Какие свойства у песка

Песок – это удивительный природный материал, полезные свойства которого невозможно переоценить. Его уникальные особенности и характеристики, необычные сферы применения, загадки и гипотезы, а также множество другой важной информации вы найдете в этой статье.

КРАТКО О ПЕСКЕ

Песок с давних времен используется в различных сферах деятельности человека: строительстве, изготовлении стекла, медицине, искусстве и многих других. Но человек знает о песке на удивление мало, несмотря на его распространенность. Яркий тому пример – поющие пески. Они издают невероятные звуки, и до сих пор никто не может назвать точную причину этого явления. Существует масса теорий, но ни одна из них не подтверждается исследованиями. Один и тот же песок может издавать звуки на пляже, но «молчать» в лабораторных условиях. И это лишь одно из его удивительных проявлений.

Состав песка в разных точках земного шара не одинаковый. Например, значительную часть Саудовской Аравии занимает пустыня, но страна вынуждена импортировать песок, так как собственный абсолютно непригоден по своим характеристикам для строительства.

Выделяют две основные группы песка:

• Мономинеральные. Состоят на 90 % и больше только из одного минерала: кварца, роговой обманки, слюды или полевого шпата. Оставшиеся 10 процентов представлены большим набором других минералов или останков живых существ (например – раковин). Содержание каждого такого элемента настолько мало, что даже не учитывается.
• Полиминеральные: состоят в основном из двух минералов из перечня мономинеральных песков. Например – полевошпатово-кварцевый вариант, в котором полевого шпата более 50 %, остальное – кварц. Сочетания могут быть любыми, а фактический состав легко определить по названию. Если в указанном выше примере поменять слова местами, получится кварцево-полевошпатовый песок, в котором уже именно кварца больше 50 %, а остальная часть – полевой шпат.

Из-за такого разнообразия какой-то общепризнанной во всем мире классификации просто не существует. Уж очень сильно пески отличаются друг от друга. В первую очередь – из-за происхождения.

По официальной версии, песок является продуктом распада горных массивов. Под воздействием ветра горы постепенно разрушаются, от них отделяются значительные куски, которые и дальше обдуваются ветрами, постепенно рассыпаясь до состояния песка, который, в свою очередь, развеивается ветром по большой территории. Вода выполняет ту же самую работу.

Не все согласны с официальной версией, ведь, по предварительным подсчетам, существующее на планете количество песка просто не может являться результатом разрушения гор, какими бы крупными те ни были. Есть мнение, что определенная часть песка попала на нашу планету из космоса.

По типу добычи песок бывает карьерным и речным, хотя последний далеко не всегда находится именно в реках. Его могут добывать в разных водоемах: озерах, морях или океанах.

Так выглядит песок под микроскопом

САМЫЕ УДИВИТЕЛЬНЫЕ И ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ПЕСКА

Среди всех свойств песка выделяют четыре самые полезные для человека особенности: равномерность высыпаемости, водопроницаемость, рассыпаемость и не сжимаемость.

• Равномерная высыпаемость. Вне зависимости от давления или высоты слоя песка, он всегда будет равномерно высыпаться из отверстия. Например, если взять обычную воронку и насыпать в нее несколько граммов песка, он высыплется из нее с той же скоростью, как и тонна такого же песка, пропущенного через эту же воронку. Благодаря этому свойству возможна работа песочных часов. Разумеется, в зависимости от крупности частичек песка и от их структуры, скорость высыпания будет разной, но один и тот же песок всегда проходит через отверстие с одинаковой скоростью.
• Водопроницаемость. Песок пропускает воду. Чем крупнее частички, тем лучше будет проходить жидкость. В то же время он пропускает только воду и вбирает в себя любые взвеси и примеси. Это принцип работы большинства фильтров. Со временем песок слеживается, становится более плотным и начинает пропускать все меньше воды. Самый мелкий песок, в конечном итоге, может стать и вовсе водонепроницаемым, если взять внушительный его слой.
• Рассыпаемость. Чистый и сухой песок физически не может удерживаться на вертикальной поверхности. В то же время мокрые песчинки отлично сцепляются друг с другом. Оба свойства используются в строительстве, в частности – при изготовлении строительных смесей.
• Не сжимаемость. Песок может слежаться или осесть, потеряв часть объема, но сжать его выше этого предела просто невозможно. Такое свойство помогает распределять давление при помощи песка. Пример: если в емкость насыпать песок и начать на него давить, лишь часть этого усилия будет передаваться на дно емкости. Остальное равномерно распределится по стенкам. Таким эффектом обладает только сухой песок. Мокрый же передаст все усилие строго вниз, на дно.

