Piasek Kwarcowy (37 Zdjęć): Co To Jest I Z Czego Się Składa? Wzór Chemiczny, Gęstość I Temperatura Topnienia. GOST I Frakcje, Obszary Zastosowania

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-18 12:22

Wiele materiałów przeznaczonych do prac budowlanych zawiera naturalne składniki, które posiadają określone właściwości, zapewniające wytrzymałość i niezawodność produktów. Składniki te obejmują piasek mineralno - kwarcowy, który jest wydobywany.

Ten element formujący stosowany jest w przemyśle szklarskim, do produkcji cegieł wapienno-piaskowych, wchodzi w skład niektórych gatunków betonu i służy do uzdatniania wody . Kruszywo kwarcowe jest skałą, a dziś większości przemysłowych procesów produkcyjnych nie można sobie wyobrazić bez jego użycia.

Co to jest?

Najpopularniejszą skałą na powierzchni naszej planety jest kwarc – naukowcy odkryli, że aż 60% całej skorupy ziemskiej zawiera frakcje piasku kwarcowego. Skała ta ma pochodzenie magmowe, a jej głównym składnikiem jest dwutlenek krzemu, który zwykliśmy nazywać kwarcem. Wzór chemiczny przypomina SiO2 i składa się z Si (krzemu) i tlenku tlenu . Oprócz tych głównych składników kompozycja może dodatkowo zawierać tlenki żelaza lub innych metali, zanieczyszczenie gliny. Naturalny naturalny piasek górski zawiera co najmniej 92-95% czystego kwarcu, jest stosowany w budownictwie i przemyśle ze względu na wysoką zdolność adsorpcji i odporność na naprężenia mechaniczne. Kwarc jest dodawany do kompozycji w różnych celach w celu zwiększenia przyczepności i zwiększenia odporności na temperaturę.

Dwutlenek krzemu to produkt uzyskiwany przez mielenie skał granitowych . Piasek może być formowany w naturze lub pozyskiwany poprzez sztuczną obróbkę większych frakcji.

Bez względu na to, w jaki sposób jest pozyskiwany, przed użyciem należy go podzielić na frakcje według wielkości i poddać oczyszczeniu.

Najdrobniejsza frakcja piasku kwarcowego to 0,05 mm . Zewnętrznie kompozycja jest podobna do drobno zdyspergowanego pyłu. Największy jest uważany za piasek, którego wielkość frakcji sięga 3 mm. Najbardziej ceniony materiał ma półprzezroczysty lub białawy kolor, co świadczy o wysokiej zawartości krzemu. Jeśli w piasku znajdują się dodatkowe zanieczyszczenia, zmienia on paletę barw.

Z wyglądu ziarna piasku mogą być okrągłe lub prostopadłościenne, o szorstkich nierównych narożach, które uzyskuje się przez sztuczne kruszenie skały granitowej, ale takie kruszone wióry mają niską wydajność i nie nadają się do potrzeb przemysłowych i budowlanych. Istnieją normy dla piasku kwarcowego, który powinien zawierać nie więcej niż 10% wody, a zanieczyszczenia nie powinny przekraczać 1% . Taka kompozycja jest uważana za najwyższej jakości, ale nie wszędzie jest wymagana.

Na przykład do produkcji cegieł silikatowych skład dwutlenku krzemu może zawierać czysty krzem w zakresie od 50 do 70% - wszystko zależy od technologii i specyfiki produkcji, w której ten surowiec jest używany.

Charakterystyka

Piasek mineralny posiada pewien zestaw właściwości, dzięki którym można go zaliczyć do unikalnych materiałów naturalnych:

