Кварцевый песок в мешках – чем отличается белый от обычного и где применяется

Кварцевый песок – материал, получаемый при дроблении породы, содержащей кварц. Сам кварц молочно-белый, но примеси – глины, полевые шпаты, оксиды железа, придают песку разный цвет, от желтого до красно-бурого.

Сыпучий кварц получают 2 способами: методом природного дробления или искусственного. В первом случае материал включает добавки, что сказывается не только на цвете, но и на физических свойствах. Вторым методом получают чистый песок высокой однородности с заданным размером зерна.

Технические характеристики кварцевого песка ГОСТ 51641 2000: как выглядит, описание

Материал от обычного сырья отличают 3 важных параметра. Он мономинеральный, то есть состоит из твердых частиц одинакового минерального состава. Это обеспечивает полную идентичность химических и физических свойств материала. Он однороден: зерна имеют очень близкие размеры, но из-за высокой межзерновой пористости материал впитывает влагу и грязь.

Документ описывает требования к материалам, используемым для производства стекла: от оптического до зеленых бутылок и стекловолокна.

Параметры кварцевого песка регламентирует ГОСТ 51641 и 22551-77.

Состав и формула

Белый кварцевый песок получают дроблением минерала. Это обеспечивает его высокую однородность и общность химического состава. Основное вещество – кремнезем, его формула – SiO2. Примеси составляют не более 0,5, реже 1%.

Объем и характер примесей регламентирует ГОСТ. Так, материал класса ООВС-010-В – для оптического стекла, включает 0,1% оксида алюминия, до 0,01% оксида железа. Сыпучий кварц для оконного стекла может включать 0,6% оксида алюминия и 0,04% окиси железа.

Содержание кремния

В зависимости от степени чистоты он может содержать от 99,8 до 98,5% кремнезема. Материал имеет молочно-белый цвет, форма зерен может быть круглой, полукруглой и угловатой.

Свойства

Химические и физические свойства обусловлены параметрами основного вещества. Для кварца это диоксид кремния. В нормальных условиях он находится в модификации альфа-кварца. Такая форма обладает крайней устойчивостью к действию химически активных веществ и очень прочна.

Химические показатели

Кремнезем – кислотный оксид, не реагирует с водой. В нормальных условиях вещество вступает в реакцию только с плавиковой кислотой и фтороводородом. С кислотами практически не реагирует. При сплавлении может вступать в реакцию с щелочами, основными оксидами с получением силикатов – соли сложного состава.

Физические

Кварцевый песок прозрачен, но из-за кристаллических дефектов приобретает белый цвет. Размеры зерна – от 0,05 до 3 мм. Это диэлектрик, то есть не проводит электрический ток при отсутствии примесей. Огнеупорен, тугоплавок.

Насыпная и удельная плотность

Плотность строительного, речного или карьерного песка – соотношение массы к объему вещества. Величину называют также удельной массой. Этот показатель у белого кварцевого песка достигает 2,65–2,75 г/куб. см.

Но в отличие от твердых плотность сыпучих материалов может изменяться в зависимости от примесей, влажности, пористости:

1. Модуль крупности – чем меньше зерно, тем плотнее материал и тем ближе величина к удельной плотности. Параметр зависит от фракции: показатель пылевидного кварца с частицами менее 0,1 мм практически совпадает с абсолютным значением. Крупнозернистый песок с зернами до 3 мм в диаметре, имеет другие характеристики.
2. Рыхлость или пористость – зависит от количества пустот в материале этот показатель легко изменяется при динамических воздействии, увлажнении, вибрации.
3. Влажность – регламентируется ГОСТом. При влажности от 3 до 10% кварцевые зерна обволакиваются водой, что увеличивает их объем и снижает плотность. Если содержание воды увеличивается до 20% и больше, жидкость заполняет пустоты: песок перестает быть рыхлым и его плотность заметно возрастает.
4. Примеси – глина, пыль, соли также влияют на показатели. Кварцевый песок искусственного дробления таких добавок не содержит. Почвенный может включать и глину, и илистые частицы.

