Křemenný písek je zrnitý materiál minerálního původu. Vznikl v důsledku destrukce hornin obsahujících křemen. Distribuce v zemské kůře je velmi široká. Velikost pískových frakcí se pohybuje mezi 0,1-6 mm.Křemenné horniny často obsahují různé nečistoty ve formě jílových uhličitanů, oxidů železa, živců a dalších hornin. Dávají křemenu (který je přirozeně čirý nebo bílý) různé odstíny. Barevná škála se mění od žluté po červenohnědou a dokonce i černou. Čisté křemenné písky mají minimum inertních nečistot: až 99 % složení tvoří oxid křemičitý. Chemický vzorec SiO2. Barva křemičitého písku bez nečistot je mléčná.
Druhy křemenného písku
Křemenný písek se dělí na dva typy: materiál přírodního a umělého původu. První se nachází ve formě obohaceného křemenného písku různých frakcí a těží se mechanicky z rozvinutého ložiska. Druhý má také přírodní původ: surovinou je drcený žilný křemen – obvykle hornina (čistý křemen). K těžbě se používá metoda vrtání a tryskání a následně se výsledný materiál drtí pro další použití.
Křemenný písek je rozdělen do několika kategorií podle původu. Říční, horský a sklepní písek se těží na březích řek, ve skalních výchozech a v určité hloubce pod půdou. Odrůda říční obsahuje minimální množství škodlivin.
Křemenný písek se také dělí podle tvaru zrn na zaoblený a drcený. Zakulacený vypadá jako zaoblená zrna, drcený jako nerovnoměrně rozdrcená zrna.
Těžba a výroba křemičitého písku
Těžba křemenného frakčního písku se provádí povrchovou těžbou nebo hloubením z přírodních ložisek v nivách řek a jezer.
Malé množství nečistot a velké množství křemene – to odlišuje vývoj, ve kterém se těží křemičitý písek, od lomů, ve kterých se těží běžný stavební písek. Vytěžená surovina prochází řadou technologických procesů: praním k odstranění nánosů bahna a čištěním od nečistot chemickou metodou. Tento proces se nazývá beneficiace, slouží k získání písku požadované kvality. V důsledku toho se zvyšuje obsah křemenné horniny a získává se nejčistší materiál, který po vysušení ve speciálních zařízeních prochází řadou sít a je rozdělen do frakcí. Výsledný produkt se nazývá frakční křemenný písek.
Proces těžby bagrem probíhá takto: směs písku a vody ze dna nádrže je čerpána a přepravována speciálním potrubím do úložiště. Voda se postupně odděluje od vytěžené zeminy a odtéká drenážemi zpět do nádrže. Výsledný materiál se posílá do podniku k dalšímu obohacení a rozdělení na frakce.
Umělý křemenný písek se získává z žilné křemenné horniny, která se nejprve posílá do drtícího komplexu. Tam se suroviny rozdrtí na zrna. Poté postupujte obdobně jako při práci s lomovým pískem: materiál se promyje, suší a na technickém sítu se rozdělí na frakce.
Charakteristika a vlastnosti křemenného písku
Vlastnosti křemenného písku
Zvláštností křemenného písku, která jej odlišuje od jiných typů písku, je to, že tento materiál je monominerální, to znamená, že se skládá pouze z jednoho minerálu – křemene. Tato uniformita z něj dělá cennou průmyslovou surovinu. Malý podíl nečistot umožňuje získat ze surovin sklo s vysokým stupněm průhlednosti. Dalším znakem je mezikrystalová poréznost. Ve srovnání s jinými materiály poskytuje křemičitý písek největší kapacitu zadržování nečistot. Kromě této vlastnosti je zde nízká míra opotřebení pískových zrn a křemičitý písek již dobře funguje jako filtrační materiál.
Chemické vlastnosti křemenného písku
Krystalická struktura křemene mu a z něj získanému písku dodává výjimečné vlastnosti pevnosti a odolnosti vůči alkalickým a kyselým materiálům. Velmi vysoká tvrdost, žáruvzdornost a chemické složení křemenného písku určují jeho zvýšenou požární odolnost a požární bezpečnost. Vlastnosti materiálu odpovídají dielektriku a je inertní vůči široké škále chemikálií.