• substancja chemicznie obojętna, która nie reaguje z innymi pierwiastkami;
• gęstość materiału ma wysoką wydajność, jego parametr nasypowy wynosi co najmniej 1500 kg/m³, a rzeczywista gęstość to co najmniej 2700 kg/m³ – wartości te odgrywają ważną rolę w obliczaniu objętości mieszanki cementowej, która uzyskuje się poprzez połączenie niezbędnych składników;
• posiada właściwości odporności na ścieranie i trwałości;
• nie emituje promieniowania tła;
• ma wysoki stopień adsorpcji;
• łatwo poplamiony;
• przewodność cieplna materiału wynosi 0,32 W/(m°C), na ten wskaźnik wpływ ma wielkość ziaren piasku i ich kształt – im gęstsze ziarna piasku stykają się ze sobą, tym wyższy wskaźnik poziomu przewodności cieplnej;
• temperatura topnienia wynosi co najmniej 1050-1700 ° C;
• ciężar właściwy zależy od wielkości frakcji, a także od stanu, w jakim mierzony jest ten wskaźnik - dla piasku sypkiego może to być 1600 kg / m³, a dla piasku zagęszczonego może wynosić 1700 kg / m³.

Głównym standardem regulującym wskaźniki jakości i właściwości piasku kwarcowego jest GOST 22551-77.

Czym różni się piasek kwarcowy od zwykłego piasku?

Zwykły piasek rzeczny jest tradycyjnie wypłukiwany z rzek, a wielkość frakcji, a także kolor zależy od miejsca wydobycia. Najczęściej piasek rzeczny ma średnią frakcję i wysoki stopień naturalnego naturalnego oczyszczenia, ponadto nie zawiera gliny . Jeśli chodzi o naturalny piasek kwarcowy, to jest to produkt otrzymywany przez kruszenie skał granitowych i w przeciwieństwie do analogów rzecznych dwutlenek kwarcu ma właściwość jednorodności i składa się z jednego rodzaju minerału. Z wyglądu naturalny piasek kwarcowy wygląda jednorodnie, bez zanieczyszczeń i ma przyjemny biały kolor. Ziarna piasku są nieregularne w kształcie kwadratu lub mają nierówne ostre krawędzie, podczas gdy w piasku rzecznym każde ziarnko piasku ma zaokrąglony kształt, a przy badaniu mieszanki można zauważyć domieszkę składników mulistych dna.

Piasek kwarcowy ma większą zdolność pochłaniania brudu niż analog rzeczny, ponadto wytrzymałość ziaren dwutlenku kwarcu jest znacznie wyższa niż w przypadku innych analogów drobnych frakcji innego pochodzenia. Ze względu na swoją wytrzymałość i odporność na ścieranie piasek kwarcowy jest wysoko ceniony i jest niezbędnym surowcem w różnych obszarach produkcyjnych . Dlatego koszt kwarcu znacznie przewyższa cenę piasku rzecznego, który jest wykorzystywany tylko do celów budowlanych - do wypełniania mieszanek, wyrównywania powierzchni, wypełniania rowów.

Klasyfikacja

Rodzaje piasku kwarcowego determinują jego przeznaczenie. W zależności od kształtu ziaren piasku i ich wielkości, z piasku granitowego wykonuje się różne wyroby gospodarstwa domowego lub przemysłowe. Oprócz, klasyfikacja materiałów jest podzielona według szeregu cech.

Według lokalizacji

Czysty minerał kwarcowy wydobywany jest w naturalnych złożach, które są dostępne nie tylko w Rosji, ale także w innych krajach. Frakcje małych ziaren piasku uzyskuje się w wyniku naturalnego rozpadu dużych kawałków skały granitowej. W naszym kraju takie złoża znajdują się na Uralu, w regionie Kaługi, złożach Wołgogradu i Briańska, a nawet w regionie moskiewskim. Ponadto piasek kwarcowy znajduje się na obszarach zalewowych rzek Ural i na dnie morskim.

W zależności od miejsca wydobycia materiał mineralny dzieli się na typy:

• Góra - złoże znajduje się w górach, ziarna piasku mają ostre krawędzie i chropowatość;
• rzeka - najczystszy, nie zawiera zanieczyszczeń;
• nautyczny - kompozycja może zawierać zanieczyszczenia gliniaste i muliste składniki detrytyczne;
• wąwóz - ostrokątne krawędzie ziaren piasku mają chropowatość, a całkowita masa piasku zawiera składniki pylaste;
• gleba - leży pod warstwą gleby i struktur glinianych, ma szorstką powierzchnię.

Najcenniejszy i najdroższy jest piasek kwarcowy typu rzecznego, ponieważ nie wymaga dodatkowych środków oczyszczania.

