Mnoho materiálů určených pro stavební práce obsahuje přírodní složky, které mají určité vlastnosti, zajišťující pevnost a spolehlivost výrobků. Mezi tyto složky patří minerál – křemičitý písek, který se těží lomovou metodou.
Tento tvarovací prvek se používá ve sklářském průmyslu, pro výrobu silikátových cihel, je součástí některých značek betonu a používá se k úpravě vody. Drcený křemen je hornina a dnes si většinu průmyslových výrobních procesů nelze představit bez jeho využití.
Co je to?
Nejběžnější horninou na povrchu naší planety je křemen – vědci zjistili, že až 60 % celé zemské kůry obsahuje křemenné písčité frakce. Tato hornina je vyvřelého původu a její hlavní složkou je 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, příměs jílu. Přírodní přírodní horský písek obsahuje minimálně 92-95% čistého křemene, používá se ve stavebnictví a průmyslu pro svou vysokou absorpční schopnost a odolnost proti mechanickému namáhání. Křemen se přidává do kompozic pro různé účely za účelem zvýšení přilnavosti a zvýšení teplotní odolnosti.
Oxid křemičitý je produkt, který se získává mletím žulových hornin. Písek může vzniknout v přírodě přirozeně, nebo jej lze získat umělým zpracováním větších frakcí.
Bez ohledu na způsob, jakým se získává, je před použitím nutně rozdělen podle velikosti na frakce a podroben čištění.
Nejjemnější frakce křemenného písku je 0,05 mm. Navenek je složení podobné jemnému prachu. Největší je písek, jehož velikost frakce dosahuje 3 mm. Nejvíce ceněný materiál má průsvitnou nebo bělavou barvu, což svědčí o vysokém obsahu křemíku v něm. Pokud jsou v písku nějaké další nečistoty, změní svou barevnou paletu.
Vzhledově mohou být zrnka písku zaoblená nebo krychlová, s hrubými nerovnými rohy, které se získávají umělým drcením žulové horniny, ale takto drcená drť má nízkou účinnost a není vhodná pro průmyslové a stavební potřeby. Existují normy pro křemičitý písek, který by neměl obsahovat více než 10 % vody a nečistoty by neměly překročit 1 %. Takové složení je považováno za nejvyšší kvalitu, ale není vyžadováno všude.
Například pro výrobu silikátových cihel může složení oxidu křemičitého obsahovat čistý křemík v rozmezí od 50 do 70 % – vše závisí na technologii a specifikách výroby, kde se tato surovina používá.
Vlastnosti
Minerální písek má určitý soubor vlastností, díky nimž jej lze identifikovat jako jedinečný přírodní materiál:
- chemicky inertní látka, která nereaguje s jinými prvky;
- hustota materiálu má vysoké rychlosti, jeho objemový parametr je nejméně 1500 kg / m³ a skutečná hustota je nejméně 2700 kg / m³ – tyto hodnoty hrají důležitou roli při výpočtu objemu cementové směsi , který se získá spojením potřebných komponent;
- má vlastnosti odolnosti proti oděru a trvanlivosti;
- nevyzařuje záření na pozadí;
- má vysoký stupeň adsorpce;
- snadno se barví;
- tepelná vodivost materiálu je 0,32 W / (m? ° C), tento ukazatel je ovlivněn velikostí zrn písku a jejich tvarem – čím hustší jsou zrnka písku ve vzájemném kontaktu, tím vyšší je tepelná úroveň vodivosti;
- teplota tání není nižší než 1050-1700 °C;
- měrná hmotnost závisí na velikosti frakcí a také na stavu, ve kterém se tento indikátor měří – pro sypký písek to může být 1600 kg / m³ a pro zhutněný 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?
Běžný říční písek se tradičně vyplavuje z řek a velikost frakce, stejně jako barva, závisí na místě těžby. Nejčastěji má říční písek průměrnou frakci a vysoký stupeň přirozeného čištění, navíc zde není obsažen jíl. Pokud jde o přírodní křemenný písek, jedná se o produkt získaný drcením žulových hornin a na rozdíl od říčních protějšků má oxid křemičitý vlastnost uniformity a skládá se z jednoho typu minerálu. Na pohled vypadá přírodní křemičitý písek homogenně, bez nečistot a má příjemnou bílou barvu. Jeho písková zrna jsou nepravidelně hranatá nebo mají nerovnoměrné ostroúhlé 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 říční protějšek, navíc pevnost zrn křemičitého písku je mnohem vyšší než u jiných jemnozrnných analogů jiného původu. Pro svou pevnost a odolnost proti otěru je křemičitý písek velmi ceněný a je nezbytnou surovinou pro různá průmyslová odvětví. Proto náklady na křemen výrazně převyšují cenu říčního písku, který se používá pouze pro stavební účely – pro plnění směsí, vyrovnání povrchů, zásypy zákopů.
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 domácí nebo průmyslové účely. Kromě, Klasifikace materiálu je dále rozdělena podle řady znaků.
Podle umístění
Čistý křemenný minerál se těží z přírodních ložisek, která jsou dostupná nejen v Rusku, ale i v jiných zemích. Frakce malých zrnek písku se získávají přirozeným rozpadem velkých částí žulové horniny. V naší zemi jsou taková ložiska k dispozici na Uralu, v oblasti Kaluga, na ložiskách Volgograd a Brjansk 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 nečistoty;
- moře – kompozice může obsahovat jílové nečistoty 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.
Těžební metodou
Křemenný písek se těží různými metodami, kromě těžby dochází i k obohacování. Křemenný 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 těží lomovou metodou, po které je materiál transportován dopravními cestami k dalšímu zpracování, kde jsou rozpuštěním ve vodě odstraněny jílové usazeniny a následně vlhkost. Suchý písek se dělí na frakce a balí.