При расчетах и покупке ориентируются на среднюю – насыпную, плотность, которая в какой-то мере учитывает наличие пустот и пор. Величина эта меньше удельной плотности. Для белого кварца составляет 0,68–0,72 г/куб. см.

Температура плавления

Кристаллическая решетка белого кварца обеспечивает высокую стойкость к температуре. Его температура плавлении – 1713–1728 С. Это один из самых пожаробезопасных строительных материалов.

Предел прочности

Предел прочности при сжатии зависит от характеристик горной породы. Для кварца эта величина составляет 260 МПа.

Другая характеристика прочности – твердость по Моосу. Оценивают параметр по способности изучаемого материала царапать предыдущий образец. Кварц – один из эталонов. Его показатель – 7.

Класс опасности

Пески, добываемые из горных пород, относятся к 1 классу. Удельная активность радионуклидов, содержащихся в них, не превышает 370 Бг/кг. Сыпучий кварц можно использовать для производства строительных оптических материалов для коммерческих и бытовых объектов.

Преимущества и недостатки

Белый кварцевый песок получают взрывом порода и дроблением. Таким образом добиваются одинаковых размеров зерна, но сами частицы имеет угловатую неправильную форму. Эти качества и определяют плюсы и минусы материала.

Преимущества таковы:

1. Песчаные фракции очень однородны. Дроблением и просеиванием получают зерно совершенно точного, установленного размера.
2. Материал однороден, то есть сохраняет одинаковые физические и химические свойства по объему. Бетоны и штукатурные смеси на основе сыпучего кварца не расслаиваются, высыхают равномерно.
3. Угловатые шершавые зерна обеспечивают высокую адгезию. Это свойство ценят и при сооружении фильтров: при неправильной форме частицы имеют большую поверхность для контакта с жидкостью и эффективней очищают ее.
4. Сыпучий кварц красив. Его можно окрашивать.

В садоводстве материал из одинаковых блестящих зерен выглядит намного привлекательнее обычного речного песка.

Недостатки следующие:

1. При производстве материала выделяется тонкая кварцевая пыль. Она оседает в легких, что приводит к развитию силикоза. Работают с мелкой фракцией в респираторах.
2. Естественная влажность сыпучего кварца относительно велика. Песок может смерзаться на морозе.
3. Стоимость дробленого белого кварца высокая.

Для фильтрующих систем важен такой параметр как истираемость. У кварца он очень низкий.

Виды

Кварцевый песок классифицируют по способу получения, величине зерна, назначению. Это позволяет быстро установить, какой материал требуется для тех или иных целей.

Крупный (крупнозернистый)

Белый кварц дробят на зерна разного размера и делят на фракции. Каждая из них имеет свое назначение.

Крупный – это песок с размерами частиц от 0,5 до 1 мм. Материал с величиной гранул от 1 до 3 мм чаще называют кварцевой крошкой.

Крупная фракция служит наполнителем для строительные материалов, используется для получения бетонных смесей, строительных блоков, тротуарной плитки и прочего.

Кварцевую крошку применяют в ландшафтном дизайне: делают насыпные клумбы, дорожки, создают обрамление для декоративных элементов. Материал можно окрашивать. Цветную крошку включают в состав мозаичной штукатурки, как элемент аквариумного грунта.

Мелкозернистый (мелкий)

Параметры частицы – от 0,1 до 0,25 мм. Это лучший материал для пескоструйной обработки. Мелкие частицы подают под давлением воздуха или жидкости на обрабатываемую поверхность. Самая известная сфера применения – обработка стекла пескоструем для создания изображений или орнаментов.

Мелкозернистая фракция – основа для шпатлевки, краски, абразивов для шлифовки.

Пылевидный кварц с размерами гранул менее 0,1 мм используют для получения дорогостоящих строительных смесей – для наливных полов, например.

Среднезернистый

Величина частиц – от 0,25 до 0,5 мм. Эта фракция идет на изготовление фильтров, так как соотношение между пористостью и грязеемкостью здесь оптимальное. Среднезернистый песок хорош для очистки питьевой воды, сточных вод, нефти. Про арболитовые блоки с облицовкой читайте в этой статье.

