами и применяется, преимущественно, для засыпки котлованов, заполнения строительных смесей, детских песочниц.

Кстати, кварцевый песок использовать для детского творчества на игровых площадках категорически не рекомендуется. Многих людей привлекает безупречный внешний вид материала – чисто белый или полностью прозрачный, и они приобретают кварцевый песок для заполнения песочниц, не думая о его специфических характеристиках.

Кварцевые смеси – это, как правило, искусственные материалы. Песок получается в результате дробления материала. Песчинки его могут быть в виде самых мелких фракций и похожих на мелкодисперсную пыль. Зерна неокатанной формы острые и колючие на ощупь. В отличие от речного песка, с кварцевым играть неприятно и небезопасно.

Пыль от кварца может стать настоящим бедствием для здоровья детей и даже привести к онкологическим заболеваниям и проблемам с дыхательной системой. У кварцевого песка множество преимуществ, но только для практических целей, а не для игровых. Единственный плюс нахождения кварца в песочнице – это уникальный белоснежный цвет. Лучше использовать данный вид песка в других целях – строительной сфере, стекольном производстве, литейной промышленности и т. д.

Классификация

Кварцевый песок имеет множество предназначений. Его функциональные свойства зависят от разновидности: формы зерен, фракции и других критериев.

По месту нахождения

Чистый материал, содержащийся на природных месторождениях, добывается не только в нашей стране, но и других государствах. Мелкие фракции образуются в результате естественного раскола крупных фрагментов гранитных пород. Компания «Инеско» добывает кварцевый песок на Бурцевском и Сухобезводненском месторождениях.

В зависимости от природного местонахождения минерала материал подразделяется на следующие разновидности:

Горный. Соответствует своему названию и происходит родом из горной местности, песчинки отличаются острыми краями и шероховатой поверхностью.
Речной. Является более чистым материалом, без посторонних включений.
Морской. Может содержать глинистые компоненты.
Овражный. В состав входят иловые элементы, края песчинок шершавые и острые.
Почвенный. Находится под слоем грунта и глины, обладает шершавостью.

Самый ценный и дорогостоящий вид – это речной. Такая категория материала не требует дополнительного очищения.

Диоксид кремния добывается различными способами. К распространенному методу относится также обогащение. Кварцевый песок тщательно очищают от глинистых примесей и вносят дополнительно гравийную смесь. В результате фракция у обогащенного кварцевого песка достигает 3 мм.

В зависимости от характера своего появления в природе материал подразделяется на 2 типа:

Первичный. Появляется путем естественного дробления гранита. Размещается такой кварц под почвенными или глинистыми слоями. Такой разрушенный материал располагается в одном месте долгий период, во время которого на него не воздействует влага, кислород и ультрафиолет. Материал добывается карьерным способом. Затем сырье перерабатывают и отправляют на ж/д - или автотранспорте. В обработку включено удаление примесей глины и доведение сырья до оптимального уровня влажности. Сухой песок распределяется по фракциям и фасуется в мешки, либо поставляется навалом.
Вторичный. Материал появляется путем механического влияния воды на гранитную породу. С помощью водных потоков глыбы с материалом постепенно размываются, гранитные осколки переносятся на речное дно. Такое сырье имеет окатанную округлую форму. Со дна его извлекают с помощью специального оборудования. Затем массы транспортируют на предприятия по переработке.

Песок природного происхождения – это материал с округлыми формами, получившимися вследствие воздействия водяных потоков. Искусственный отличается характером своего появления – в результате дробления горных пород. Острые мелкие фрагменты далее разделяются по размерам – фракциям.

По размеру и форме зерен

По фракциям песок из кремнезема подразделяется на несколько разновидностей:

Пылевидный – относится к самой мелкой фракции, размеры зерен в ней не превышают 0, 1 мм;
Мелкий – песчинки могут быть от 0, 1 до 0, 25 мм;
Средний – размер частичек колеблется от 0, 25 до 0, 5 мм;
Крупный – фракция состоит из зерен от 1 до 3 мм.

Независимо от фракции кварц превосходно вбирает в свою структуру всевозможные примеси и загрязнения, влагу, поэтому его широко используют для водных фильтров и производства строительных смесей.

