Какие есть 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.
Источник
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.
Источник
Песок (или песчаный грунт) — это широко используемый сыпучий материал из категории нерудных, который является необходимым атрибутом почти при любых разновидностях строительных работ. Причина такой универсальности и востребованности кроется в характеристиках сырья.
Природные песчаные грунты, распространенные как на суше, так и на дне водоемов, образуются мелкими фрагментами минералов — угловатыми и сглаженными в результате естественных физических процессов. В среднем диаметр песчинок — от 2,5 до 0,05 мм. Исходя из величины зерен различаются категории материала — от крупнозернистого до пылевидного. Компонентная основа песка — это чаще всего кварц и полевой шпат. При этом неизменно присутствуют и примеси, образуемые прочими минералами: глиной, силикатами и т.д.
Пористость и плотность
Все виды песка характеризуются пористой структурой. Показатель пористости в рыхлом состоянии — около 47%, а если материал уплотнен — примерно 37%. Структура легко меняется на более плотную при добавлении жидкости, а также при вибрации, силовых воздействиях. Именно ввиду открытой пористости пески обладают повышенной водопроницаемостью. Плотность этого материала обусловливается значением коэффициента пористости e: напр., e 0,75 — это плотное сложение для мелкозернистых песков.
Уплотненный песок отлично справляется с восприятием нагрузки и рассредотачивает напряжение в основании конструкций, под фундаментом — модуль деформации на примере мелкой зернистости песка составляет 30-50 Мпа.
Какие свойства наиболее важны для строительных целей?
В качестве стройматериала песок характеризуется следующими важными параметрами:
– модулем крупности;
– объемно-насыпной массой;
– классом радиоактивности (почти все пески относятся к 1-му классу, т.е. радиационно безопасны и применимы для широкого спектра работ);
– коэффициентом фильтрации (важен при расчете водопроницаемости песка);
– содержанием глины, ила, пылевидных и др. примесей.
Исходя из сочетания указанных признаков та или иная разновидность материала рекомендуется для определенного вида работ. Например, песок, который хорошо подойдет для формирования фундаментной подушки, может быть совершенно неприемлемым решением для производства бетона.
Происхождение и чистота
Строительный песок классифицируют в зависимости от места его добычи: речной, морской, карьерный и др. Разница в основном заключается в массовой доле глинистых элементов и пыли в составе (вот почему песок, прежде чем использовать, просеивают или даже промывают), а также в показателе крупности. От процента глины в большой мере зависит, насколько плотным будет стройматериал. Так, если плотность очищенного вещества составляет 1,3 т на м³, то этот же песок с присутствием влажной глины может иметь плотность уже 1,8 т/м³.
Самым чистым (что, конечно, сказывается на цене) является речной песок. Аналоги, добытые со дна моря, требуют промывки пресной водой из-за присутствия солей. Горный и овражный (карьерный) пески имеют значительный процент глинистых элементов, что отрицательно отражается на прочности раствора, если не подвергнуть материал очистке.
На сегодняшних стройплощадках больше распространен песок природного происхождения — представляющий собой результат естественного разрушения горных пород. Но есть и варианты, получаемые искусственно — путем измельчения более крупных фрагментов добытых пород или переработки вторсырья.
Параметр крупности
В зависимости от размеров зерен материал сортируют по группам. И каждая из них характеризуется своим диапазоном значений модуля крупности (Мкр).
- Мелкий песок: Мкр 1,5 и менее;
- Средний: Мкр 2,0-2,5;
- Крупный: Мкр > 2,5.
Помимо 3-х основных групп, специалисты отмечают и более конкретизированные варианты-подгруппы. Подробнее о них — в статье «Модуль крупности песка и его значение». Кроме того, выделяют два класса, отмечаемые римскими цифрами I и II, и относят материал к какому-либо из них на основании процентного содержания зерен обозначенного калибра.
В процессе производства бетона и ЖБК, бетонной плитки, бордюров, колец для колодцев стандартами предусматривается применение крупного песка или средней крупности. Из мелкого песка в основном формируют кирпичи и готовят цементные растворы. Модуль категории «очень тонкий» (Мкр < 0,7) применим для приготовления мелкодисперсных смесей, накрывочных растворов.
Способы обработки песка
В зависимости от метода обработки добытого песка, он может быть сеяным либо намывным. Сеяный песок — это материал, пропущенный через сито для устранения камешков и частиц неподходящего размера. Намывным песком, качество которого регламентируется ГОСТом 8736-93, называют обычный карьерный после промывки. Необходимо значительное количество воды, чтобы устранить из массы глину и пыль.
Песок, поступающий на стройплощадки или производственные организации, по зерновому (гранулометрическому) составу и содержанию примесей должен отвечать нормам, изложенным в ГОСТ 8736 — 93 и ГОСТ 8735 — 88. Состав песка для бетонов описан ГОСТом 10268 — 80.
Определяют зерновой состав при помощи стандартного комплекта сит с размерами ячеек от 5 до 0,16 мм. Выделенный объем сухого песка просеивают, после чего вычисляют остатки на каждом сите. Полный остаток признают равным сумме частных остатков на рассматриваемом сите и всех прочих большего диаметра. Зерновой состав песка характеризуют фракции полных остатков.
Влажность и насыпная плотность
Насыпная плотность природного песка — 1300-1500 кг/м³. Этот материал способен к изменению своего объема, а следовательно, и насыпной плотности при колебаниях влажности. 3-10% влаги становятся причиной резкого снижения плотности песка сравнительно с его сухим состоянием — это происходит потому, что каждую частичку материала окутывает тонкая водяная оболочка. С дальнейшим возрастанием влажности жидкость вытеснит воздух и заполнит пустоты между отдельными элементами-зернами — насыпная плотность песка при этом вновь повысится. Воздействие влажности на показатель насыпной плотности нужно брать в учет, планируя дозировку песка для тех или иных целей.
Области использования песка широки и разнообразны. В строительной сфере это стяжка и кладка, бетонное и цементное производство, сооружение дорог, отделочные работы. Правильный выбор сырья невозможен без информации о крупности частиц, основообразующем минерале, составе примесей и знания других важных сведений. Стоит иметь в виду, что, к примеру, наличие глины, слюды, солей, гумуса в ряде случаев является фактором-ограничителем для возможностей применения материала.
Источник