Sklo - čo to je a ako sa vyrába? Vlastnosti skla. Kremenný piesok - klasifikácia a výkon

Povedzte mi, prosím, aká je teplota topenia piesku?

1. Teplota topenia
   Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
   Prejsť na: navigácia, vyhľadávanie

   Teplota # 769; pri tavení a tuhnutí # 769; teplota, pri ktorej pevné kryštalické teleso prechádza do kvapalného stavu a naopak. Pri teplote topenia môže byť látka kvapalná aj tuhá. Keď sa dodáva dodatočné teplo, látka sa zmení na kvapalný stav a teplota sa nezmení, kým sa všetka látka v posudzovanom systéme neroztopí. Po odstránení prebytočného tepla (chladenie) látka prejde do tuhého stavu (zamrzne) a kým úplne nevytvrdne, teplota sa nezmení.

   Za dôležité sa považujú body topenia / tuhnutia a varu / kondenzácie fyzikálne vlastnosti látok. Teplota tuhnutia sa zhoduje s teplotou topenia len pre čistú látku. Táto vlastnosť je základom pre špeciálne kalibrátory teplomerov pre vysoké teploty... Pretože bod tuhnutia čistej látky, napríklad cínu, je stabilný, stačí roztopiť a počkať, kým tavenina nezačne kryštalizovať. V tomto čase sa pri dobrej tepelnej izolácii teplota tuhnúceho ingotu nemení a presne sa zhoduje s referenčnou teplotou uvedenou v referenčných knihách. Zmesi látok vôbec nemajú bod topenia/tuhnutia a prechádzajú v určitom teplotnom rozsahu (teplota vzniku kvapalnej fázy sa nazýva bod solidu, teplota úplného topenia je bod likvidu). Pretože nie je možné presne zmerať bod topenia takýchto látok, používajú sa špeciálne metódy (GOST 20287 a ASTM D 97). Ale niektoré zmesi (eutektické zloženie) majú určitú teplotu topenia, ako čisté látky.
   Amorfné (nekryštalické) látky spravidla nemajú jasnú teplotu topenia, so zvyšujúcou sa teplotou viskozita takýchto látok klesá a čím nižšia je viskozita, tým je materiál tekutejší.
   Napríklad obyčajné okenné sklo je podchladená kvapalina. V priebehu niekoľkých storočí sa ukazuje, že pri izbovej teplote sklo na okne vplyvom gravitácie skĺzne dole a v spodnej časti sa zhrubne. Pri teplote 500-600 °C je možné pozorovať rovnaký účinok niekoľko dní.

   Keďže objem telesa sa pri tavení nevýznamne mení, tlak má malý vplyv na teplotu tavenia. Závislosť teploty fázového prechodu (vrátane topenia a varu) od tlaku pre jednozložkový systém je daná Clapeyronovou-Clausiovou rovnicou. Teplota topenia pri normálnom atmosférickom tlaku (1013,25 hPa alebo 760 mm Hg) sa nazýva teplota topenia.

   Teploty topenia niektorých dôležitých látok:

   piesok (teplota topenia (tm) = 1710 C), hlina (tm od 1150 do 1787 C),
   teplota topenia C
   vodík # 8722;259,2
   kyslík # 8722;218,8
   dusík # 8722;210,0
   etylalkohol # 8722; 114,5
   amoniak # 8722; 77,7
   ortuť # 8722; 38,87
   ľad (voda) +0
   benzén +5,53
   cézium +28,64
   sacharóza +185
   sacharín +225
   cín +231,93
   náskok +327,5
   hliník +660,1
   striebro +960,8
   zlato +1063
   železo +1535
   platina +1769,3
   korund +2050
   volfrám +3410

2. 17131728С, ak piesok pozostáva z čistého kremeňa
   http://ru.wikipedia.org/wiki/Sand
   http://ru.wikipedia.org/wiki/Quartz

Fulgurity(angl. Fulgurite) - duté rúrky v pieskoch, pozostávajúce z pretaveného oxidu kremičitého a roztavených povrchov na výbežkoch, vytvorených bleskom. Vnútorný povrch je hladký a roztavený a vonkajší je tvorený zrnkami piesku a cudzími inklúziami priľnutými k roztavenej hmote. Priemer rúrkového fulguritu nie je väčší ako niekoľko centimetrov, dĺžka môže byť až niekoľko metrov, vyskytli sa jednotlivé nálezy fulguritov v dĺžke 5-6 metrov.

Pri výboji blesku sa uvoľní 10 9 -10 10 joulov energie. Blesk dokáže zohriať kanál, ktorým sa pohybuje, na 30 000 °C, čo je päťnásobok teploty na povrchu Slnka. Teplota vo vnútri blesku je oveľa vyššia ako teplota topenia piesku (1600-2000 °C), ale či sa piesok roztopí alebo nie, závisí od trvania blesku, ktoré sa môže pohybovať od desiatok mikrosekúnd až po desatiny sekundy. Amplitúda impulzu bleskového prúdu je zvyčajne niekoľko desiatok kiloampérov, niekedy však môže presiahnuť 100 kA. Najsilnejší blesk a spôsobuje zrod fulguritov - duté valce z roztopeného piesku.