Неизвестно, когда и где впервые появились песочные часы. С большой долей вероятности, они были известны в Азии еще до Рождества Христова, но в Европе стали известны только в 1339 году

ЛЕЧЕНИЕ ПЕСКОМ

В медицине песок также активно используется. О его лечебных свойствах знали еще древние шумеры – такая информация встречается на их глиняных клинописных табличках. Несмотря на это, только в 1889 году русский врач Парийский Н. В. после проведения экспериментов смог создать качественную систему лечения, которая дошла до наших дней практически без изменений.

Называется лечение песком – псаммотерапия. Общий принцип достаточно прост. Песок отлично накапливает тепло и может равномерно его отдавать на протяжении длительного времени. Кроме того, грани песчинок достаточно острые, чтобы обеспечивать качественный массаж. Сочетание этих факторов и легло в основу методики лечения. Нагретый песок прикладывается к определенному участку тела, качественно его прогревает и массажирует.

Псаммотерапия помогает справиться с болезнями опорно-двигательной системы, суставов, с радикулитом и невритом. Она же способствует снижению веса и положительно сказывается на работе почек.

Благодаря несомненной пользе, доступности песка и простоте процедуры лечения, псаммотерапия распространилась по Европе и России практически мгновенно

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ПЕСКЕ

• В древности песок использовался для краткосрочных записей или расчетов. Его высыпали на гладкую поверхность и писали там, все что требовалось.
• По приблизительным подсчетам, общее количество песчинок на нашей планете приближается к 7 500 000 000. Для сравнения: в нашей галактике около 100 000 000 000 звезд.
• Песчаные замки (зыбучие пески) ежегодно убивают больше людей, чем акулы.
• Если объединить все пустыни Земли, они займут около трети поверхности планеты.
• В чистом виде песок плавится при температуре 1700 градусов. А если в состав добавить простую соду, то понадобится всего 700 градусов.
• В зависимости от состава, песок может быть не только белым или желтым, но также зеленым, красным и даже черным.

Некоторые ученые считают, что уже в ближайшем будущем песок может стать отличным источником энергии. И хотя этого еще не произошло, человечество активно изучает этот простой, но такой интересный и загадочный материал.

Посмотрев на кучу привезенного на объект песка, два строителя будут вести себя по-разному.

Новичок бросит на нее равнодушный взгляд и возьмется за лопату.

Опытный строитель сначала наберет песок в пригоршню, внимательно посмотрит на него и перетрет в ладонях. После этого он вынесет вердикт: в бетон годится, а на штукатурку и кладку не пойдет.

В чем же состоит секрет строительного песка, требующий столь внимательной оценки? Этот вопрос мы разберем более подробно.

Физико-механические характеристики

Объемный вес

Он показывает массу 1 м3 песка в его естественном состоянии (влажного, со всеми примесями). В среднем объемный вес данного материала составляет от 1500 до 1800 кг.

Состав строительного песка оценивают по таким параметрам:

• Гранулометрический;
• Минеральный;
• Химический.

Гранулометрический показывает процентное соотношение зерен разной крупности. Для его определения песок просеивают через калиброванные сита (от 0,16 мм до 10 мм).

Сито с размером отверстий 5 и 10 мм выявляет гранулы гравия. ГОСТ допускает наличие зерен размером 1 см. При этом их количество должно составлять не более 0,5% от общей массы песка.

Гранулы крупнее 5 мм нормируют таким образом:

• Максимальное содержание — до 10% в природном;
• до 15% в дробленом;
• до 5% в обогащенном песке.

Минеральный состав

По содержанию минералов пески делят на кварцевые, доломитовые, полевошпатовые и известняковые. Кварцевый песок – самый ценный для строительства, поскольку другие виды недостаточно прочные и нестойкие к химическим воздействиям.

Химический состав

Он играет важную роль для определения пригодности сыпучего материала в разных областях строительства. Красный, желтый, и оранжевый оттенки говорят о наличии окисленных металлов. Зеленый и синий цвета характерны для речного песка, в котором присутствуют соли алюминия.

Виды строительного песка

Классическое определение гласит, что песок представляет собой смесь минеральных частиц (кварц, слюда, известняк), образованную в результате природного или искусственного разрушения горных пород.

«По полочкам» самые важные свойства песка раскладывает ГОСТ  8736-93. Согласно данному нормативу песок делится на два класса:

• I класс — очень крупный, затем идет песок повышенной крупности, крупный, средний и мелкий;
• II класс — очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

Основное отличие между данными классами состоит в том, что менее качественный песок (второй класс) включает три дополнительные фракции. Мелкие пылеватые частицы – нежелательный компонент строительных растворов. Они ухудшают связь между крупными гранулами песка, которые связывает цемент.

