какую температуру выдерживает песок

При какой температуре плавиться песок

Стекло изготавливают при помощи варки шихты (смеси исходных веществ) при температуре от 300 до 2500 °C. Всё зависит от состава стеклообразующих веществ. Отмечу, что прозрачность – это не общее свойство всех производимых искусственных и природных стёкол.

Интересные факты о стекле:

Сотни лет назад стекло считалось предметом роскоши. Только у очень богатых людей можно было увидать на столе стеклянные кубки. Сейчас же стекло – это обычное дело, его используют повсеместно, начиная от бутылок и заканчивая экранами смартфонов.

А вообще стекло похоже на какой-то волшебный предмет, в силу своего физического и химического поведения. Стекло может обеспечить хорошую защиту, но также оно может разлететься на множество осколков. Создают прозрачное стекло из песка, который непрозрачен. А самое странное в стекле это то, что оно с виду похоже на твёрдое тело, но на самом деле это просто застывшая форма необычной жидкости, которую можно выдувать и наливать.

Фото стеклянного шара

В статье расскажу, как научились его делать и из чего изготавливают стекло, какой у него состав, какие виды бывают. Обещаю, будет интересно!

Эксплуатационные характеристики кварцевого песка

К параметрам песка, которые влияют на качество работы и определяют область применения, относится:

Таблица применения кварцевого песка в зависимости от фракции.

Что касается максимальной температуры плавления, то в процессе литья изделий на основе кварца используется температурный режим в пределах 1700°С и больше. Значительное влияние на теплоизолирующие характеристики оказывает форма и фракционность состава. Так, с увеличением плотности расположения зерен и более маленьких зазоров коэффициент теплопроводности оказывается больше.

Вернуться к оглавлению

Как расплавить стекло в домашних условиях

Если вы хотите не сварить, а растопить стеклянное изделие, то без специального оборудования тоже не обойтись, ведь стекло не относится к легкоплавким материалам.

Тигель должен быть таким, чтобы захват его металлическими щипцами и прутьями не составлял затруднений.

Существует два способа плавки: литье и моллирование. В первом случае жидким стекольным сплавом заполняются специальные формы, а во втором случае состав плавится до густого, тягучего состояния, и с ним работают стеклодувы, придавая массе разнообразные формы.

Чтобы расплавлять бутылки и другие изделия дома, вам понадобится печь специальной конструкции.

Температура плавления стекла

Точная температура плавления зависит от наличия примесей в составе. Обыкновенное прозрачное стекло плавится при 700-750⁰С, посудное – при 1200-1400⁰С, а кварцевое – 1650⁰С. В промышленном производстве поддерживают в печах поддерживают температуру 1600⁰С.

Кварц и песок без примесей переходят в стеклообразное состояние при температуре 2300 градусов Цельсия.

Использование печи для плавки стекла

Если вас интересует, как расплавить стекло в домашних условиях, то пригодится профессиональное оборудование, а именно – муфельная печь, чья конструкция обеспечивает, нагрев до максимально высоких температур. Сегодня существуют муфельные печи, способные нагреваться до 2000⁰С. Применяя такие конструкции дома, вы легко сможете изготовить украшения или другие изделия из стекла, переплавляя бутылки или другую стеклянную тару в совершенно новые изделие.

Муфельная печь поможет производить стекло в домашних условиях.

Используйте формы для литья, но на них необходимо нанести специальный состав, чтобы стекло легко отделилось. Установите форму таким образом, чтобы состав не смог стечь за ее границы. Расположите изделия в печи так, чтобы при плавке, они стекали прямо в формы. Нагревайте печь постепенно, чтобы форма выдержала. После окончания процесса литья, понизьте температуру до 500⁰С и оставьте в печи для отжига.

Важно! Не подпускайте к оборудованию ребенка, так как это грозит опасностью для жизни.

Теперь вы знаете, что изготовить и расплавить стекло можно даже в домашних условиях, если в распоряжении есть сырье и специальное оборудование. Главное – соблюдайте технику безопасности при работе с высокими температурами и внимательно читайте инструкцию к эксплуатации муфельной печи, так вы обезопасите здоровье во время экспериментов со стеклом в домашних условиях.

Какие же виды песка существуют?

Основные виды материала:

Самый легкодоступный вариант – речной, добывается из русла рек. Он же содержит минимальное количество посторонних примесей. Применяется в строительстве для создания смесей различного назначения (бетонных стяжек, декоративных покрытий, дренажных работ, строительства дорожного покрытия). Кроме того, без речного песка не обходится производство железобетонных изделий.