Metodą górniczą

Piasek kwarcowy wydobywany jest różnymi metodami, oprócz wydobycia prowadzi się również wzbogacanie. Piasek wzbogacony kwarcem jest dokładnie oczyszczany z zanieczyszczeń gliniastych i dodawany jest żwir. Frakcja takiego materiału sięga 3 mm. Kwarc w środowisku naturalnym pozyskiwany jest na różne sposoby i w zależności od pochodzenia dzieli się na 2 rodzaje.

Podstawowy - powstaje w wyniku naturalnego niszczenia granitu i znajduje się pod warstwą gleby lub gliny. Taki rozłożony materiał pozostaje przez długi czas w jednym miejscu bez udziału w procesie wody, tlenu i promieni ultrafioletowych. Piasek wydobywany jest metodą odkrywkową, po czym materiał transportowany jest drogami transportowymi do dalszej przeróbki, gdzie osady ilaste są usuwane przez rozpuszczenie w wodzie, a następnie wilgoci. Suchy piasek jest dzielony na frakcje i pakowany.

Wtórny - piasek powstaje w wyniku oddziaływania wody na skałę granitową. Strumienie erodują granit i przenoszą jego drobne cząstki na dno rzek, taki piasek nazywa się zaokrąglonym. Podnoszona jest z dna rzeki za pomocą specjalnej pompy pogłębiarkowej, po czym nasyp piaskowy transportowany jest maszynami do dalszej obróbki.

Cały piasek kwarcowy jest podzielony na naturalny i sztuczny. Piasek naturalny pod wpływem wody ma zaokrąglone cząstki, a piasek sztuczny uzyskuje się przez kruszenie skały z eksplozją, po czym ostre małe fragmenty dzieli się na frakcje wielkościowe.

Kruszywo kwarcowe jest używane do piaskowania prac szlifierskich.

Według wielkości i kształtu ziarna

W zależności od wielkości frakcji piasku dzieli się go również na różne typy:

• zakurzony - najdrobniejszy piasek, który ma rozmiar mniejszy niż 0,1 mm;
• mały - wielkość ziaren piasku wynosi od 0,1 do 0,25 mm;
• przeciętny - wielkość cząstek piasku waha się od 0,25 do 0,5 mm;
• wielki - cząsteczki osiągają od 1 do 2 do 3 mm.

Niezależnie od wielkości frakcji piasek kwarcowy ma doskonałą chłonność, co umożliwia wykorzystanie go do organizowania filtracji wody oraz dodawanie do mieszanek do zapraw.

Według koloru

Naturalny kwarc granitowy - przezroczysty lub czysto biały. W obecności zanieczyszczeń piasek kwarcowy może być zabarwiony na odcienie od żółtego do brązowego. Kwarcowy materiał sypki często może być postrzegany jako malowany - jest to opcja dekoracyjna używana do celów projektowych. Kolorowy kwarc barwiony jest na dowolny kolor: czarny, niebieski, jasnoniebieski, czerwony, jasnożółty i inne.

Cechy produkcji

Czysty naturalny piasek kwarcowy można uzyskać w miejscach jego naturalnego występowania. Najczęściej materiał budowlany powstaje z piasku zalegającego w najbliższym złożu, co znacznie obniża koszt tego materiału. Jeśli wymagany jest piasek o określonych właściwościach, możliwe, że konieczne będzie zabranie go z odległych regionów, więc cena takiego materiału będzie nieco wyższa . Piasek dostarczany jest pakowany w big-bagi po 1 tonę lub w worki po 50 kg.

Jeśli do budowy małego domku letniskowego potrzebny jest piasek, całkiem możliwe jest obejście się zwykłym piaskiem rzecznym, podczas gdy produkcja cegieł silikatowych lub wyrobów szklanych będzie wymagała użycia wysokiej jakości minerału kwarcowego, którego nie można zastąpić przez inne drobnofrakcyjne analogi danej rasy.