- Sekundární – písek vzniká působením vody na žulovou horninu. Proudy erodují žulu a odnášejí její malé částečky na dno řek, takový písek se nazývá zaoblený. Ze dna řeky se zvedá pomocí speciálního bagrovacího čerpadla, načež je hromada písku převážena nákladními auty 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 výbuchu, po kterém se ostré malé úlomky rozdělí na velikostní frakce.
K pískování se používá drcený křemen.
Velikost a tvar zrna
Podle velikosti frakce písku se také dělí na různé typy:
- na prášek – nejjemnější písek, který má velikost 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 nasákavost, 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. Poměrně často lze křemenný sypký materiál vnímat také jako malovaný vzhled – jedná se o dekorativní možnost, která se používá pro účely designu. Barevný křemen se barví v libovolné požadované barvě: černá, modrá, azurová, červená, jasně žlutá a další.
Výrobní funkce
Čistý přírodní křemičitý písek seženete na místech jeho přirozeného výskytu. Nejčastěji se stavební materiál vyrábí z písku uloženého v jeho nejbližším ložisku, což výrazně snižuje cenu tohoto materiálu. Pokud je vyžadován písek, který má určité vlastnosti, může být nutné jej odebírat ze vzdálených oblastí, takže cena takového materiálu bude o něco vyšší. Písek je dodáván balený v big bagech po 1 tuně nebo v pytlích po 50 kg.
Pokud je pro stavbu malé letní chaty vyžadován písek, pak je docela možné vyjít s obyčejným říčním pískem, zatímco výroba silikátových cihel nebo skleněných výrobků bude vyžadovat použití vysoce kvalitního křemenného minerálu, který nelze nahradit jinými jemnozrnnými analogy konkrétní horniny.
Značky
V závislosti na chemickém složení písku a jeho účelu má materiál následující klasifikaci:
- stupeň C – určený pro výrobu průhledného skla;
- značka BC – potřebná pro sklo s vysokým stupněm průhlednosti;
- třídy ОВС a ООВС – používají se pro zodpovědné produkty s vysokým stupněm průhlednosti;
- stupeň PS – používá se pro výrobky se sníženým stupněm průhlednosti;
- třída B – používá se pro výrobky bez barvy;
- značka PB – potřebná pro výrobky polobílého odstínu;
- třída T – potřebná pro výrobu tmavě zeleného skla.
Každé označení má kromě písmenné šifry i číslo zlomku a také příslušnost do kategorie.
Rozsah aplikace
Křemenný písek, který má jedinečné vlastnosti, našel široké uplatnění v lidském životě a používá se v následujících oblastech:
- používá se ve stavebnictví pro výrobu různých typů dekorativních omítek, suchých směsí a také pro vytváření samonivelačních podlah;
- pro vstřikování žáruvzdorných forem v metalurgické oblasti;
- pro bazén jako filtrační materiál;
- pro fotbalová hřiště jako krytina;
- při výrobě skla, sklolaminátu;
- při výrobě stavebních materiálů – na výrobu silikátových cihel, dlažebních kostek, žárobetonu;
- v zemědělsko-průmyslovém sektoru jako přísada do krmiv;
- při výrobě elektrických pojistek, protože křemen je dielektrický materiál;
- pro kreativitu a kresbu v krajinářském designu;
- při přípravě směsí pro výrobu vysokopevnostního železobetonu.
Křemičitý písek je nedílnou součástí moderních povrchů vozovek, protože oxid křemičitý má pevnost a odolnost proti oděru, což umožňuje, aby asfaltová vozovka byla odolná a spolehlivá i přes obrovské hmotnostní zatížení a vysoký provoz. Většina typů nádobí, které jsou na policích, je vyrobena z křemičitého písku. Minerální přísada z jemnozrnného křemene umožňuje jeho přidání do porcelánu, fajánse a běžného skla, což těmto materiálům dodává zvýšenou pevnost a lesk. Křemen se přidává také při výrobě technických skel, ale i okenních a automobilových odrůd, s jeho použitím se vyrábí laboratorní sklo odolné vůči teplu a chemickému prostředí a přidává se také do složení hmoty určené k výrobě keramické dokončovací dlaždice.
Ale to není všechno. Křemenný písek je nedílnou součástí při výrobě optických čoček, díky čemuž jsou tyto výrobky hladké, průhledné a odolné při používání. Díky schopnosti zadržovat teplo se křemičitý písek používá pro průmyslové a domácí potřeby. S jeho účastí se vyrábějí elektrická topná zařízení – křemen je součástí systému žhavící spirály, který se rychle zahřeje a po dlouhou dobu udržuje požadovanou teplotu.
Gravírování a broušení povrchů, stejně jako opracování kamene, kovu nebo odolných polymerů se neobejde bez použití křemičitého písku, který se používá při metodě pískování při zpracování materiálů. Podstata procesu spočívá v tom, že ostroúhlé částice horniny, mísící se s prouděním vzduchu, jsou pod určitým tlakem přiváděny na ošetřovaný povrch, který se vyleští a stane se dokonale čistým a hladkým.
Známá schopnost křemenného písku absorbovat různé látky se využívá k filtraci vody ve vodních stavbách různého typu a účelu. Kromě toho se adsorpčních vlastností využívá také v potravinářském průmyslu a také při výrobě filtrační techniky.
Kromě čisticích vlastností má křemen schopnost nasytit vodu užitečnými chemickými mikrosložkami, takže filtry s křemičitým pískem se používají nejen pro filtrování vody v bazénech, ale také v akváriích, stejně jako v hydroúpravných zařízeních a domácích filtrech.
Jak vybrat správný křemičitý písek do bazénu, viz následující video.
