Состав речного песка и его применение
Строительный песок имеет определенный состав, от которого напрямую зависят его технические характеристики. Включение примесей в речном песке регламентируется количеством 0,7% от массы материала, при этом учитываются любые виды примесей: земля, глина, гравий, пыль, зола или речной ил. Например, глина и пыль значительно ослабляют прочность готового бетона.
Отличие речного песка от карьерного, стоимость которого на порядок ниже, заключается в его химическом составе и содержании примесей. Для достижения высокого уровня чистоты речного материала его подвергают естественной промывке и насосной фильтрации.
Речной песок состав
Речной материал содержит следующие минеральные вещества: кварцит (50-95%), кальцит (3-10%), полевой шпат (< 5%), слюда (< 5%), гипс (< 1%). Основными соединениями, входящими в состав речных минералов, являются оксиды различных химических элементов: оксид магния, кальция, серы, диоксиды железа и кремния.
— до 2 мм — мелкозернистый;
— от 2 до 2,8 мм — среднезернистый;
— от 2,8 до 5 мм — крупнозернистый.
Речной песок, состав которого значительно лучше карьерного, превосходит последний и размером частиц. Частицы карьерного песка обладают размером от 0,3 до 3 мм, а такой материал является мелкозернистым. Эта характеристика определяет область применения сырья. Например, цемент для кладки кирпича замешивается именно на мелкозернистом песке, а вот для заделывания трещин используют крупнозернистый песок. Замешивание бетона происходит с использованием средне- и крупнозернистого материала, а мелкозернистый включается в сухие строительные смеси. Более того, размер частиц сырья влияет на количество используемой воды для раствора: мельче частицы — больше воды.
Коэффициент фильтрации воды речного сырья достигает до 5 м за сутки, а карьерного всего до 3 м.
Изучая речной песок, состав и характеристики материала, необходимо остановиться на его плотности. Плотность мелкозернистого и крупнозернистого песка в сухом состоянии равна 1,5 и 1,65 кг на м3 соответственно. Эти значения справедливы при насыпной плотности, т.е. плотности песка без трамбовки. Такая характеристика используется для перевода объема материала в массу и в обратном порядке, необходимом при непосредственной работе с песком. Для получения его веса объем сырья в м3 умножают на его плотность.
Стоит отметить, что значение насыпной плотности песка отличается в зависимости от его влажности. Плотность речного песка при естественной влажности (4%) равна 1,45 г/см3. В расчетах используют именно этот показатель.
Песок | Учебный кабинет геологии
Характерные признаки:
Однородный или слоистый агрегат весьма слабо связанных обломочных зерен размером от 0,1 до 2 мм. Минеральный состав очень разнообразен, в связи с чем выделяется несколько разновидностей песков, различающихся также по физическим свойствам. Главнейшими из них являются следующие:
Условия образования и нахождения:
Пески залегают в виде слоев и линз среди других осадочных пород и являются продуктами физического и химического выветривания различных горных пород, длительного и многократного перемыва и сортировки обломочного материала текучими водами или морским прибоем и отложения на дне водоемов. Полимиктовые разновидности распространены повсеместно. Месторождения олигомиктовых (кварцевых) песков распространены очень широко.
Диагностика:
Разновидности песков определяются по минеральному составу обломочных зерен. Для очистки их поверхности от пленок гидроокислов железа и других вторичных продуктов рекомендуется промывка песка в воде и в разбавленной соляной кислоте.
Практическое значение:
Кварцевые пески используются как сырье для стекольной промышленности; как абразивный материал; как формовочный материал. Глауконито-кварцевый песок содержит до 6 % К2О и представляет собой ценное калийное удобрение. Полимиктовые пески широко применяются в дорожном строительстве. С речными песчаными отложениями бывают связаны россыпные месторождения золота, платины, алмазов, касситерита. С древними и современными морскими песками ассоциируют россыпные месторождения ильменита, магнетита, циркона.
Минералогический и химический состав песков
Минералогический состав природных песков в большинстве случаев резко отличается от минералогического состава исходных материнских горных пород; следствием изменения минералогического состава песков является изменение и химического их состава.
Если в изверженных породах в среднем содержится около 60% Si02 и 18% Al203+Fe203, то в кварцевых песках содержание Si02 возрастает до ~ 99%, а в промышленных песках—до 70—90%.
На начальной стадии разрушения кислых кристаллических пород (гранита, гнейса) образуются аркозовые песчаные породы, или аркозы (пески и песчаники), серого, розового, желтоватого, зеленоватого и других цветов, в зависимости от содержащихся в аркозе минералов (химический состав аркозов — до 70% Si02 и около 16—17% АL20з+Ре20з).