Vzhľad sklenenej trubice v piesku počas výboja blesku je spôsobený tým, že medzi zrnkami piesku je vždy vzduch a vlhkosť. Elektrický prúd blesku v zlomku sekundy zohreje vzduch a vodnú paru na obrovské teploty, čo spôsobí explozívne zvýšenie tlaku vzduchu medzi zrnkami piesku a jeho expanziu. Expandujúci vzduch vytvára vo vnútri roztaveného piesku valcovú dutinu a následné rýchle ochladenie fixuje fulgurit, sklenenú trubicu v piesku.

Fulgurit, často opatrne vykopaný z piesku, má tvar koreňa stromu alebo konára s početnými vetvami. Takéto rozvetvené fulgurity sa tvoria, keď úder blesku zasiahne mokrý piesok, o ktorom je známe, že má vyššiu elektrickú vodivosť ako suchý piesok. V týchto prípadoch sa bleskový prúd vstupujúci do pôdy okamžite začne šíriť do strán a vytvorí štruktúru podobnú koreňu stromu a fulgurit, ktorý sa v tomto prípade zrodí, iba opakuje tento tvar. Fulgurit je veľmi krehký a pokusy o odstránenie priľnutého piesku často vedú k jeho zničeniu. To platí najmä pre rozvetvené fulgurity vytvorené vo vlhkom piesku.

Fulgurity sa niekedy nazývajú aj tavenie pevnej látky skaly, mramor, láva atď. ( petrofulgurity) vytvorený úderom blesku; Takéto taveniny sa niekedy nachádzajú vo veľkých množstvách na skalnatých štítoch niektorých hôr. Napríklad do andezitu, ktorý tvorí vrchol Malého Araratu, prechádzajú početné fulgurity v podobe zelených sklovitých chodieb, a preto dostal od Abikhu názov fulgurit andezit.

Najdlhší z vykopaných fulguritov sa dostal pod zem do hĺbky viac ako päť metrov. Fulgurity sa tiež nazývajú fúzie pevných hornín, ktoré vznikli úderom blesku; na skalnatých štítoch hôr sa niekedy vyskytujú vo veľkom množstve. Fulgurity, ktoré sú vyrobené z taveného oxidu kremičitého, sú zvyčajne kužeľovité rúrky hrubé ako ceruzka alebo prst. Ich vnútorný povrch je hladký a roztavený a vonkajší je tvorený zrnkami piesku priľnutými k roztavenej hmote. Farba fulguritov závisí od prímesí minerálov v piesočnatej pôde. Väčšina z nich je červenohnedá, sivá alebo čierna, ale vyskytujú sa aj zelenkavé, biele alebo dokonca priesvitné fulgurity.

„Prešla silná búrka a obloha nad nami sa už vyjasnila. Prešiel som cez pole, ktoré oddeľuje náš dom od švagrinej. Prešiel som asi desať metrov po ceste, keď ma zrazu zavolala moja dcéra Margaret. Zastavil som sa asi na desať sekúnd a sotva som sa pohol ďalej, keď zrazu oblohu preťala jasná modrá čiara s rachotom 12-palcového dela, ktorý zasiahol cestu dvadsať krokov predo mnou a zdvihol obrovský stĺp pary. Išiel som ďalej, aby som sa pozrel, akú stopu zanechal blesk. Miesto, kde udrel blesk, bola škvrna spálenej ďateliny s priemerom asi päť palcov, s polcentimetrovou dierou v strede .... Vrátil som sa do laboratória, roztopil osem kíl cínu a vylial ho do diery... To, čo som vykopal, keď plech stuhol, vyzeralo ako obrovský, mierne zakrivený psí arapnik, ťažký ako má byť v rukoväti a postupne sa zbiehajúci smerom k koniec. Bol o niečo dlhší ako tri stopy“ (citované podľa W. Seabrooka. Robert Wood. - M.: Nauka, 1985, s. 285).

Zamestnanci Autonómnej univerzity v Mexiku odhalili nové podrobnosti o histórii vzniku saharskej púšte. Podľa nich bola pred 15 000 rokmi Sahara (aspoň jej časť, ktorá sa nachádza na juhozápade Egypta) v oblasti mierneho podnebia a mohla potešiť oko nie piesočnými dunami, ale rôznorodá vegetácia. Pre svoj výskum tím chemikov pod vedením Dr. Rafaela Navarro-Gonzaleza našiel „zamrznutý“ blesk alebo fulgurit.

