Křemenný písek (37 fotografií): co to je a z čeho se skládá? Chemický vzorec, hustota a bod tání. GOST a frakce, oblasti použití

Mnoho materiálů určených pro stavební práce obsahuje přírodní složky, které mají určité vlastnosti, zajišťující pevnost a spolehlivost výrobků. Mezi tyto složky patří minerální křemenný písek, který se těží lomem.

Tento formovací prvek se používá ve sklářském průmyslu, k výrobě vápenopískových cihel, je součástí některých značek betonu a používá se k úpravě vody. Lomený křemen je hornina a dnes si většinu průmyslových výrobních procesů nelze představit bez jeho použití.

Co je to?

Nejběžnější horninou na povrchu naší planety je křemen – vědci zjistili, že až 60 % celé zemské kůry obsahuje frakce křemenného písku. Tato hornina je vyvřelého původu a za její hlavní složku je považován oxid křemičitý, kterému jsme dříve říkali křemen. Chemický vzorec vypadá jako SiO2 a skládá se z Si (křemíku) a oxidu kyslíku. Kromě těchto hlavních složek může kompozice dále obsahovat oxidy železa nebo jiných kovů a příměs jílu. Přírodní horský písek obsahuje minimálně 92-95% čistého křemene, používá se ve stavebnictví a průmyslu díky své vysoké absorpční schopnosti a odolnosti proti mechanickému namáhání. Křemen se přidává do kompozic pro různé účely, aby se zvýšila přilnavost a teplotní odolnost.

Oxid křemičitý je produkt, který se získává mletím žulových hornin. Písek může vzniknout přirozeně v přírodě, nebo jej lze získat umělým zpracováním větších frakcí.

Bez ohledu na to, jak se získává, musí být před použitím rozdělen podle velikosti na frakce a čištěn.

Nejjemnější frakce křemenného písku je 0,05 mm. Externě je složení podobné jemnému prachu. Za největší písek je považován písek, jehož velikost částic dosahuje 3 mm. Nejvíce ceněným materiálem je ten, který má průsvitnou nebo bělavou barvu, což je indikátorem vysokého obsahu křemíku. Pokud jsou v písku nějaké další nečistoty, změní svou barevnou paletu.

Vzhledově mohou být zrnka písku kulatá nebo krychlová, s drsnými, nerovnými rohy, která se získávají umělým drcením žulové horniny, ale takto drcená drť má nízkou účinnost a není vhodná pro průmyslové a stavební potřeby. Existují normy pro křemenný písek, který by neměl obsahovat více než 10 % vody a cizí nečistoty by neměly překročit 1 %. Toto složení je považováno za nejkvalitnější, ale ne všude je vyžadováno.

Například pro výrobu vápenopískových cihel může složení oxidu křemičitého obsahovat čistý křemík v rozmezí od 50 do 70 % – vše záleží na technologii a specifikách výroby, kde je tato surovina použita.

Vlastnosti

Minerální písek má určitý soubor vlastností, díky kterým jej lze klasifikovat jako jedinečný přírodní materiál:

• chemicky inertní látka, která nereaguje s jinými prvky;
• hustota materiálu je vysoká, jeho objemový parametr je minimálně 1500 kg/m³ a jeho skutečná hustota je minimálně 2700 kg/m³ – tyto hodnoty hrají důležitou roli při výpočtu objemu získané cementové směsi kombinací potřebných komponent;
• má vlastnosti odolnosti proti oděru a trvanlivosti;
• nevyzařuje záření na pozadí;
• má vysoký stupeň adsorpce;
• snadné malování;
• tepelná vodivost materiálu je 0,32 W/ (m? °C), tento ukazatel je ovlivněn velikostí zrn písku a jejich tvarem – čím těsněji se zrnka písku dostanou do vzájemného kontaktu, tím vyšší je tepelná vodivost úroveň;
• teplota tání je alespoň 1050-1700 °C;
• měrná hmotnost závisí na velikosti frakcí a také na stavu, ve kterém se tento ukazatel měří – pro sypký písek to může být 1600 kg/m³ a pro zhutněný písek 1700 kg/m³.

Hlavní normou, která upravuje ukazatele kvality a vlastnosti křemenného písku, je GOST 22551-77.

Jak se křemenný písek liší od běžného písku?

Z řek se tradičně smývá běžný říční písek a velikost frakce, stejně jako barva, závisí na místě těžby. Nejčastěji má říční písek střední frakci a vysoký stupeň přirozeného čištění, navíc neobsahuje jíl. Pokud jde o přírodní křemenný písek, jedná se o produkt získaný drcením žulových hornin a na rozdíl od říčních analogů má oxid křemičitý vlastnost homogenity a skládá se z jednoho typu minerálu. Na pohled působí přírodní křemičitý písek jednotně, bez nečistot a má příjemnou bílou barvu. Jeho zrnka písku mají nepravidelný čtvercový tvar nebo mají nerovnoměrné ostré hrany, zatímco v říčním písku má každé zrnko písku zaoblený tvar a při zkoumání směsi je vidět příměs složek spodního bahna.