Далее ГОСТ содержит таблицу, в которой строительный песок делится на группы по модулю крупности (мм).

Группа пескаМодуль крупности Мк Очень крупныйСв. 3,5 Повышенной крупности3,0 до 3,5 Крупный2,5-3,0 Средний2,0-2,5 Мелкий1,5-2,0 Очень мелкий1,0-1,5 Тонкий0,7-1,0 Очень тонкийДо  0,7

В реальном производстве нет столь тонкой градации.

Здесь добываемый песок условно делят на три фракции:

• 0,5-1 мм – мелкий;
• 1,5-2 мм – средний;
• 2,5-3,5 мм – крупный.

Пески с модулем крупности 2-2,5 мм идут на производство бетона и железобетонных конструкций. Сыпучий материал размером 1,5-2 мм применяется для изготовления кирпича. Самый мелкий песок используют для приготовления сухих строительных смесей.

Приняв к сведению классификацию ГОСТ, перейдем к практическим аспектам происхождения и использования строительного песка.

По виду добычи различают:

• Карьерный;
• Речной;
• Морской;
• Кварцевый (искусственный) песок.

Карьерный

Название четко указывает на происхождение песка. В нем встречаются глина и камни, поэтому карьерный материал используется ограниченно: для планировки участка, подсыпки под бетонные стяжки или фундаменты.

Для улучшения свойств карьерный песок прямо на месте добычи промывают водой, освобождая его от пылевидных частиц и глины. Так получается намывной (мытый) песок. Он пригоден для штукатурных и кладочных растворов. Кроме этого, для удаления глины может использоваться просеивание через сита.

Важный практический вывод: если вам предлагают купить карьерный (овражный) песок, не забудьте уточнить, прошел ли он очистку (промывку, просеивание) или нет

Области применения мытого (просеянного) карьерного песка:

• цементная стяжка, кладочные и штукатурные растворы;
• отделочные работы;
• производство кирпича;
• устройство фундамента;
• приготовление бетонов.

Речной песок (Мытый песок)

Этот строительный материал добывает земснаряд со дна реки. В речном песке нет глинистых частиц и очень мало камней. Это позволяет без ограничений использовать его для бетонных работ.

Очень ценно то, что речной песок средней крупности (1,8-2,2 мм) практически не дает усадку. Поэтому он оптимально подходит для кладки и штукатурки.

Карьерный песок сложнее использовать в таком качестве. В растворе он садится на дно и его приходится периодически перемешивать.

Области применения речного песка:

• производство бетона;
• производство кирпича;
• кладочные работы и цементная стяжка;
• приготовление асфальтобетона;
• устройство дренажа;
• наполнитель для красок и затирок.

Морской песок по своим свойствам аналогичен речному. Он также высоко ценится в строительстве за высокую чистоту и однородность гранулометрического состава.

Кварцевый песок

Этот материал получают в результате механического дробления кварцсодержащих пород. Он однороден по структуре, химически инертен и чист.

Главной сферой применения данного вида песка является промышленность строительных материалов. Он идет в сухие строительные смеси, силикатный кирпич, блоки и бетон, используется для приготовления шлифовочных составов. Ландшафтный дизайн, дорогие интерьерные и фасадные штукатурки также не обходится без кварцевого песка.

Однозначно ответить на вопрос, какой песок лучше невозможно, поскольку каждый материал предназначен для определенных видов работ.

И все-таки основные выводы уже очевидны:

• для кирпичной и крупноблочной кладки лучше брать речной песок. Если смешать его с небольшим количеством немытого карьерного песка, то раствор станет более пластичным (за счет частиц глины);
• для бетона лучше подходит крупный или средний речной песок (в него можно добавить немного мелкого мытого карьерного песка);
• для штукатурки лучше подойдет мытый карьерный песок с небольшой добавкой речного или без него.

Ориентировочные цены

Очевидно, что стоимость песка тем выше, чем больше манипуляций пришлось с ним проделать при добыче и очистке.

Самый дешевый — карьерный немытый и не сеянный. Его цена за куб составляет от 300 до 400 рублей. Очищенный водой или просеиванием карьерный песок для строительных работ обойдется от 550 до 700 рублей за 1 м3 с доставкой.

Речной песок существенно дороже карьерного. Его цена стартует с 750 рублей и заканчивается на отметке 950 руб./м3.

Фракционированный кварцевый песок самый дорогой. При покупке от 10 тонн (1 КАМАЗ) его цена с доставкой составляет от 4 500 рублей за кубометр.