Карьерный песок содержит в своем составе много примесей, поэтому используется, в основном, как компонент бетонной смеси.

Карьерный песок, как следует из названия, добывается в карьерах. Существует два способа добычи: промывкой и просеиванием. Первый – большим количеством воды из песка вымываются пылевые примеси и глина, второй – песок просеивается, благодаря чему избавляется от камней большой фракции. Основное применение карьерного песка – строительные работы (засыпка фундамента, штукатурка, отделочные смеси, стяжки, дорожное полотно).

Морской материал достается с морского дна. Его использование возможно при составлении строительных смесей и изготовлении бетонных конструкций, но применяется редко, так как массовая добыча затруднительна.

Как отдельный вид выделяют строительный песок – это материал, полученный в результате разрушения скальных пород, добытый в специальных горных разработках и обогащенный в процессе обработки.

Существуют черные пески – результат вымывания из минералов светлых составляющих. Его использование в промышленных и хозяйственных целях невозможно, поскольку черный материал радиоактивен.

Искусственный – созданный руками человека путем дробления мрамора, гранита, известняка. Самый известный искусственный материал – кварцевый. Как правило, он применяется в фильтрах по масштабной очистке воды (в бассейнах, водоочистных сооружениях), для пескоструйной обработки материалов, при устройстве спортивных площадок, для изготовления разнообразных строительных смесей, как сырье при производстве стекла.

Базовый состав стекла

Что такое стекло? Если говорить кратко — это неорганическое вещество, которое имеет одинаковые физические свойства независимо от направления его измерения (изотропия). Также изотропным веществом является металл и вода. Стекло встречается и в природе – это минерал обсидиан (вулканическое стекло). В практических целях стекло — продукт стеклоделия, очень древней технологии, а модификаций этого вещества очень много (по составу и структуре, а также физическим и химическим свойствам).

Самые главные виды стекла по составу:

Стекло обладает свойствами твёрдого тела и сверхвязкой жидкости, причём оно может переходить из жидкого состояния в стеклообразное без потери своих свойств. Вязкость любого стекла настолько велика, что она при комнатной температуре не проявляется на протяжении многих сотен лет.

Химический состав стекла бывает следующим:

Элементы, которые входят в состав стекла:

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства стекла

А какие у стекла физические свойства?

Стеклянный расплав

Существует ещё такой показатель, как светопропускаемость. Для примера: оконное стекло пропускает только 85% солнечного света. Поэтому нельзя утверждать, что стекло может 100% пропускать свет.

В настоящее время учёными разработаны такие стёкла, которые обладают дополнительными свойствами:

Благодаря разнообразию видов стёкол, их применяют во многих сферах деятельности, начиная от оптики и заканчивая космонавтикой. Стекло изучается таким предметом, как физическая химия.

Стёкла в твёрдом состоянии очень устойчивы ко многим реагентам, кроме горячих растворов щелочей, расплавов металлов и плавиковой кислоты. Поэтому эти свойства позволяют применять стекло для создания окон в домах и транспорте, стеклоблоков, различных медицинских приборов.

Удивительно, но строение стекла до конца не установлено, потому что разные типы этих веществ имеют отличия в своём составе. А на структуру этого материала оказывает прямое воздействие технологический процесс.

А почему стекло становится прозрачным? Вот ответ. Основной компонент стекла – кварцевый песок. Он на самом деле абсолютно прозрачен, но из-за преломления света через песчинки мы ничего не увидим. Даже если мы измельчим уже готовое стекло, то через эту крошку тоже ничего не увидим. Только когда кварц становится гладкой смесью, тогда он становится прозрачным.

Чистый кварцевый песок

Добыча

Вполне понятно, что находится песок на дне рек и природных водоемов. Оттуда его и добывают. А поднимают со дна могучими земляными насосами на несамоходное грузовое судно или в пульпопровод, который соединен с берегом. Там для приема пульпы (смеси песка с водой) оборудуются спецплощадки.

Добыча из русла реки

Оттуда с мокрого песка вода стекает обратно в реку, а песок просушивается до нужной консистенции. Тут же его и сортируют по зернистости, просеивая его через специальные сита. При необходимости перемалывают, стандартизуют и загружают в мешки.

На сегодняшний день цемент действительно является самым востребованным и качественным материалом для ремонта и строительства. Перейдя по ссылке ознакомитесь с марками цемента и их характеристиками.

Главный фасад дома является вашей визитной карточкой, ведь фасад видят все проходящие мимо люди. Здесь все о различных видах штукатурки для фасада.