Fulgurity (na obrázku) sú pieskom upečený po údere blesku. Teplota topenia piesku je asi 1700 ° С, relikvie nabíjačka dosť na roztopenie. Preto sú duté rozvetvené sklenené trubice vytvorené v hrúbke. Ich vnútorný povrch je hladký, ale vonkajší je drsný, pretože je tvorený zrnkami piesku priľnutými k roztavenej hmote. Okrem toho takéto blesky zamrznuté v piesku zaznamenávajú aj mnohé ďalšie prírodné inklúzie charakteristické pre konkrétnu etapu geologickej histórie.

Fulgurit objavený Navarro-Gonzalezom sa líšil od bežných značiek blesku. Egyptský fulgurit obsahoval malé bublinky.
Vedci pomocou laseru otvorili bubliny a našli v nich plynnú zmes oxidov uhlíka, oxid uhoľnatý a oxidy dusíka. Ako poznamenal chemik, tieto látky by mohli vzniknúť v dôsledku oxidácie organických látok pri zahrievaní.

Analýza pomeru izotopov uhlíka v zlúčeninách ukázala Navorro-Gonzalezovi a jeho kolegom, že v čase zásahu bleskom mala byť postihnutou oblasťou tráva, kríky a iná vegetácia charakteristická pre polosuchú oblasť. Treba poznamenať, že teraz v tejto oblasti saharskej púšte takéto rastliny v žiadnom prípade nemôžu rásť. A vedci sa rozhodli vypočítať čas, aby pochopili, kedy tráva rástla na mieste Sahary.

Na zistenie dátumu výskytu elektrického výboja použil člen výskumného tímu geochronológ Shannon Magan z Geologického výskumného centra v Denveri (USA) termoluminiscenčnú metódu - zahrial fulgurit na 500 °C a odhadol energiu elektróny „ohrievané“ prirodzeným žiarením, ktoré sa pri tepelnej úprave uvoľnilo ako svetlo. Jeho množstvo priamo udáva moment posledného ohrevu. V tomto prípade sa tak stalo v momente úderu blesku, ktorý sa stal pred 15 tisíc rokmi.
Analýza fulguritov opäť potvrdila teóriu, že Sahara bola ešte nie tak dávno celkom obývateľnou oblasťou s miernym podnebím.
Podľa Steva Foremana, geochronológa z University of Illinois v Chicagu, vedci z Mexico City preukázali nový prístup k štúdiu ekologickej situácie toho obdobia a upozornil ďalších bádateľov na dovtedy neprebádané možnosti fulguritov.

Pokiaľ ide o pripomienky zástupcov ruská veda, potom, ako bolo uvedené v rozhovore s korešpondentom „Gazeta.Ru“ KFMN, zamestnancom Výskumného ústavu fyziky Zeme RAS Sergei Tikhotsky, z hľadiska fyziky tím Navarro-Gonzalez konal kompetentne: „Všetko to, čo urobili vedci, je zahrnuté v klasickom modeli určovania zloženia a veku látky, “uviedol. V dôsledku toho nie je možné v priebehu tejto izotopovej analýzy zaznamenať žiadne falzifikáty a podvody – skôr tradičným spôsobom výskumu.
Platnosť teórie medzinárodného tímu vedcov potvrdili pre Gazeta.Ru aj pracovníci Ústavu fyziky atmosféry Ruskej akadémie vied. Podľa vedúceho výskumníka laboratória klimatickej teórie Sergeja Demčenka pred 15 000 rokmi mohla na území juhozápadného Egypta existovať vegetácia.

Navyše, aj v období holocénu (asi pred 6 000 rokmi) sa táto oblasť mohla nachádzať v miernom klimatickom pásme.
Ako objasnil Demčenkov kolega KFMN Aleksey Eliseev, vegetácia v rôznych oblastiach saharskej púšte bola prítomná v r. iný čas, a napríklad na Arabskom polostrove sa vegetácia zachovala až do éry Alexandra Veľkého.

Pokiaľ ide o číslo 15 000 rokov, vedci tu poznamenali, že koniec poslednej doby ľadovej patrí do tejto doby. To nepriamo potvrdzuje teóriu Navarro-Gonzalez, takže vo všeobecnosti možno objav mexických vedcov klasifikovať ako overiteľný.
Podrobnosti o štúdii tímu Dr. Navarro-Gonzaleza možno nájsť v časopise Geological Society of America.

Zrejme prvý popis fulguritov a ich spojenie s údermi blesku urobil v roku 1706 pastor D. Hermann ( David Hermann). Následne mnohí našli fulgurity v blízkosti ľudí zasiahnutých bleskom. Charles Darwin počas cestovať okolo sveta na lodi "Beagle" nájdenej na pieskové pobrežie v blízkosti Maldonada (Uruguaj) je niekoľko sklenených trubíc zasahujúcich do piesku vertikálne viac ako meter. Opísal ich veľkosť a spojil ich vznik s údermi blesku. Slávneho amerického fyzika Roberta Wooda „podpísal“ blesk, ktorý ho takmer zabil

Každý z nás sa už neraz stretol so sklom. Čo je to krehké a transparentný materiál, pozná každý školák. Vidíme to každý deň v zrkadlách, oknách, riadoch a kusoch nábytku, ale je nám to známe? Ako sa vyrába, čo to je a aké sú vlastnosti skla?