По цветовой гамме

Природная кварцевая порода обладает белым цветом или прозрачным светлым оттенком. Желтый и коричневый цвет песка достигается путем воздействия глинистых примесей и других посторонних включений. Кварц также специально окрашивают в различные яркие оттенки – для декора. Такой материал используют в ландшафтном дизайне.

Переработка сырья

Для получения чистого натурального сырья из кварца используется специальное оборудование и транспортные средства на месторождениях. Песок, используемый в качестве строительных материалов, может добываться вблизи предприятия на местах его природного залегания, поэтому его себестоимость оказывается небольшой. Для добычи песка с определенными свойствами часто требуется поездки в дальние регионы, что сказывается на увеличении цены. Материал транспортируют фасованными в специальных прочных мешках – биг-бегах.

Не стоит покупать высококачественное сырье с определенными характеристиками, если того не требует технология. Например, для строительства небольшой дачи можно привезти обыкновенный песок. Для изготовления силикатного кирпича или стекла существуют специальные нормы, уже потребуется качественный кварц, который не способны заменить другие, более дешевые аналоги.

Марки кварцевого песка

Материалы с одним и тем же названием могут отличаться друг от друга химическим составом и назначением. Кварц для производства стекла классифицируют на несколько марок:

С – используется для производства прозрачной стекольной продукции;
ВС – из кварцевого песка этой марки производят стекло с высоким уровнем прозрачности;
ОВС и ООВС – применяется для сложных изделий с высоким уровнем прозрачности;
ПС – пониженная степень прозрачности;
ПБ – полубелые цвета;
Т – обозначает изделие темного зеленого цвета;
Б – используется для производства стекла с отсутствием цвета.

Помимо марки указывается номер фракции и категория материала.

Применение кварцевого песка

Для каждой разновидности фракции существует определенные сферы использования: производство строительных материалов, сельское хозяйство, нефтяная промышленность и др.

Пылевидная

Широко востребованы гранулы такой фракции для строительства и литейной промышленности. Также пылевидный кварц используется при производстве антипригарных покрытий в сковородах, противнях и кастрюлях, электротехнических приборах. Керамика и лакокрасочные составы также создаются с помощью пылевидной фракции. Основными характеристиками данной категории, на которые нужно обращать внимание при приобретении, считаются чистота состава без дополнительных химических веществ, оптимальная влажность материала и белый цвет.

Мелкозернистая

Применяется в качестве дополнительного материала при производстве сухих декоративных штукатурных смесей и наливных полов. С мелкозернистой фракцией изготавливают жаростойкие формы в металлургической промышленности. С помощью мелких зерен проводят пескоструйную обработку.

Среднезернистая

Гранулы кварца среднезернистой фракции отлично справляются с фильтрацией воды. Они хорошо задерживают посторонние примеси и очищают жидкость от различных элементов, действуя наподобие сорбентов. За их способность впитывать грязь и нежелательные вещества, такие кварцевые частички пользуются широким спросом для очистки питьевой воды, нефти и стоков на промышленных предприятиях. Также среднезернистая фракция подходит для производства сухих строительных составов и наливных полов.

Крупнозернистая

Популярна также в области фильтрации воды. Крупные зерна в этом случае играют роль нижнего слоя сорбирующего элемента. Применяется для производства наливных полов на крупных промышленных предприятиях.

Кварц для строительных работ и ландшафтного дизайна

Строительство и декор – это, конечно, не самые главные сферы в использовании кварцевого песка, но именно в этих нишах данный материал обладает высочайшей популярностью. Из него изготавливают бетонные и цементные смеси, делают отсыпку площадок, устанавливают дренажные системы и т. д.

Для производства сухих строительных смесей используются, преимущественно, мелкие фракции. Их применяют при восстановительных процессах в работе с бетоном, для кладки кирпичей, наливного пола. С мелким кварцем осуществляют гидроизоляцию помещений и изготавливают пропитки, мастики и лакокрасочные составы для ухода за бетонными покрытиями.

Благодаря привлекательному внешнему виду кремнезема его широко используют для декоративной отсыпки и украшения малых архитектурных форм.

Производство стекла

Стекло содержит до 73 процентов кварца «стекольной марки». Для производства стекольной продукции допускаются материалы с высоким содержанием кремнезема и отсутствием железа, титана и хрома, которые способны придать готовым изделиям темный тон. Для стекольных марок характерны такие свойства, как мономинеральность и повышенная пористость между песчинками.