Fyzikální vlastnosti křemenného písku
Písek má všechny vlastnosti křemene:
- objemová hmotnost 1300-1500 g/cm3
- otěr – 0,1
- drtivost – 0,3
- tvrdost (Mohsova stupnice) – 7 (pro srovnání tvrdost diamantu je 10)
- použití radioaktivity – 1. třída
Hustota křemenného písku se určuje dvěma různými přístupy. Existuje objemová hmotnost a existuje skutečná hustota. Objem se vypočítá jako poměr hmotnosti materiálu ve sypkém stavu k jeho objemu. Tato hodnota zahrnuje póry v zrnech písku a vzduchové prostory mezi nimi. To znamená, že tato hodnota se může lišit v závislosti na obsahu vlhkosti materiálu. Skutečná hustota je konstantní hodnota a představuje poměr látky v absolutně hustém stavu k jejímu objemu. Na vlhkosti písku nezáleží. Aby se změnila hustota, musí se změnit chemické složení nebo molekulární struktura. Sypná hustota je menší než pravda. Hustota materiálu je důležitou charakteristikou, kterou je třeba vzít v úvahu při výpočtu skladovacího prostoru, jeho přepravy a pohybu zdvihacími a přepravními zařízeními.
Otěr, drtivost a tvrdost křemenného písku jsou nepřímými ukazateli jeho pevnosti. Pro stanovení hodnot se zrna testují na rotujícím brusném kovovém kruhu, hmota frakcí se mechanicky stlačí a zrno poškrábe standard a naopak standard zrna.
Frakce křemenného písku:
- prašný – méně než 0,1 mm
- jemnozrnné: 0,1-0,8 mm
- středně zrnité: 0,8 – 1,6 mm;
- hrubý: 1,6 – 6,0 mm
Křemičitý písek, prašný a jemnozrnný, se používá do různých stavebních materiálů, jako jsou stavební směsi, tmely, spárovací hmoty, brusiva, řídké omítky a barvy.
Středně zrnitý křemičitý písek se používá k filtrování a čištění kapalin, k pískování, do stavebních směsí, fasádních a vnitřních omítek, samonivelačních podlah, betonových malt, v krajinářském designu a pro zásypy sportovišť.
Materiál velkých frakcí se používá k výrobě dlažebních desek, betonových bloků a krajinných dekorací. Používá se také pro filtrování.
Písek všech frakcí se používá ve sklářském, slévárenském a chemickém průmyslu.
Aplikace křemičitého písku
Pro čištění a filtraci vody
Chemické a fyzikální vlastnosti křemenného písku jej předurčují k použití jako vodní filtr. Pitnou nebo technickou vodu, včetně bazénové, lze účinně a snadno vyčistit od mechanických nečistot a snížit obsah železa, fluoridů, chloridů, síranů, solí těžkých kovů a dalších škodlivých nečistot. Vynikající adhezní vlastnosti pomáhají přitahovat nečistoty k povrchu zrnek písku.
Křemenný písek do filtrů se používá v prvním stupni vícestupňových domácích a průmyslových filtrů pro předběžné mechanické čištění. Opakované použití je možné, protože materiál je při znečištění vodou a vzduchem snadno omyvatelný. Použití křemenného pískového filtru prodlužuje životnost následných filtračních stupňů.
Pískování
Jednou z nejúčinnějších metod čištění povrchů je pískování. Křemenný písek nebo jiné abrazivo se nastříká na povrch (sklo, kov, kámen, dřevo), který je potřeba vyčistit stlačeným proudem vzduchu nebo vody. Zrnka písku létají velkou rychlostí a ničí vrchní vrstvu povrchu, čistí ji od vodního kamene, koroze a dalších povlaků. Je nutné zajistit, aby spolu s odstraněnou vrstvou, např. plísní na starém zdivu, nedošlo k poškození kamene samotného. Křemenný písek pro pískování musí být vybrán s ohledem na povrchový materiál, stupeň znečištění a další zpracování.
Hlavní oblasti práce:
- čištění kovu od rzi a jiných nečistot;
- odmašťování povrchů;
- skleněná poleva;
- čištění betonového a kamenného zdiva;
- Zdrsnění povrchu pro další zpracování.
Dnes je k dispozici široká škála brusiv, ale nejoblíbenějším pro pískování zůstává suchý křemičitý písek.
Křemenný písek pro samonivelační podlahy
Polymerové podlahy plněné křemičitým pískem jsou odolné, bezešvé, protiskluzové, hygienické a snadno se čistí. Křemenný písek pro samonivelační podlahy je dobrý způsob, jak snížit náklady na tradiční samonivelační podlahy. Tento materiál je vhodný jak pro nové nátěry, tak pro stávající betonové podlahy. Nejčastěji se polymerové podlahy používají v místnostech s výrazným abrazivním zatížením betonového povrchu. V tomto případě se jako dokončovací dekorativní nátěr používají samonivelační podlahy. Má hladký a atraktivní povrch a vynikající odolnost proti namáhání. Taková podlaha se vyznačuje nízkým otěrem, protože polymer v tomto případě působí jako pojivo a hlavní funkční zatížení spojené s opotřebením nese křemenné plnivo, jehož otěr je extrémně nízký. Pro zachování dekorativních vlastností musí být podlaha pokryta tmelem, ochranným lakem nebo voskem.
