Vlastnosti těžby a rozsah použití křemenného písku ve stavebnictví: Pokyny krok za krokem fotografie a videa

Písek je nejběžněji používaný materiál ve stavebnictví, neobejde se bez něj ani jeden proces stavby budov. V praxi se používá několik druhů písku: roklinový, křemenný a říční. Každý z nich má své vlastní charakteristiky výroby a využívání.
Aplikace křemenného písku, která je opodstatněná v mnoha oblastech lidského života, má řadu charakteristických vlastností, které jej odlišují od jiných materiálů.

Strukturálně, tento materiál – jedná se o drcený křemen, který vzniká v přírodním prostředí, nebo se získává speciálním zpracováním. Struktura písku je homogenní a sypká. Existuje rozdělení na typy v závislosti na velikosti frakcí, jejichž hodnota se pohybuje mezi 0,05 – 3 mm. Přítomnost přísad ve formě oxidu křemičitého je v materiálu přípustná.

Co poskytuje chemické vlastnosti materiálu

Hlavní složkou křemenného písku je oxid křemičitý (křemen). Jeho vzorec je SiO2. Může také obsahovat organické nečistoty, jíl, oxidy železa a řadu dalších kovů. Obsah křemene v původním minerálu nebývá nižší než 93-95%.

Princip fungování stavebních směsí používaných k získání stavebních bloků a desek je založen na chemické interakci složek. Výsledné anorganické řetězce poskytují požadované parametry materiálu.

Oxid křemičitý je kyselý oxid, proto reaguje se sloučeninami vápníku a hliníku, které se nacházejí ve vápenci a jílu. Interakce může probíhat jak při sušení mokré směsi, tak při tepelném pečení.

Odrůdy křemenného písku a jeho těžba

Existují přírodní a umělé odrůdy písku, které se liší způsobem těžby.

přírodní přírodní

Tento typ písku je v přírodě všudypřítomný a nachází se na dně vodních nádrží a ve složení půdy. Většina jeho zrn má velikost 0,2 až 1 mm.

Existuje několik způsobů, jak extrahovat křemenný písek:

• těžba – je hlavní způsob. Pokud se těžba provádí nad hladinou moře, pak se výsledný písek nazývá horský písek. Odrůdy půdního písku se získávají během vývoje půdy na pláních. Vzhled lomového písku se vyznačuje špičatými tvary a často drsným povrchem, což z něj činí cenný stavební materiál. Vytěžený písek je možné podrobit dalšímu zpracování – třídění, praní a sušení. Čím přísnější jsou požadavky na vlastnosti písku v jakémkoli odvětví, tím důkladnější je příprava. Při výstavbě drobných staveb bývá písek neovlivňován a dodává se přímo z místa jeho těžby;
• rozvoj vodních nádrží – písek je vymýván bagrem a vyznačuje se vysokou čistotou, kterou zajišťuje přírodní praní. Těžba se provádí v korytech řek, jezerech a také v mořských oblastech. Mořský písek je kvůli vyššímu obsahu minerálních nečistot poněkud méně hodnotný. Říční písek má hladký tvar – pod mikroskopem připomínají zrnka písku mořské oblázky. U samonivelačních směsí je běžné použití hladkých (oblých) písků – zrnka písku k sobě neulpívají.

Takto vypadá přírodní křemičitý písek na fotografii

umělý písek

Navzdory názvu má minerál přírodní původ, ale zpočátku je ve formě velkých krystalů. K přeměně krystalů křemene na písek se používá mechanické působení (exploze), po kterém se úlomky rozdrtí.

Těžební vlastnosti

Křemen lze rozdělit na primární a sekundární. První odrůda vzniká přímo během rozpadu žuly, která se nachází pod vrstvou jílu, směsí. Jedná se o rozloženou žulu, která leží dlouhou dobu na jednom místě, aniž by byla vystavena vodě, slunci, vzduchu.

Sekundární křemen je minerál, který je ovlivněn vodou. Proudy vody erodují a přenášejí ji na jiná místa. Na dně řek se zpravidla tvoří akumulace.

Těžba primárního křemene

Vytěžuje se z míst výskytu, dopravuje ke zpracování. Poté se jíl rozpustí, křemen se dehydratuje, kalcinuje. Materiál je rozdělen na frakce, balen.

Extrakce sekundárního křemene

Suroviny jsou sbírány ze zásobníků čerpadlem. Poté se směs přenese do míst akumulace. Na zemi tvoří lom, sbírají nánosy pomocí bagru a dalšího vybavení.