Из стекольного песка производятся:

бутылки;
банки;
стекла для автомобилей, окон, витрин, дверей;
оптическое стекло;
стекольные блоки.

Литейная промышленность

Для литейной промышленности необходим специальный вид кварцевого песка – формовочный. Он содержит не менее 90 % кремнезема и не больше 2 процентов примесей глины. Благодаря своему составу формовочный песок обладает высокой огнеупорностью и стойкостью к повышенной влажности.

Кварц смешивают с другими связующими компонентами, в результате чего образуется формовочная смесь. Из нее создают шаблонные формы, в которые заливается жидкий металл. Затем форму деформируют и извлекают готовое изделие. Кварцевый песок полностью отвечает условиям литейной промышленности – не вступает в реакцию с металлическими элементами и содержит химически нейтральный состав.

Пескоструйная обработка

Кварцевый песок используется для абразивной обработки изделий из различных материалов. С помощью частичек с острыми гранями полируют покрытия и удаляют коррозийные образования, загрязнения. Кварц – это прочный материал, поэтому его можно использовать повторно. Для абразивной обработки гранулы помещают в пескоструйное оборудование, и под сильным напором они подаются на поверхность, требующую очистки.

Список сфер применения кварца достаточно обширен:

строительство зданий и сооружений;
декоративные штукатурки, сухие смеси и наливные полы;
металлургия (изготовление литьевых форм повышенной жаропрочности);
покрытие для футбольных полей и игровых площадок;
изготовление стекла и стекловолокна;
производство силикатного кирпича, бетона, брусчатки;
дополнительные элементы к корму животных;
электротехнические приборы;
для творческих работ и изобразительного искусства;
ландшафтный дизайн;
производство железобетонных смесей.

Кварц улучшает качественные характеристики автомобильных дорог, наделяет полотна прочностью и износоустойчивостью. Особенно важна для автодорог стойкость к истиранию. С помощью кремнезема удается добиться высокой надежности и долговечности покрытия в условиях значительных нагрузок и большой степени проходимости.

Износоустойчивое покрытие для некоторых разновидностей посуды также создается с привлечением кварца. Также кварцевым песком дополняют фарфоровые и фаянсовые изделия, стеклянные элементы. С помощью кремнезема удается достичь повышенной прочности и приятного блеска поверхности. Лабораторная посуда, для которой предъявляются высокие требования по прочности и устойчивости к химическому воздействию, технические, автомобильные и оконные стекла – все эти изделия дополняются кварцем.

На этом сферы применения кварцевого песка не заканчиваются. Без этого материала нельзя обойтись при изготовлении оптических линз. С помощью кремнезема готовые экземпляры обретают гладкую, прозрачную и прочную поверхность. Кварц отлично сохраняет тепло, поэтому его широко используют для производственных и бытовых целей. С дополнением частичек кремнезема создаются электронагревательные аппараты. Кварцевые элементы включены в систему спирали накаливания, что позволяет ей быстрее прогреваться и сохранять нужный температурный режим продолжительный период.

Кварц обладает уникальной способностью впитывать в свою структуру различные вещества, в том числе и вредные элементы. Именно поэтому песок заслужил высокую популярность в качестве фильтрующего вещества. Его используют в различных гидросооружениях. Сорбирующие свойства кварца применяют не только для очистки питьевой воды, но и для фильтровальной техники. Например, в водопроводах и бассейнах, промышленных фильтрационных оборудованиях необходим кварц. С помощью этого материала задерживается грязь и тяжелые металлы. Отметим, что кварц не только очищает, но и обогащает воду полезными микроэлементами.

Существует огромный перечень специфических работ, где также используется кварцевый песок. К примеру, кремнезем необходим при производстве генераторов ультразвука и электрических предохранителей. Его применяют даже при создании ювелирных украшений. Кварцевые частички встречаются в тормозных системах ж/д транспорта, их используют в качестве грунтового слоя в аквариумах.

Один из самых нестандартных способов применения кварца – это приготовление кофе. Бодрящий напиток готовится не на привычных источниках тепла, а в нагретой песчаной смеси.

Можно бесконечно перечислять сферы использования этого уникального и полезного материала. Сырье необходимо, как для примитивных работ при отсыпке, так и производстве сложной техники и дорогостоящих украшений. Если вам необходимо приобрести кварцевый песок для определенных целей, позвоните нашим менеджерам – специалисты подберут для вас идеальный подходящий вариант по назначению.