Čo to slovo znamená

Je ich veľa referenčné materiály kto môže v tejto veci pomôcť. Aký význam má slovo „sklo“ podľa jedného z najpopulárnejších zdrojov? Ozhegovov slovník charakterizuje túto látku ako pevný materiál, získavaný z kremenného piesku zmiešaného s oxidmi určitých kovov. Dokonca aj definícia dáva určitú predstavu o spôsobe výroby tohto materiálu... Ale k tejto téme sa dostaneme neskôr.

Určite je každý zvyknutý, že sklo je priehľadný materiál. Ale pozor - Ozhegovov slovník takéto objasnenie neposkytuje. Sklo môže byť nielen priehľadné, ale aj farebné alebo matné. Ale zloženie materiálu sa nevýznamne líši.

Z čoho je vyrobené sklo

Štandardné zloženie skla je zmes čistého vápna a sódy. Na zmenu vlastností materiálu je možné použiť rôzne prísady. Hlavnou zložkou je však čistý riečny piesok. Jeho množstvo je približne 75% z celkovej zmesi. Sóda môže znížiť množstvo piesku takmer 2-krát. Vápno chráni sklo pred väčšinou chemikálií a dodáva mu pevnosť a lesk.

Ďalšie nečistoty:

• mangán. Pridáva sa do skla, aby sa získal špecifický zelený odtieň. Pre iné farby je možné použiť nikel alebo chróm.
• Olovo dodáva sklu extra lesk a charakteristické zvonenie. Materiál je na dotyk chladnejší. Olovnaté sklo sa nazýva krištáľ.
• Oxid kyselina boritá tiež dodáva materiálu dodatočný lesk a transparentnosť a zároveň znižuje koeficient tepelnej rozťažnosti výrobkov.

História výroby skla

Už pred 6000 rokmi boli ľudia schopní vytvoriť tento krásny a krehký materiál. Samozrejme jeho vzhľad trochu odlišné od moderného skla, pretože v Staroveký Egypt a Mezopotámia nemali vybavenie na kvalitné čistenie piesku a iné nástroje. Napriek tomu sa tam začala výroba skla. Vďaka svojej odolnosti voči nárazom životné prostredie tento materiál dal historikom predstavu o kultúre a technické možnosti najstaršie národy.

V Rusku sa prvý závod na výrobu skla objavil v roku 1636. Nachádzalo sa neďaleko Moskvy. Vznikli riady a toto priemyselné odvetvie zaznamenalo veľký rozvoj za Petra I.

Až v roku 1859 vynález čerpadla vysoký tlak umožnilo vytvárať sklo bez účasti sklárskych fúkačov. To značne uľahčilo výrobu. A na začiatku 19. storočia bol objavený zaujímavá nehnuteľnosť materiál - ak hotový výrobok zahriať na určitú teplotu, mechanické vlastnosti okuliare stúpnu o 400 %.

Moderná výroba

Technológie urobili veľký pokrok, čo umožnilo vytvárať akékoľvek materiály v obrovské čísla a s najnižšie nákladyľudská sila. V súčasnosti existuje veľa tovární, kde sa sklo vyrába štandardnou zavedenou technológiou. Čo sa stalo moderný materiál, získaného z roztaveného kremenného piesku, sa učíme oboznámením sa s technológiou. Vezmite si ako príklad listový materiál.

Výroba skla podľa etáp:

1. Všetky potrebné prísady sa naložia do rúry a zahrievajú, kým sa nevytvorí tekutá homogénna hmota.
2. V špeciálnom homogenizátore sa táto zliatina mieša do homogénneho stavu.
3. Výsledná hmota sa naleje do plochej nádoby, na dne ktorej je roztavený cín. Tam sa sklo rozloží a vytvorí rovnomernú tenkú vrstvu.
4. Ochladený a vytvrdený materiál sa posiela na dopravník. Vykonáva sa tam kontrola hrúbky skla a rezanie. Materiál nie overené, ako aj chybné diely sa posielajú na roztavenie.
5. Vykoná sa záverečná kontrola kvality, po ktorej sa sklo dodáva do skladu hotových výrobkov.