Используют материал для декоративных штукатурок – особенно структурных, бетонов.

Среднюю фракцию используют при строительстве футбольных полей и спортивных площадок.

Обогащенный

Сыпучий кварц добывают также из водоемов или русел рек. Такой материал содержит намного больше примесей, в том числе илистых и глинистых. Чтобы сделать песок более качественным, его обогащают.

Кварцевый песок просеивают и просушивают при высоких температурах, чтобы избавиться от лишней влаги.

Обогащение – это выделение главного вещества, в конкретном случае – сыпучего кварца. Исходный материал промывают, очищая от почвенных примесей. Затем в специальных аппаратах избавляют от оксидов металлов, от фракции тяжелых металлов.

Обогащенный сыпучий кварц ни в чем не уступает дробленому кварцу. Производство его обходится дороже, но у обогащенного чистого речного песка есть преимущество: частицы имеет округлую правильную форму.

Дробленый

Добытый в горах белый кварц дробят и получают зерна определенного размера. Песок очень однороден, легко делится на фракции. Обычно сушка и промывка не проводятся, но в отдельных случаях материал очищают от органических примесей и пыли. Про размеры стеновых бетонных блоков читайте тут.

Формовочный

Особый вид песка. Это осадочная порода, рыхлая, с высокой естественной влажностью, включает кварцевые частицы диаметром от 0,1 до 2,4 мм и глину. Доля кремнезема в нем 90%, доля оксидов железа – от 0,12 до 1%. Отличие от других видов – глина в составе. О производстве шлакоблока в домашних условиях читайте по этой ссылке.

Формовочный крупный песок применяют для получения толстостенных отливок, мелкий – тонких отливок методом литья в землю. Чистый материал с минимумом примесей подходит для литья сталей, жирный, с повышенным содержанием глины – для чугунных и цветных сплавов.

Это сырье извлекают из недр в специальных карьерах.

Сухой

Оценивают материал и по уровню влажности. Для некоторые работ естественное содержание влаги в сыпучем кварце оказывается слишком большим. Из чего делают цемент в домашних условиях узнайте здесь.

1. Сухой – песок, высушенный до воздушно- сухого состояния. Применяется в агрегатах для пескоструйной обработки на пару с фракционным материалом.
2. Прокаленный – совершенно обезвоженный песок. Его прогревают при температуре чуть выше 100 С, влага испаряется даже из глубоких пор. Так обрабатывают пески, которые долго хранились.

Оптический

В производстве стекла применяют кварцевый песок с самым высоким содержанием кремнезема и с самой малой долей примесей. Различают следующие категории:

1. ООВС – кварцевый и жильный песок высшего и 1 сорта. Доля кремнезема в нем не менее 99,8%, допустимая примесь окиси железа – 0,01%. Используют его при изготовлении оптического стекла, увиолевого, бессвинцового хрусталя, цветных и бесцветных изделий ручной выработки, включая произведения искусства.
2. ОВС – предназначен для стеклянных изделий высокой светопрозрачности. Содержание оксида кремния в сырье – 98,5–99%, оксида железа – до 0,015%. Это сортовая посуда, светотехническое стекло, сигнальное, стеклянные элементы для электронной техники.
3. ВС – из него делают светопрозрачную продукцию: листовое, оконное, автомобильное, лабораторное, медицинское стекло. Доля кремнезема здесь – не менее 98,5%, допускаются включение оксида железа до 0,04%, и окиси алюминия – до 0,6%. Сырьем служит кварцевый песок, кварцит 1 или 2 сорта как обогащенный, так и необогащенный.
4. С – предназначен для производства изделия обычной светопрозрачности. Сюда относят техническое и оконное стекло, стеклоблоки, стеклопрофилит, консервную белую тару и прозрачные бутылки.
5. Б – из сыпучего кварца этой категории изготавливают изделия без цвета. Это стекловолокно для электротехники, трубы, консервная тара, пеностекло, изоляторы.
6. ПБ – служит сырьем для получения строительного стекловолокна, блоков, изоляторов, аккумуляторных банок;
7. Т – применяется для изготовления зеленых и коричневых стеклянных бутылок. Это кварц, молотый песчаник и необогащенный кварцит.