Декоративную штукатурку «Короед» очень часто применяют для отделки разных домов и сооружений. Тут технология ее нанесения.

Такой материал применяют для отделочных, шпаклевочных и штукатурных смесей, чтобы придать им большую эластичность.

Высушенный на берегу песок отправляют потребителям по железной дороге, по воде (баржами) или карьерными самосвалами.

Как вычислить насыпную плотность песка?

Классы песка в соответствии с ГОСТ.

Для проведения таких измерительных вычислений песок изначально просеивают при помощи сита (0,5 см). После чего им заполняют мерный сосуд (1 л). Далее песок должен свободно засыпаться в него примерно с высоты в 0,1 м таким образом, чтоб внизу образовался конус над краем сосуда. Затем при помощи линейки снимается верхняя часть конуса, то есть до краев. Отдельно необходимо взвесить емкость с веществом и без него. Для вычисления коэффициента плотности используется следующая формула: (вес пустого сосуда – вес наполненного сосуда)/объем емкости.

Тут сразу стоит оговорить тот момент, что такие вычисления производятся только с теми мерными емкостями, которые изначально имеют определенную форму и размер, так как это существенно сказывается на результатах. Чтобы этот вопрос легче было решить, существует ГОСТ.

На среднестатистическую плотность веществ имеет влияние не только влажность, но и наличие пустот. Чем меньше пространства между гранулами, тем выше эта характеристика.

Показатель средней плотности у каждого вида песка различен: кварцевый мальм в сыпучем состоянии имеет показатель в 1500-1550 кгм³, в то время, если его уплотнить, то характеристика возрастет до 1600-1700 кгм³. Если планируется осуществлять замес морозостойкого бетона, то одним из его компонентов будет песок с повышенным коэффициентом средней плотности.

Скорость решает все

Разумеется, скорость ликвидации аварии зависит от оперативности реагирования сотрудников коммунальных служб и ремонтных подразделений. Прежде всего необходимо немедленно зафиксировать сам факт аварии и поставить в известность аварийные службы городских коммунальных сетей: идет ли речь о водопроводе, канализации, энергоснабжении или инфокоммуникационной инфраструктуре. Чем быстрее аварийные службы отреагируют на происшествие, тем меньше будет потенциальный урон. Скорость здесь решает многое.

Горячий строительный песок отличается от обычного только тем, что перед поставкой на стройплощадку он проходит на асфальтобетонном заводе специальную термическую обработку – нагрев до температуры 180-250 градусов Цельсия. Благодаря высокой теплоемкости нагретый сыпучий материал сохраняет повышенную температуру на протяжении полных суток (24 часа).

Остывший песок вполне можно использовать на стройке

При этом продолжительность сохранения рабочих свойств горячего песка зависит, с одной стороны, от его температуры в момент отгрузки, а с другой стороны, от температуры окружающего воздуха. При средних морозах нагретый песок с температурой 180 градусов остается горячим в течение 8-10 часов. Достаточно для того, чтобы отвезти его на 30-40 км от Москвы, сохранив рабочую эффективность нагрева.

В случае быстрой доставки до стройплощадки этот специальный материал обеспечивает эффективный и равномерный прогрев грунта в том месте, где предстоят земляные работы. Норма расхода горячего песка составляет один кубометр на четыре кубометра холодного грунта.

После использования горячего песка для отогревания участка раскопа, его не везут обратно. Повторный нагрев не имеет экономического смысла. Зато остывший горячий песок – это отличный строительный материал, вполне пригодный для изготовления кладочного или штукатурного раствора, а также для изготовления бетона и железобетона. Использованный горячий песок подлежит утилизации непосредственно на строительной площадке.

Источник

Температура плавления кварцевого песка в градусах. Достоинства и недостатки материала – общая оценка. Способы классификации кварцевого песка

Виды кварцевого песка

Разновидности кварцевого песка.

Кварцевый песок может быть представлен естественной и искусственной разновидностями, которые отличаются способом добычи. Первый вид распространен повсеместно в природе, его можно найти на дне водных бассейнов и в толще почвы. Фракция большей части его зерен может варьироваться в пределах 0,2-1 мм.

Есть несколько путей добычи кварцевого песка, один из них – это разработка карьеров, которая выступает в роли ведущего способа. Если добыча осуществляется над уровнем моря, материал носит название горного. Вид карьерного песка характеризуется заостренными формами и шершавой поверхностью, что делает его ценным стройматериалом. После добычи песок может дополнительно обрабатываться, что предусматривает просеивание, промывание и сушку. Еще один путь добычи кварцевого песка – это разработка водных бассейнов, при этом частички вымываются и отличаются чистотой.