Druhy skla

V súčasnosti je tento materiál jedným z najbežnejších. Niet divu, že existujú odlišné typy sklá, ktoré sa líšia vzhľadom aj fyzikálnymi vlastnosťami. Tu sú niektoré z nich:

1. Krištáľové sklo. Je to materiál, ktorý obsahuje olovo. Hovorili sme o tom vyššie.
2. Obsahuje najčistejší piesok, čím sa odlišuje vysoká pevnosť... Schopný odolávať teplotným rázom, preto sa používa na vytváranie optické prístroje, laboratórne sklo a okná.
3. Penové sklo. Ľahký stavebný materiál, ktorý možno použiť ako na dekoráciu, tak aj na murovanie stien a podláh. Obsahuje veľké množstvo dutín v kompozícii, vďaka čomu má vysoké tepelné a zvukové izolačné vlastnosti.
4. Sklenená vata. Objem vzdušný materiál, pozostávajúce z tenkých a veľmi pevných nití. Ohňovzdorná, preto sa používa nielen v stavebníctve, ale aj pri šití odevov pre hasičov a zváračov.

Aplikácia skla

Pre tento materiál možno nájsť takmer akúkoľvek aplikáciu v závislosti od jeho vlastností a vzhľadu. Hlavným spotrebiteľom skla vyrábaného v našej dobe je stavebný priemysel. Využíva viac ako polovicu materiálu, ktorý vyrába. Jeho účel môže byť veľmi rôznorodý - obloženie stien, zasklenie okien, konštrukcia stien z dutých tehál, tepelná izolácia a pod. TO stavebná oblasť možno pripísať a Čo je gotické okno, každý vie určite. Spravidla sa rozprestiera od Vysoké číslo farebné sklo. V súčasnosti vitráže nestratili svoj význam a používajú sa ako v stavebníctve, tak aj pri výrobe nábytku.

Druhé najobľúbenejšie sú sklenené nádoby na rôzne účely... Vyrába sa o niečo menej riadu. Treba si uvedomiť, že sklo je nenahraditeľným materiálom v chemickom priemysle, keďže je odolné voči väčšine činidiel.

Fyzikálne vlastnosti

Ako každý iný materiál, aj sklo má množstvo vlastností, ktoré musíte poznať pred jeho použitím v danej oblasti.

1. Hustota. Môže sa líšiť v závislosti od zloženia zmesi a spôsobu výroby. Hustota skla sa môže pohybovať od 220 do 650 kg / m3.
2. Krehkosť. Táto vlastnosť je charakteristický znak skla a obmedzuje jeho použitie v stavebnej oblasti. V súčasnosti vedci vytvárajú zložitejšie zliatiny, ktoré maximalizujú pevnosť materiálu.
3. Tepelná odolnosť. Obyčajné sklo odoláva teplotám do 90 o C. Po spracovaní sa výrazne zvýšia tepelné vlastnosti materiálu. Napríklad priemyselné sklo je schopné odolávať teplotám nad 200 ° C.

Dozvedeli sme sa veľa o skle – čo to je, ako sa vyrába a aké má vlastnosti. Je čas trochu odbočiť a zoznámiť sa s tým najviac zaujímavosti o tomto veľmi bežnom materiáli. Málokto vie, že:

• Rýchlosť popraskania je 4828 km/h.
• Doba rozkladu tohto materiálu je približne milión rokov.
• Sklo je možné opakovane pretaviť s malou alebo žiadnou stratou kvality. V tomto smere nemá takmer žiadne obdoby.
• Ako amorfný materiál roztavené sklo pri rýchlom ochladení nestuhne. To si vyžaduje špeciálne podmienky.

Nie nadarmo sa sklo tak aktívne používa v stavebníctve a iných oblastiach ľudského života. Určite zostane jedným z najviac obľúbené materiály... Toto tvrdenie je podporené pevnosťou, odolnosťou a relatívnou jednoduchosťou výroby skla, pretože komponenty na jeho vytvorenie sú na Zemi prítomné vo veľkých množstvách.

Väčšinový základ stavebné materiály tvoria prírodné zložky, ktoré majú potrebné vlastnosti a sú v dostatočnom množstve na priemyselnú ťažbu. Kremenný piesok je jedným z najbežnejších prírodných minerálov a používa sa vo všetkých oblastiach stavebnej činnosti.

Čo zabezpečuje chemické vlastnosti materiálu

Hlavnou zložkou kremenného piesku je oxid kremičitý (kremeň). Jeho vzorec je SiO2. Môže obsahovať aj organické nečistoty, íl, oxidy železa a množstvo iných kovov. Obsah kremeňa v pôvodnom minerále je zvyčajne najmenej 93-95%.

Princíp fungovania stavebných zmesí používaných na získanie stavebných blokov a dosiek je založený na chemickej interakcii komponentov. Výsledné anorganické reťazce poskytujú požadované materiálové parametre.

Oxid kremičitý je kyslý oxid, a preto reaguje so zlúčeninami vápnika a hliníka, ktoré sa nachádzajú vo vápenci a íle. Interakcia môže prebiehať ako počas sušenia mokrej zmesi, tak aj počas tepelného pečenia.