Křemenný písek má větší schopnost absorbovat nečistoty než jeho říční protějšek, navíc pevnost zrn křemičitého písku je mnohem vyšší než u jiných jemnozrnných analogů jiného původu. Díky své pevnosti a odolnosti proti oděru je křemičitý písek vysoce ceněný a je základní surovinou pro různé průmyslové aplikace. Náklady na křemen proto výrazně převyšují cenu říčního písku, který se používá pouze pro stavební účely – pro plnění směsí, vyrovnávání povrchů a zásypy příkopů.

Klasifikace

Odrůdy křemenného písku určují jeho účel. V závislosti na tvaru zrn písku a jejich velikosti se žulový písek používá k výrobě různých výrobků pro domácnost nebo pro průmyslové účely. kromě toho, klasifikace materiálů se dělí podle řady charakteristik.

Podle umístění

Čistý křemenný minerál se těží z přírodních ložisek, která se nacházejí nejen v Rusku, ale i v jiných zemích. Frakce jemných zrn písku se získávají přirozeným rozpadem velkých částí žulové horniny. V naší zemi se taková ložiska nacházejí na Uralu, v oblasti Kaluga, na ložiskách Volgograd a Bryansk a dokonce i v Moskevské oblasti. Kromě toho se křemenný písek nachází v nivách řek Ural a na mořském dně.

V závislosti na místě těžby se minerální materiál dělí na typy:

• hora – ložisko se nachází v horách, zrnka písku mají ostré hrany a drsnost;
• řeka – nejčistší, neobsahuje cizí příměsi;
• moře – kompozice může obsahovat jílové příměsi a prachovité klastické složky;
• rokle – ostré hrany zrn písku jsou drsné a celková hmota písku obsahuje složky bahna;
• půda – leží pod vrstvou zeminy a hlinitých struktur, má drsný povrch.

Nejcennější a nejdražší je říční typ křemenného písku, protože nevyžaduje další čisticí opatření.

Extrakční metodou

Křemenný písek se těží různými způsoby kromě těžby dochází i k obohacování. Obohacený křemičitý písek se důkladně očistí od jílových nečistot a přidají se štěrkové prvky. Frakce takového materiálu dosahuje 3 mm. Křemen v přírodním prostředí se získává různými způsoby a podle původu se dělí na 2 druhy.

• Primární – vzniká v důsledku přirozené destrukce žuly a nachází se pod vrstvou zeminy nebo jílu. Takto rozložený materiál leží dlouhou dobu na jednom místě bez účasti vody, kyslíku a ultrafialových paprsků v procesu. Písek se získává těžbou, po které je materiál transportován dopravními cestami k dalšímu zpracování, kde jsou rozpuštěním ve vodě odstraněny nánosy hlíny a následně vlhkost. Suchý písek je distribuován do frakcí a balen.

• Sekundární – písek vzniká působením vody na žulovou horninu. Potoky erodují žulu a dopravují malé částice na dno řek; Ze dna řeky se zvedá pomocí speciálního bagrového čerpadla, načež je hromada písku dopravována stroji k dalšímu zpracování.

Veškerý křemenný písek je rozdělen na přírodní a umělý. Přírodní písek pod vlivem vody má zaoblené částice a umělý písek se získává drcením horniny pomocí exploze, po které se ostré malé úlomky rozdělí na velikostní frakce.

Drcený křemen se používá k provádění pískovacích brusných prací.

Podle velikosti zrna a tvaru

Na základě velikosti frakce písku se také dělí na různé typy:

• zaprášený – nejjemnější písek o velikosti menší než 0,1 mm;
• drobné – velikost zrn písku je od 0,1 do 0,25 mm;
• průměrný – velikost částic písku se pohybuje od 0,25 do 0,5 mm;
• hrubý – částice dosahují od 1-2 do 3 mm.

Bez ohledu na velikost frakce má křemičitý písek vynikající savost, což umožňuje jeho použití pro organizování filtrace vody a přidávání do směsí do malt.

Podle barvy

Přírodní žulový křemen je průhledný nebo čistě bílý. V přítomnosti nečistot může být křemenný písek zbarven v odstínech od žluté po hnědou. Křemenný sypký materiál lze často vnímat také jako malovanou formu – jedná se o dekorativní možnost, která se používá pro účely designu. Barevný křemen může být natřen v jakékoli požadované barvě: černá, modrá, azurová, červená, jasně žlutá a další.