Морской песок не столь ценен по причине увеличенного содержания минеральных примесей. Такой материал имеет гладкую форму.

Кварцевый песок обладает еще одной разновидностью – искусственной. Но, несмотря на название, материал имеет естественное происхождение, ведь первоначально находится в качестве крупных кристаллов. Для того чтобы кристаллы кварца превратились в песок, используется механическое воздействие, затем осколки дробятся.

Можно выделить некоторые направления классификации песка на основе кварца, например, по фракционному составу. Таким образом, кварц может быть пылевидным, фракция материала при этом менее 0,1 мм; мелкозернистым с размером зерен в пределах от 0,1 до 0,25 мм; средним – фракция в пределах 0,25-0,5 мм; крупнозернистым – 0,5-1 мм, в редких случаях размер зерен может достигать 3 мм.

Морской песок содержит большое количество минералов, поэтому редко используется в строительстве.

Классифицировать кварцевый песок можно еще и по обогащению. Так, он может быть необогащенным и обогащенным. Первый вариант – минерал в исходном виде, не подверженный обработке для увеличения в составе количества диоксида кремния. Второй вариант представлен песком, который содержит увеличенное на некоторое количество процентов содержание кварца, чего удается добиться за счет устранения ряда примесей. Так, белый материал не имеет в составе органических соединений, примесей глины, оксидов железа, чего удается добиться после просеивания, мытья и сушки.

Кварцевый песок может быть классифицирован и по технологии обогащения.

Первоначальный этап обогащения предполагает фракционирование и промывку. Следующим шагом может стать гравитационное обогащение, что имеет цель разделить компоненты состава по плотности.

Частички могут иметь разную окраску. Существует природный и окрашенный материал. Природный характеризуется оттенками от бледно-желтого до коричневато-желтого. А при искусственном окрашивании используются устойчивые краски на базе синтетических связующих.

Разные технические характеристики имеют пески, классифицированные по степени подготовки. Так, при производстве может требоваться фракционированный материал, сухой или прокаленный, последний из которых характеризуется отсутствием в составе влаги, что достигается прокаливанием.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Получение стекла, бывшего когда-то редкостным и ценным произведением искусства, в настоящее время является распространенным производственным процессом. Изделия из стекла используются в качестве промышленной и бытовой тары, изоляторов, армирующего волокна, линз и предметов декоративного искусства. Материалы для получения различных типов стекла могут отличаться, но общий процесс его получения описан ниже.

Нормировка характеристик

Таблица характеристик песка.

Главным регулирующим документом выступает ГОСТ 2138-91. В документе отражены требования к ведущим характеристикам и параметрам качества. Так, можно выделить 5 групп материала, у каждой из которых должно содержаться установленное количество глины в пределах 0,2-2,0%. Содержание диоксида кремния в песке должно варьироваться от 93 до 99%, материал с определенным содержанием этой составляющей станет соответствовать группе К1-К5.

Материал может иметь и свой коэффициент однородности, с увеличением значения песчаная смесь характеризуется большей однородностью. Песок имеет и определенный фракционный состав, что отражает габариты частиц. Учитывается ГОСТ и влажностные показатели. Сухие составы содержат максимальные 0,5% влаги, тогда как влажные не должны содержать более 4,0%. Что касается сырых, то этот показатель не превышает 6,0%.

Эксплуатационные характеристики кварцевого песка

К параметрам песка, которые влияют на качество работы и определяют область применения, относится:

Таблица применения кварцевого песка в зависимости от фракции.

Что касается максимальной температуры плавления, то в процессе литья изделий на основе кварца используется температурный режим в пределах 1700°С и больше. Значительное влияние на теплоизолирующие характеристики оказывает форма и фракционность состава. Так, с увеличением плотности расположения зерен и более маленьких зазоров коэффициент теплопроводности оказывается больше.

Использование печи

Кварцевый песок — это основной ингредиент для производства стекла. Стекло без примесей железа ценится за прозрачность, так как если в стекле содержится железо, стекло будет казаться зеленоватым.

Карбонат натрия (называемый кальцинированной содой) снижает температуру получения промышленных стекол. Однако он вызывает разъедание стекла водой. Поэтому, чтобы нейтрализовать это явление, в стекло дополнительно вводят оксид кальция, или известь. Для того, чтобы сделать стекло более стойким, в него вводят оксиды магния и/или алюминия. Обычно эти добавки занимают не более 26–30 процентов в составе стекла.

В зависимости от назначения стекла, добавьте другие химические вещества.