Znaczki

W zależności od składu chemicznego piasku i jego przeznaczenia materiał ma następującą klasyfikację:

• klasa C - przeznaczona do produkcji szkła przezroczystego;
• marka VS – potrzebna do szkła o wysokim stopniu przezroczystości;
• Marki OVS i OVS – stosowane do produktów krytycznych o wysokim stopniu przejrzystości;
• klasa PS - stosowana do produktów o obniżonym stopniu przezroczystości;
• klasa B - stosowana do produktów bez koloru;
• marka PB - potrzebna do produktów półbiałych;
• klasa T - wymagana do produkcji szkła ciemnozielonego.

Każde oznaczenie ma oprócz szyfru literowego również numer ułamkowy, a także przynależność do kategorii.

Szereg zastosowań

Posiadający unikalne właściwości piasek kwarcowy znalazł szerokie zastosowanie w życiu człowieka i znajduje zastosowanie w następujących obszarach:

• stosowany w budownictwie do produkcji różnego rodzaju tynków dekoracyjnych, suchych mieszanek, a także do tworzenia podłóg samopoziomujących;
• do wtryskowych form żaroodpornych w przemyśle metalurgicznym;
• do basenu jako materiał filtracyjny;
• do boisk piłkarskich jako pokrycie;
• w produkcji szkła, włókna szklanego;
• w produkcji materiałów budowlanych - do produkcji cegieł silikatowych, kostki brukowej, betonu ogniotrwałego;
• w sferze rolno-przemysłowej jako dodatek do pasz dla zwierząt;
• w produkcji bezpieczników elektrycznych, ponieważ kwarc jest materiałem dielektrycznym;
• dla kreatywności i rysunku, w projektowaniu krajobrazu;
• przy komponowaniu mieszanek do produkcji żelbetu o podwyższonej wytrzymałości.

Piasek kwarcowy jest elementem nowoczesnych nawierzchni drogowych, ponieważ dwutlenek krzemu jest mocny i odporny na ścieranie, co sprawia, że droga asfaltowa jest trwała i niezawodna, pomimo ogromnego obciążenia i dużego ruchu terenowego. Większość zastawy stołowej na półkach wykonana jest z piasku kwarcowego . Dodatek mineralny z drobnoziarnistego kwarcu pozwala na dodanie go do porcelany, ceramiki i zwykłego szkła, co nadaje tym materiałom zwiększoną wytrzymałość i połysk. Kwarc jest również dodawany do produkcji szkieł technicznych, a także okiennych, odmian samochodowych, przy jego użyciu wytwarza się szkło laboratoryjne odporne na ciepło i środowisko chemiczne, a także dodaje się do składu masy przeznaczonej do produkcji ceramicznych płytek wykończeniowych.

Ale to nie wszystko. Piasek kwarcowy jest integralnym składnikiem wykorzystywanym do produkcji soczewek optycznych, dzięki czemu produkty te są gładkie, przejrzyste i trwałe w użyciu . Ze względu na swoją zdolność do zatrzymywania ciepła piasek kwarcowy jest wykorzystywany do celów przemysłowych i domowych. Przy jego udziale powstają elektryczne urządzenia grzewcze - kwarc jest wyposażony w żarowy układ spiralny, który szybko się nagrzewa i długo utrzymuje wymaganą temperaturę.

Grawerowanie i szlifowanie powierzchni, a także obróbka kamienia, metalu czy trwałych polimerów nie jest kompletna bez użycia piasku kwarcowego, który jest używany do piaskowania materiałów. Istota procesu polega na tym, że ostrokątne cząstki skał, mieszając się z przepływem powietrza, są dostarczane pod pewnym ciśnieniem na obrabianą powierzchnię, która zostaje wypolerowana i staje się idealnie czysta i gładka.

Dobrze znana zdolność piasku kwarcowego do wchłaniania różnych substancji jest wykorzystywana do filtrowania wody w konstrukcjach hydrotechnicznych różnego typu i przeznaczenia . Ponadto właściwości adsorpcyjne wykorzystywane są w przemyśle spożywczym, a także w produkcji technologii filtracyjnej.

Oprócz właściwości oczyszczających kwarc posiada zdolność nasycania wody użytecznymi mikroskładnikami chemicznymi, dlatego filtry z piaskiem kwarcowym znajdują zastosowanie nie tylko do filtrowania wody w basenach, ale także w akwariach, a także w hydrorafinacjach i filtrach domowych.