Odrody kremenného piesku a jeho ťažba

Prideliť prirodzené a umelá odroda piesku, líšiaceho sa spôsobom ťažby.

Prírodné prírodné

Tento typ piesku je v prírode všadeprítomný a nachádza sa na dne vodných nádrží a v pôde. Väčšina jeho zŕn má veľkosť od 0,2 do 1 mm.

Existuje niekoľko spôsobov, ako extrahovať kremenný piesok:

• ťažba kameňa- je hlavný spôsob. Ak sa ťažba vykonáva nad hladinou mora, potom sa výsledný piesok nazýva horský piesok. Odrody pôdneho piesku sa získavajú z výkopov pôdy v rovinách. Vzhľad lomový piesok vyznačuje sa špicatým tvarom a často drsným povrchom, čo z neho robí cenný stavebný materiál. Vyťažený piesok môže podliehať dodatočné spracovanie- preosievanie, pranie a sušenie. Čím prísnejšie sú požiadavky na vlastnosti piesku v akomkoľvek odvetví, tým je potrebná dôkladnejšia príprava. Pri výstavbe malých stavieb piesok zvyčajne nie je vystavený žiadnemu pôsobeniu a je dodávaný priamo z miesta jeho ťažby;
• rozvoj vodných nádrží- piesok je vymývaný bagrom a vyznačuje sa vysokou čistotou, ktorú zabezpečuje prirodzené pranie. Ťažba sa vykonáva v korytách riek, jazerách a morských oblastiach. Morský piesok o niečo menej hodnotné kvôli vyššiemu obsahu minerálnych nečistôt. Riečny piesok má hladký tvar – pod zväčšením mikroskopu zrnká piesku pripomínajú morské kamienky. Použitie hladkých (zaoblených) pieskov je bežné v samonivelačných zmesiach – zrnká piesku sa navzájom nelepia.

Takto vyzerá prírodný kremenný piesok na fotografii.

Umelý piesok

Napriek názvu je minerál prírodného pôvodu, ale spočiatku je vo forme veľkých kryštálov. Na premenu kryštálov kremeňa na piesok sa používa mechanický efekt (výbuch), po ktorom sa úlomky rozdrvia.

Metódy klasifikácie kremenného piesku

Východiskom v klasifikačnom systéme sú vlastnosti materiálu a spôsob jeho prípravy. Existujú nasledujúce pokyny na klasifikáciu kremenného piesku:

Podľa veľkosti (zlomkové zloženie)

Číselný výraz je priemerná hodnota veľkosti častíc alebo ich rozsah veľkosti (zlomok):

1. práškový kremeň - predstavuje frakciu menšiu ako 0,1 mm (preosieva sa na sito s priemerom pórov 0,1 mm) a zvyčajne sa nachádza pri drvení kryštálov kremeňa;
2. jemnozrnný piesok - frakcia 0,1-0,25 mm;
3. stredný piesok - frakcia 0,25-0,5 mm;
4. hrubý piesok - frakcia 0,5-1 (zriedkavo až 3) mm.

Na obohatenie

Kremenný piesok sa delí na surový a obohatený:

• surový piesok je surový minerál, ktorý nebol upravený tak, aby sa zvýšil obsah oxidu kremičitého;
• obohatený piesok obsahuje o niekoľko percent zvýšený obsah kremeňa, získaného odstránením väčšiny nečistôt. Čistí sa tak biely kremenný piesok Organické zlúčeniny, oxidy železa a ílové nečistoty preosievaním, praním a sušením.

Vzhľadom na charakter výroby je hlavná technické údaje prijatý materiál. To zase ovplyvňuje možnosti ďalšieho .

Technika úžitku

Vysoká čistota zmesi oxidu kremičitého je nevyhnutnou požiadavkou v mnohých technologických procesov... Počiatočná fáza obohacovania zahŕňa frakcionáciu a umývanie - s ich pomocou sa odstránia najhrubšie nečistoty.

Ďalším krokom je použitie špeciálne technológie, ako napríklad:

• gravitačné obohatenie- hlavná metóda, ktorej podstatou je oddelenie zložiek zmesi podľa hustoty. Ľahšie častice sú unášané prúdom vody, zatiaľ čo ťažšie sa usadzujú na dne prístroja. Gravitačný efekt možno zvýšiť odstredením alebo pridaním chemikálií, ktoré menia zmáčavosť pieskových zložiek;
• elektrické a magnetické oddelenie- predstavuje dopad elektrický šok a magnetické polečo vedie k oddeleniu niektorých nečistôt. Magnetický efekt je teda obzvlášť účinný pri čistení železných častíc s magnetickými vlastnosťami.

Parametre koncentrovaného piesku zásadne ovplyvňujú kvalitu vykonanej práce. Pieskové zmesi najlepších vlastností vyrábajú iba certifikované podniky štandardnými technológiami.