Způsoby klasifikace křemenného písku

Výchozím bodem v klasifikačním systému jsou vlastnosti materiálu a způsob jeho přípravy. Existují následující oblasti klasifikace křemenného písku:

Podle velikosti (frakční složení)

Číselný výraz je průměrná hodnota velikosti částic nebo jejich velikostní rozmezí (zlomek):

1. práškový křemen – představuje frakci menší než 0,1 mm (prosátý na síto o průměru pórů 0,1 mm) a nachází se obvykle při drcení krystalů křemene;
2. jemnozrnný písek – frakce 0,1-0,25 mm;
3. střední písek – frakce 0,25-0,5 mm;
4. hrubý písek – zlomek 0,5-1 (zřídka až 3) mm.

Pro obohacení

Křemenný písek se dělí na neobohacený a obohacený:

• surový písek je původní minerál, který nebyl upraven za účelem zvýšení obsahu oxidu křemičitého;
• obohacený písek obsahuje o několik procent zvýšený obsah křemene, získaný odstraněním většiny nečistot. Bílý křemičitý písek se tak čistí od organických sloučenin, oxidů železa a jílových nečistot proséváním, praním a sušením.

Vzhledem ke zvláštnostem výroby se také liší hlavní technické vlastnosti získaného materiálu. To zase ovlivňuje možnost dalšího využití křemenného písku.

obohacovací technologie

Vysoká čistota křemenné směsi je nezbytným požadavkem v řadě technologických procesů. Počáteční stupeň obohacení zahrnuje frakcionaci a promývání – s jejich pomocí se odstraní nejhrubší nečistoty.

Dalším krokem je použití speciálních technologií, jako jsou:

• gravitační obohacení – hlavní metoda, jejíž podstatou je oddělení složek směsi podle hustoty. Lehčí částice jsou unášeny proudem vody, zatímco těžší částice se usazují na dně přístroje. Gravitační účinek lze zvýšit odstředěním nebo přidáním chemikálií, které mění smáčivost složek písku;
• elektrické a magnetické oddělení – představuje účinek elektrického proudu a magnetického pole, vedoucí k oddělení některých nečistot. Magnetický efekt je tedy zvláště účinný při čištění od železných částic s magnetickými vlastnostmi.

Parametry obohaceného písku zásadně ovlivňují kvalitu odvedené práce. Pískové směsi s nejlepšími vlastnostmi vyrábí pouze certifikované podniky za použití standardních technologií.

Zbarvením

Je přírodní a barvený. Přírodní křemičitý písek je světle žluté až hnědožluté barvy. Umělé barvení se provádí stabilními barvami na bázi syntetických pojiv, což umožňuje vytvářet originální vícebarevné ozdoby z písku. Takový písek může být barevný a bílý.

Podle stupně přípravy

V závislosti na technologických požadavcích lze písek vyrábět v následujících odrůdách:

1. frakcionované – představuje specifickou frakci písku, jejíž velikost je omezena technickými předpisy;
2. suché – sušený na vzduchu. Spolu s frakcionovaným pískem lze použít jako pracovní médium pro pískovací stroje;
3. kalcinovaný písek – zcela dehydratovaný kalcinací. Zahřívání výrazně nad 100 °C zajišťuje desorpci vlhkosti i z hlubokých pórů křemene. Takový písek se používá v hotových stavebních směsích skladovaných po dlouhou dobu – i nepatrná vlhkost může učinit celou směs nepoužitelnou;
4. zaoblený křemičitý písek – má méně abrazivní vlastnosti, proto je vhodný pro jemné aplikace, např. pískoviště na hřištích;
5. formovací křemičitý písek – používá se k výrobě litých křemenných výrobků a vyznačuje se vysokým stupněm obohacení.

Výroba a těžba křemičitého písku

Na území Ruska se nachází značné množství velkých ložisek křemenného písku. Nejznámější jsou ložiska Čulkovskoje (Moskevská oblast), Kozlovskoje (Brjanská oblast), Elšanskoje (Volgogradská oblast), Berezičskoje (Kalugská oblast) a řada dalších.

Rozdíly křemenného stavebního písku, těženého z těchto míst, jsou zpočátku vysoké kvalitativní parametry a vyšší cena. Je důležité pochopit, že vlastnosti písku z nejbližšího lomu budou pro stavbu malých letních chat zcela dostačující, takže byste neměli přeplatit. Pokud je cílem postavit velké sídlo, pak úspora na kvalitě písku může negativně ovlivnit životnost domu.

Takto se křemičitý písek těží na speciální výrobní lince:

Abrazivní zpracování

Křemenný písek se používá v pískovacích strojích k leštění, odstraňování rzi a nečistot z různých povrchů. K tomu je vhodný pouze drcený materiál s ostrými hranami. Díky vysokému obsahu oxidu křemičitého je to křemičitý písek, který je odolný, což umožňuje jeho vícenásobné použití.

Zrnka písku se nakládají do pískovače a poté se pod silným tlakem vody přivádějí na povrch, který má být ošetřen. Tímto způsobem lze za hodinu uklidit plochu až 6 m2.