Вопросы и ответы

Чем отличается кварцевый песок от обычного?

Главное различие кварцевого песка от обыкновенного, который мы привыкли наблюдать в детских песочницах и при отсыпках котлованов – это отсутствие посторонних элементов и однородность сырья. Чтобы получить однородную смесь, на производстве кварцевый песок поддается тщательной обработке, очистке и просушке до оптимальной влажности. На материал у компании должны иметься все соответствующие документы – сертификаты. Если вы сомневаетесь в качестве товаров, обязательно требуйте сопутствующую документацию. Кварцевый песок сложно спутать с обычным – это, как правило, мелкодисперсная смесь, без посторонних глинистых и каменистых включений.

Где применяется кварцевый песок?

Кварцевый песок – это уникальный материал с широким спектром применения. Самая активная область его использования – это строительство. Из него делают бетонные смеси, наливные полы, декоративную штукатурку, плитки, силикатные кирпичи и многое другое. Кварцевый песок – это обязательный компонент при производстве стекла. С помощью его абсорбирующих свойств проводится фильтрация воды на гидросооружениях, в бассейнах, аквариумах и т. д. Кварцевые песчинки применяются для создания форм в литейной промышленности и для пескоструйного оборудования, в качестве декора для ландшафтного дизайна и в изобразительном искусстве. Также кварцевые смеси – это прекрасный амортизирующий материал для спортивных полей и дополнительное сырье для дорожных покрытий.

Какого цвета кварцевый песок?

Кварц имеет особую ценность в строительстве и промышленности, материал отличается от обычного карьерного и речного песка не только по размерам песчинок, но и по их окраске. Как правило, мономинеральное кварцевое сырье обладает чистым белым или молочно-белым оттенком, бывает полностью прозрачным. Кварц может быть с незначительным количеством посторонних включений, которые придают ему желтоватый или коричневый оттенок. В таких гранулах могут находиться следы органики, грунта или глины.

Чем полезен кварцевый песок?

Одним из полезных свойств кварцевого песка считается его способность к высокой абсорбции. Именно поэтому материал стали применять в фильтрующих системах. Увеличенная грязеемкость помогает удалять вредные примеси, задерживать посторонние включения в воде и нивелировать действие вредных элементов и тяжелых металлов. Благодаря этому полезному свойству вода обеззараживается, в резервуарах с кварцевыми фильтрами отсутствуют опасные для организма органические вещества и включения, вредоносные бактерии. Песок используют для очистки в бытовых целях и промышленном назначении, также этот материал используется, как фильтрующий элемент для нефтепродуктов.

В Крыму есть специальные пляжи, где используют кварцевый песок в лечебных целях. Песчаная смесь помогает при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Также песочные показаны при радикулите, рахите, артрозе, неврологических и гинекологических болезнях. В спа-салонах кварц используют для уходовых процедур за телом.

Чем отличается кварцевый песок от речного песка?

В первую очередь эти два схожих материала отличаются своим происхождением. Речной песок добывается со дна реки. Его цвет и размер песчинок зависят, прежде всего, от места добычи. Речной песок обладает округлой формой, которая образовалась вследствие постоянного воздействия воды. Его размеры, как правило, средние, в речном материале практически отсутствуют глинистые включения, так как природная степень очистки довольно высока. Кварцевый песок добывается на месторождения путем дробления пород. В отличие от сырья природного происхождения кварц обладает мономинеральностью, однородностью и острыми гранями.

Как рассчитывается насыпная плотность кварцевого песка?

Насыпная плотность – это важный параметр для определения веса песка. У кварца это значение варьируется от 1 100 до 1300 кг/м3, что считается довольно низким показателем. У обычного карьерного песка плотность может превышать 1,6 тонны на куб. метр. Более точное значение определяется в зависимости от фракции и влажности. Крупный песок с высокой влажностью обладает большей насыпной плотностью.

С помощью насыпной плотности можно рассчитать затраты на транспортировку сырья. Например, если требуется перевезти песок с параметром 1 100 кг/м3 общим объемом в 100 кубометров, то для самосвала с грузоподъемностью 10 тонн потребуется сделать 11 рейсов.