Podľa farby

Môže byť prírodný a farebný. Prírodný kremenný piesok je svetložltej až hnedožltej farby. Umelé farbenie sa vykonáva odolnými farbami na báze syntetických spojív, čo umožňuje vytvárať originálne viacfarebné ornamenty z piesku. Takýto piesok môže byť farebný a biely.

Podľa stupňa prípravy

V závislosti od technologických požiadaviek možno piesok vyrábať v nasledujúcich odrodách:

1. frakcionované- predstavuje špecifickú frakciu piesku, ktorej veľkosť je obmedzená technickými predpismi;
2. suché- vysušený do suchého stavu na vzduchu. Spolu s frakcionovaným pieskom ho možno použiť ako pracovné médium pre pieskovacie stroje;
3. kalcinovaný piesok- úplne dehydratovaný kalcináciou. Zahriatie výrazne nad 100 °C zaisťuje desorpciu vlhkosti aj z hlbokých pórov kremeňa. Takýto piesok sa používa v ready-made stavebné zmesi uložené dlho- aj malé množstvo vlhkosti môže spôsobiť, že celá zmes bude nepoužiteľná;
4. zaoblený kremenný piesok- má menej abrazívne vlastnosti, preto je vhodný pre jemné aplikácie, napríklad pieskoviská na ihriskách;
5. formovací kremenný piesok- používa sa na získavanie výrobkov z liateho kremeňa a vyznačuje sa vysokým stupňom obohatenia.

Výroba a ťažba kremenného piesku

Na území Ruska sa nachádza značné množstvo veľkých ložísk kremenného piesku. Najznámejšie sú ložiská Čulkovskoje (Moskovský región), Kozlovskoje (Brjanská oblasť), Elšanskoje (Volgogradská oblasť), Berezičskoje (Kalugská oblasť) a množstvo ďalších.

Rozdiely kremeňa stavebný piesok vyťažené z týchto miest majú pôvodne vysoké kvalitatívne parametre a vyššiu cenu. Je dôležité pochopiť, že vlastnosti piesku z najbližšieho lomu budú úplne postačujúce na stavbu malých letné chatky tak nepreplacaj. Ak je cieľom postaviť veľký kaštieľ, potom úspora na kvalite piesku môže negatívne ovplyvniť životnosť domu.

Takto sa získava kremenný piesok na špeciálnej výrobnej linke:

Ako sa normalizujú vlastnosti piesku

Hlavným regulačným dokumentom je GOST 2138-91, existujú aj iné predpisov (GOST 22551 77, GOST 51641 2000, 8736 93)... Odrážajú požiadavky na hlavné kvalitatívne parametre a vlastnosti, a to:

1. obsah ílovej zložky. Prideľte 5 skupín so stanovenými množstvami hliny od 0,2 do 2,0%;
2. obsah oxidu kremičitého - od 99% do 93%, čo zodpovedá skupinám od K1 do K5;
3. koeficient jednotnosti odrážajúci variáciu veľkosti častíc vzhľadom na priemer (v %). Čím vyššia hodnota, tým jednotnejšia piesková zmes... Celkovo ide o päť skupín (od O1 po O5), ktoré sa líšia koeficientom homogenity (od 80 do 50 %);
4. frakčné zloženie. Tento parameter odráža priemernú veľkosť častíc kremenného piesku: do 0,14 mm; 0,14-0,18 mm, 0,19-0,23 mm, 0,24-0,28 mm, viac ako 0,28 mm;
5. vlhkosť. Suché piesky neobsahujú viac ako 0,5% vlhkosti, mokré piesky - nie viac ako 4,0%, vlhké piesky - nie viac ako 6,0%;
6. v zložení piesku sa normalizuje aj obsah oxidov kovov, povrch zŕn, ich tvar, priepustnosť pre plyny, ako aj strata hmotnosti počas vznietenia.

Vysokokvalitný piesok musí mať nevyhnutne osvedčenie o súlade so stanovenými normami.

Výkonové vlastnosti kremenného piesku

Parametre materiálu, ktoré ovplyvňujú kvalitu práce a určujú rozsah použitia, zahŕňajú:

• objemová hmotnosť - je asi 1300-1500 kg / m3;
• skutočná hustota je v rozmedzí 2600-2700 kg/m3. Hodnota skutočnej hustoty sa používa pri výpočte objemu cementovej alebo betónovej malty získanej zmiešaním zložiek;
• tepelná vodivosť kremenného piesku je asi 0,30 W / (m? ° C). Tvar a veľkosť pieskových granúl má významný vplyv na tepelno-izolačné vlastnosti - čím je ich umiestnenie hustejšie a medzery menšie, tým je koeficient tepelnej vodivosti vyšší;
• teplota topenia - maximálne pracovná teplota kremenný piesok sa odhaduje na 1050 ° С, čo je dosť pre každého stavebné práce... Pri odlievaní kremenných výrobkov sa používajú teploty 1700 °C a vyššie.
• obyčajný kremenný piesok v sypkom stave má objemová hmotnosť 1500 kg / m3 a objemová hmotnosť je 1600 kg / m3.