Křemenný písek ve slévárenském průmyslu
Formovací křemenný písek se používá v metalurgickém průmyslu k výrobě licích forem a jader. Kvalita odlévání do jednorázových forem přímo souvisí s vlastnostmi formovacího písku. Přesnost odlitku, kvalita jeho povrchu, struktura a vlastnosti slévárenských slitin, pravděpodobnost vzniku defektů a potřeba složitých dokončovacích operací jsou velmi závislé na vlastnostech písku. Komplex operací spojených s výrobou formy tvoří cca 60 % mzdových nákladů na pořízení odlitků. Formovací křemenné písky mají koeficient stejnoměrnosti 72 až 80 % a vyznačují se zvýšenou pevností a požární odolností.
Výroba skla
Sklářský průmysl je jedním z hlavních spotřebitelů křemenného písku. Sklářský křemičitý písek určený pro výrobu skla musí splňovat zvláštní požadavky. Podíl oxidu křemičitého v materiálu nesmí být nižší než 95 %, jílových nečistot by nemělo být více než 1 %, oxidu železa více než 1 %. U vyšších jakostí dosahuje obsah oxidu křemičitého 99,8 %. Vlhkost sušeného písku by neměla být vyšší než 0,5%. Podíl nečistot v písku přímo ovlivňuje průhlednost skla z něj vyrobeného. Křemenný písek je základem pro výrobu všech druhů skla. Běžné okenní, lékařské, sklolaminátové, laboratorní, elektronické a tak dále se vyrábí ze stejného materiálu. Proto je při výrobě křemenného písku věnována velká pozornost čištění surovin.
V závislosti na chemickém složení je písek klasifikován do tříd, které mají označení písmen a účel:
- OOVS – zvláště kritické produkty s vysokou průsvitností;
- OVS – odpovědné produkty s vysokou průsvitností;
- BC – výrobky s vysokou průsvitností;
- C – průsvitné výrobky;
- B – bezbarvé produkty;
- PB – polobílé výrobky;
- PS – výrobky se sníženou průsvitností;
- T – tmavě zelené sklo.
Na sportovní povrchy
Při pořádání sportovišť krytých ve formě umělé trávy lze použít zásyp z křemičitého písku v kombinaci s pryžovým granulátem nebo pouze křemičitým pískem. Na fotbalových hřištích se používá kompozitní složení: pryžová drť změkčuje tření v případě klouzavého pádu hráče. Na tenisových kurtech, víceúčelových hřištích, školních stadionech a tréninkových hřištích se mezi trávu klade pouze křemičitý písek. Skvělé drenážní vlastnosti písku za předpokladu správného položení trávy na hřiště jsou zárukou, že i při srážkách nebudou na hřišti stagnovat louže a nebudou se tvořit nečistoty. Křemenný písek pro sportovní povrchy je ekologicky nezávadný, neutrální k životnímu prostředí a má prokázanou pevnost. Použití křemičitého písku jako substrátu pro umělý trávník tak poskytuje zvláštní komfort při hře a tréninku na sportovních hřištích.
Pro povrchy vozovek
Křemenný písek na chodníky lze použít k označení vysoce rizikových oblastí a oblastí se zvláštní pozorností. Barevným materiálem lze zvýraznit silniční přechody, zastávky MHD, vjezdy do průmyslových objektů nebo škol. Ostré zatáčky na dálnicích pokrytých křemennými třískami sníží nebezpečí projíždění takových oblastí. Zvýšená drsnost zvýší trakci a sníží riziko nekontrolovaného smyku.
Křemenný písek můžete použít na zahradní cesty a cestičky, ale i na pěší zóny. Vynikající dekorativní a hygienické vlastnosti vám umožní udržovat procházkové uličky ve správném tvaru bez velkého úsilí.
Křemenný písek je prakticky nepostradatelný v různých aplikacích a je jednou z nejdůležitějších součástí pro domácnost a průmysl. Technologie, které jej využívají, byly vyvinuty k dokonalosti. Atraktivní přírodní barva, stejně jako možnost lakování v jakémkoliv odstínu díky vynikajícím savým vlastnostem, rozšiřuje obvyklý rozsah použití. Za praktičnost lze materiálu přidělit nejvyšší hodnocení.