Jaké jsou vlastnosti písku

Hlavním regulačním dokumentem je GOST 2138-91, existují i ​​další regulační dokumenty (GOST 22551 77, GOST 51641 2000, 8736 93). Odrážejí požadavky na hlavní kvalitativní parametry a vlastnosti, a to:

1. obsah hliněné složky. Přidělte 5 skupin se stanoveným množstvím jílu od 0,2 do 2,0 %;
2. obsah oxidu křemičitého – od 99 % do 93 %, což odpovídá skupinám od K1 do K5;
3. koeficient stejnoměrnosti, odrážející změnu velikosti částic vzhledem k průměru (v %). Čím vyšší hodnota, tím jednotnější je směs písku. Celkem jde o pět skupin (od O1 do O5), lišících se koeficientem uniformity (od 80 do 50 %);
4. složení frakce. Tento parametr odráží průměrnou velikost částic křemenného písku: až 0,14 mm; 0,14-0,18 mm, 0,19-0,23 mm, 0,24-0,28 mm, více než 0,28 mm;
5. vlhkost vzduchu. Suché písky neobsahují více než 0,5% vlhkosti, mokré – ne více než 4,0%, mokré – ne více než 6,0%;
6. ve složení písku je také normalizován obsah oxidů kovů, povrch zrn, jejich tvar, propustnost pro plyny a také ztráta hmotnosti při zapálení.

Kvalitní písek musí mít certifikát o splnění stanovených norem.

Princip čištění

Pojďme se podívat, jak čištění probíhá. voda, když prochází křemenným čističem vody na příkladu bazénu.

1. Filtr používaný k tomuto účelu je nádoba kulatého tvaru, která pojme až 50 kg pískového křemene.
2. Znečištěná voda z bazénu je pomocí čerpadla přiváděna shora potrubím do filtrační nádrže s pískem.
3. Po průchodu pod tlakem všemi vrstvami filtrátu se čistí a vstupuje zespodu do výstupního potrubí, jehož otvorem opět vstupuje do bazénu.

Rychlost čištění závisí na velikosti samotné filtrační nádrže a výkonu čerpadla. Je samozřejmé, že se značným objemem filtrační nádrže obsahující velké množství písku bude proces čištění probíhat rychleji a lépe. Účinný filtr dokáže zachytit nečistoty o velikosti 20 – 25 mikronů.

Ve videu informace o tom, jaký křemičitý písek zvolit pro čištění vody v bazénu:

Provozní vlastnosti křemenného písku

Materiálové parametry, které ovlivňují kvalitu práce a určují rozsah použití, zahrnují:

• objemová hmotnost – je asi 1300-1500 kg / m3;
• skutečná hustota – je v rozmezí 2600-2700 kg / m3. Hodnota skutečné hustoty se používá při výpočtu objemu cementové nebo betonové malty získané smícháním složek;
• tepelná vodivost křemenného písku je asi 0,30 W / (m? ° C). Tvar a rozměry pískových granulí mají významný vliv na tepelně-izolační vlastnosti – čím hustší jejich uspořádání a menší mezery, tím vyšší součinitel tepelné vodivosti;
• bod tání – maximální pracovní teplota křemenného písku se odhaduje na 1050 ° C, což je docela dost pro jakékoli stavební práce. Při odlévání křemenných výrobků se používají teploty 1700 °C a vyšší.
• obyčejný křemičitý písek ve sypkém stavu má objemovou hmotnost 1 500 kg/m3 a objemovou hmotnost 1600 3 kg/mXNUMX.

Výhody a nevýhody materiálu – obecné posouzení

Křemenný písek je téměř nepostradatelnou součástí v mnoha oblastech použití a technologie s jeho účastí byly propracovány k dokonalosti. Pro praktičnost dostává materiál „5“.

Vzhled písku je známý z dětství a písková hřiště jsou často spojena s pláží a relaxací – za vzhled dáváme také pevnou “5”.

Navzdory masivnímu používání písku může jeho jemný prach vést k chronickým onemocněním stavebníků. Za šetrnost k životnímu prostředí dostává materiál „4“.

Cena písku je srovnatelná s cenou jiných stavebních materiálů. Bez zvláštních výhod v ceně si křemenný písek zaslouží hodnocení “4”.

Přibližné náklady na různé frakce křemenného písku jsou uvedeny v tabulce:

Křemenný písek je spolu s jílem a vápencem jednou z nejdůležitějších a nezbytných složek pro výrobu a každodenní život. Rozmanitost materiálových vlastností poskytuje širokou škálu aplikací. Přítomnost pískoven v blízkosti staveniště výrazně snižuje náklady na stavbu domu.

Jak sbírat písek

Pro každý typ práce je třeba vybrat písek vhodné tloušťky. Křemenný písek může být jemný, hrubozrnný, středně velký. Čím větší zlomek, tím hrubší bude zpracování.

Materiál je dražší než běžný písek. Jeho zpracování není jednoduché a levné. Minerál je velmi odolný a dlouho vydrží.