Výhody a nevýhody materiálu - všeobecné hodnotenie

Kremenný piesok je takmer nenahraditeľnou zložkou v mnohých oblastiach použitia a technológie s jeho účasťou boli vyvinuté k dokonalosti. Pre praktickosť dostáva materiál „5“.

Vzhľad piesku je známy z detstva a pieskové plochy sa často spájajú s plážou a relaxom – za vzhľad dávame aj pevné „5“.

Napriek masívnemu používaniu piesku môže jeho jemný prach viesť k chronické choroby od stavbárov. Pre šetrnosť k životnému prostrediu dostane materiál "4".

Cena piesku je porovnateľná s cenou iných stavebných materiálov. Kremenný piesok, ktorý nemá žiadne špeciálne výhody v cene, si zaslúži hodnotenie „4“.

Približné náklady na rôzne frakcie kremenného piesku sú uvedené v tabuľke:

Kremenný piesok je spolu s hlinou a vápencom jednou z najdôležitejších a nevyhnutných zložiek pre výrobu a každodenný život. Rozmanitosť materiálových vlastností poskytuje veľký rozsah aplikácie. Dostupnosť pieskové lomy v blízkosti staveniska výrazne znižuje náklady na stavbu domu.

Teplota topenia a tuhnutia je teplota, pri ktorej pevné kryštalické teleso prechádza do kvapalného stavu a naopak. Pri teplote topenia môže byť látka kvapalná aj tuhá. Keď sa dodáva dodatočné teplo, látka sa zmení na kvapalný stav a teplota sa nezmení, kým sa všetka látka v posudzovanom systéme neroztopí. Po odstránení prebytočného tepla (chladenie) látka prejde do tuhého stavu (zamrzne) a kým úplne nezmrzne, teplota sa nezmení.

Body topenia / tuhnutia a varu / kondenzácie sa považujú za dôležité fyzikálne vlastnosti látky. Teplota tuhnutia sa zhoduje s teplotou topenia len pre čistú látku. Na tejto vlastnosti sú založené špeciálne kalibrátory teplomerov pre vysoké teploty. Pretože bod tuhnutia čistej látky, napríklad cínu, je stabilný, stačí roztopiť a počkať, kým tavenina nezačne kryštalizovať. V tomto čase sa pri dobrej tepelnej izolácii teplota tuhnúceho ingotu nemení a presne sa zhoduje s referenčnou teplotou uvedenou v referenčných knihách. Zmesi látok vôbec nemajú bod topenia/tuhnutia a prechádzajú v určitom teplotnom rozsahu (teplota vzniku kvapalnej fázy sa nazýva bod solidu, teplota úplného topenia je bod likvidu). Pretože nie je možné presne zmerať bod topenia takýchto látok, používajú sa špeciálne metódy (GOST 20287 a ASTM D 97). Ale niektoré zmesi (eutektické zloženie) majú určitú teplotu topenia, ako čisté látky.
Amorfné (nekryštalické) látky spravidla nemajú jasnú teplotu topenia, pretože so stúpajúcou teplotou klesá viskozita takýchto látok a čím je viskozita nižšia, tým je materiál tekutejší.
Napríklad obyčajné okenné sklo je podchladená kvapalina. V priebehu niekoľkých storočí sa ukazuje, že pri izbovej teplote sklo na okne vplyvom gravitácie skĺzne dole a v spodnej časti sa zhrubne. Pri teplote 500-600 °C je možné pozorovať rovnaký účinok niekoľko dní.

Keďže objem telesa sa počas tavenia nevýznamne mení, tlak má malý vplyv na teplotu tavenia. Závislosť teploty fázového prechodu (vrátane topenia a varu) od tlaku pre jednozložkový systém je daná Clapeyronovou-Clausiovou rovnicou. Teplota topenia pri normálnom atmosférickom tlaku (1013,25 hPa alebo 760 mm Hg) sa nazýva teplota topenia.

Teploty topenia niektorých dôležitých látok:

Piesok (teplota topenia (tp) = 1710 ° C), hlina (tm od 1150 do 1787 ° C),
bod topenia ° C
vodík -259,2
kyslík -218,8
dusík -210,0
etylalkohol −114,5
amoniak -77,7
ortuť -38,87
ľad (voda) +0
benzén +5,53
cézium +28,64
sacharóza +185
sacharín +225
cín +231,93
náskok +327,5
hliník +660,1
striebro +960,8
zlato +1063
železo +1535
platina +1769,3
korund +2050
volfrám +3410