Наиболее распространенная добавка для декоративных стекол — это оксид свинца, который обеспечивает блеск хрусталя, а также его низкую твердость, облегчающую резку, а также низкую температуру образования расплава. Линзы очков могут содержать оксид лантана, Который используется из-за своей преломляющей способности, тогда как железо способствует поглощению железа стеклом.

Как было отмечено выше, примеси железа в кварцевом стекле придают ему зеленоватый вид, поэтому оксид железа добавляется для повышения зеленоватого оттенка, как и оксид меди. Соединения серы дают желтоватый, янтарный, коричневатый и даже черный оттенок, в зависимости от того, сколько углерода или железа дополнительно добавляют в стекольную шихту.

поставьте шихту в хороший температуроустойчивый тигель.

Тигель должен выдерживать исключительно высокую температуру, которая достигается в печи. В зависимости от добавок, она может колебаться от 1500 до 2500 градусов. Тигель должен быть таким, чтобы захват его металлическими щипцами и прутьями не составлял затруднений.

Расплавьте смесь до жидкого состояния.

Для промышленного силикатного стекла это осуществляется в газоотапливаемой печи, специальные стекла можно плавить в электрической, горшковой или муфельной печи.

Это подразумевает размешивание стекла до равномерной густоты и добавление таких веществ, как сульфат натрия, хлорид натрия или оксид сурьмы.

Отформуйте расплавленное стекло.

Формование стекла можно осуществлять одним из следующих способов:

Большое количество расплавленного стекла можно собрать на конце полой трубы, а затем выдувать его, поворачивая трубу. Стекло формуется благодаря воздуху, продуваемому в трубу, силе тяжести, действующей на расплав стекла, и любым инструментам, которые использует стеклодув для работы с расплавленным стеклом.

Этот процесс называется отжигом, и при нем удаляются все точечные источники напряжений, которые могут образовываться в процессе охлаждения стекла. Неотожженное стекло гораздо менее прочное. Как только процесс будет завершен, на стекло можно наносить покрытие, ламинировать или обрабатывать его каким-либо другим способом для повышения прочности и стойкости.

Использование жаровни на древесном угле

Сделайте импровизированную печь из гриля для барбекю, отапливаемого древесным углем.

В этом методе для расплавления кварцевого песка в стекло используется теплота, вырабатываемая пламенем от сжигания древесного угля. Используемые материалы относительно дешевы и доступны — теоретически, чтобы подготовить все необходимое для получения стекла, вам понадобится лишь сбегать в строительный магазин. Используйте большой гриль для барбекю — подойдет гриль стандартного размера модели «купол». Он должен быть как можно более толстостенным и прочным. Большинство грилей для барбекю имеют вентиляционное отверстие на дне — откройте его.

Если вы собираетесь выдувать стекло, имейте под рукой длинную полую металлическую трубу. Если же вы собираетесь выливать стекло в форму, подготовьте ее заранее. Вам нужна форма, которая не сгорит и не расплавится от жара расплавленного стекла, для этих целей отлично подходит графит.

Этот метод предусматривает нагрев гриля для барбекю за пределы его нормальных температурных ограничений — настолько, что может даже расплавиться сам гриль. Неосторожная работа с использованием этого метода представляет угрозу
тяжелейших ранений или даже смерти
. Работайте с осторожностью. Держите под рукой большой объем земли, песка или огнетушитель, предназначенный для высоких температур, на случай, если вам понадобится уменьшить интенсивность огня.

Предпримите все возможные меры предосторожности, чтобы защитить себя и ваши вещи от высокой температуры.

Работайте по данному методу на бетонной поверхности вне помещения, в условиях достаточного пространства вокруг. Не используйте незаменимое оборудование.
Держитесь подальше
от гриля, когда вы варите стекло. Вам также нужно надеть как можно больше защитной одежды, включая:

С помощью клейкой ленты или еще каким-нибудь образом изогните шланг так, чтобы он дул прямо в вентиляционное отверстие на дне, не касаясь корпуса гриля. Вероятно, вам понадобится прикрепить шланг к одной из ножек или колесиков гриля. Поставьте сам пылесос как можно дальше от гриля.

Включите пылесос, чтобы проверить положение шланга. Точно размещенный шланг будет дуть прямо в вентиляционное отверстие.

Используйте больше угля, чем вы бы взяли для запекания мяса. Успешные результаты наблюдаются при заполнении гриля практически до краев. Поставьте в середину гриля чугунную кастрюлю или тигель с песком, обсыпав их древесным углем.

Источник