Состав писаных смесей, используемых для получения стекла. Регламентирует ГОСТ 22551-77.

Как добывается белый кварцевый песок

Различают первичный и вторичный кварц. Первый получают при распаде породы, которая долго находилась под пластом глины и почвы. Его добывают из горных пород, в карьерах и перевозят на обработку. Глины растворяют, кварц дробят, просеивают, распределяют по фракциям. При необходимости материал просушивают. Читайте про разницу между карьерным и речным песком.

Вторичный кварц извлекают со дна рек и озер с помощью насоса и переносят на участок накопления. Затем сырье обогащают, просушивают, делят на фракции.

Вторичный кварц – минерал, подвергающийся действию воды. Течение переносит материал с места на место, обычно он накапливается на дне. Про сухую универсальную смесь М 150 расскажет этот материал.

Где применяется

Применение кварцевого сыпучего песка осуществляется для разных нужд:

1. Силикатное стекло получают только из кварцевого песка. Для изготовления оптически чистого материала, прозрачной стеклянной тары, стекловолокна применяют сырье с разными показателями.
2. В огромных объемах материал требуется при строительстве: сыпучий кварц входит в состав бетонов, штукатурных смесей, составов для укладки. Ограничение – его высокая стоимость по сравнению с обычным.
3. Кварц нужен для изготовления фаянсовых и фарфоровых изделий.
4. Очистка воды – на основе кварца создают самые разные фильтрующие системы.
5. Для производства огнеупорных материалов также нужен сыпучий кварц.

Как отличить кварцевый от обычного

Состав кварцевого и обычного песка разный, что и обуславливает разницу в некоторых параметрах:

• стоимость – сыпучий кварц стоит заметно дороже;
• материал совершенно однороден, даже невооруженным взглядом можно оценить, насколько одинаковы в размерах частицы;
• песок несколько напоминает пористую губку, поскольку впитывает не только воду, но и мелкие частицы пыли и грязи.

Как покрасить кварцевый песок в домашних условиях

Цветное сырье применяют для арт-объектов. Окрасить материал можно самому, поскольку кварц обладает довольно высокой рыхлостью.

Для окрашивания применяют:

1. Чернила для зарядки принтера – обеспечивают устойчивый яркий оттенок. Технология проста: порцию сыпучего кварца помещают в емкость, добавляют пару капель чернил, закрывают сосуд и встряхивают, чтобы цветовой пигмент равномерно распределился. Комочки нужно удалить.
2. Цветные мелки – самый безопасный метод. Детские цветные мелки растирают и смешивают в необходимой пропорции с песком. Так получают мягкие пастельные оттенки.
3. Гуашь – жидкую гуашь вливают в контейнер с сыпучим кварцем и тщательно перемешивают. Затем материал прогревают в микроволновке 3 минуты. Лишняя влага испаряется, а пигмент остается на зернах.
4. Аэрозольные краски – тонкий слой песка опрыскивают из баллончика и перемешивают. Получают материал очень ярких тонов, но использовать его можно только после полного высыхания: краска имеет сильный резкий запах.

Акриловые краски лучше не использовать: они хуже впитываются и образуют комки.

Видео

Про обзор на кварцевый песок смотрите в этом видео:

Заключение

1. Белый кварцевый песок используют при получении высококачественных строительных смесей, для изготовления стекла, фарфора, фаянса, фильтрующих систем.
2. Добывают материал путем дробления горных пород или извлечением песка со дна водоемов.
3. Сыпучий кварц отличается очень высокой однородностью, характеристики его одинаковы по всему объему.
4. Свойства материала регламентирует ГОСТ 22551-77.
5. Оценивают кварцевый мытый речной песок по разным параметрам: по способу получения, по методу обогащения, по величине зерна, по уровню влажности.
6. Из-за одинакового размера зерна материал легко разделяют на фракции: крупный, средний, мелкий песок, пыль.