Аркозы обычно располагаются поблизости от горных кряжей, состоящих из кислых пород. Как указывает Л. В. Пустовалов, по мере увеличения расстояния от материнской породы до аркозового отложения можно проследить упрощение минералогического состава и постепенное приближение к мономинеральному составу кварцевых песков.
При разрушении основных изверженных пород вначале образуется близкая к ним по минералогическому составу полиминеральная порода — граувакка (вакка). Л. В. Пустовалов рассматривает граувакку, так же как и аркоз, как промежуточную стадию продолжительного процесса образования чистых кварцевых песков. Различают диабазовую, базальтовую, диоритовую и другие вакки по их материнским породам. Цвет вакки — серый (граувакка), желтый, бурый и т. д. Во многих случаях вакки содержат глинистые фракции, что является особенностью разрушения основных пород. Чаще всего вакки и аркозы представлены песчаниками, но встречаются среди них и пески.
Классификация песков по минералогическому составу (по П. И. Фадееву)
| Содержание составных частей / Наименование песка | Главный минерал | Все другие минералы | ||
| название | содержание, % | преобладающий минерал | содержание, % | |
Мономинеральные | ||||
| Кварцевый | Кварц | 90 | Не определяет названия песка | 10 |
| Полевошпатовый | Полевые шпаты | 90 | 10 | |
| Слюдистый | Слюды | 90 | 10 | |
| Роговообманковый | Роговая обманка | 90 | 10 | |
Полиминеральные | ||||
| Квапцево-полевошпатовый | Кварц | 50-90 | Полевые шпаты | 10-50 |
| Кварцево-слюдистый | — | 50-90 | Слюды | 10-50 |
| Кварцево-роговообманконый | — | 50-90 | Роговая обманка | 10-50 |
| Полевошпатово-кварцевый | Полевые шпаты | 50-90 | Кварц | 10-15 |
| Слюды | 50-90 | — | 10-15 | |
| Роговообманково-кварцевый и т. д. | Роговая обманка | 50-90 | — | 10-15 |
| Полевошпатово-слюдистый и т. д. | Полевые шпаты | 50-90 | Слюды | 10-50 |
Пески, состоящие в основном из зерен одного минерала, называются мономинеральными, а имеющие в своем составе различные минералы — полиминеральными. Общепризнанной классификации песков по минералогическому составу не существует. Для наших целей можно использовать классификацию [35], предложенную П. И. Фадеевым (табл.).
фото природные пески
Наиболее переработанными являются кварцевые пески, тщательно отсортированные природой и представляющие скопление зерен наиболее химически устойчивого минерала — кварца. Почти все метальные, менее устойчивые, минералы в этих песках отсутствуют. Эти пески с некоторыми примесями имеют и наибольшее распространение в природе.
Изредка в районах морского прибоя, в прибрежных водах субтропиков и других местах кварцевые пески вытесняются известняковыми песками, возникшими в основном в результате разрушения древних кальцитов и обломков раковин.
Иногда встречаются кварцево-слюдистые пески, образовавшиеся в результате того, что зерна слюды передвигаются значительно быстpee зерен кварца и достигают таких отложений песка, которые прошли длительный период переработки и очистились от других примесей.
Морские пески иногда содержат, наряду с кварцевыми, глауконитовые зерна зеленого цвета, обычно округлой формы. Химический состав песка глауконита переменный; он состоит из кремнезема, воды, глинозема, каолина, закиси и окиси железа и других элементов. Обычно глауконит причисляют к группе гидрослюд; его кристаллическая структура близка к структуре биотита.
При переходе биотита в глауконит объем слюды увеличивается в 10—20 раз. Нередко замечается расслоение глауконита вдоль зерен или по их периферии, а также растрескивание; иногда образуются волокнистые разности. Однако химическая устойчивость глауконита считается высокой.
Состав песка морских месторождений
В состав морских песков в ряде случаев входит незначительное количество фракций ниже 0,15 мм (например, Кувшинское—0,6% и др.). В ископаемых морских песках чаще имеется большее количество таких фракций песка (Прохоровское, Джебельское и др.).
Пески по минералогическому составу — в основном кварцевые — встречаются кварцево-полевошпатовые (Прохоровское) и раковинно-детритусовые (Геническое и др.). Примеси глины в большинстве случаев незначительны ( редко доходят до 3%).
Особенностью песков ледникового происхождения является их более богатый минералогический состав, особенно в песках песчано-гравийных смесей. Так, пески Шуерецкого месторождения — полевошпатовые; в песках Мадонского месторождения содержится 17—50% кварца, 22—50% карбонатов, 13—17% гранитов, 6—16% полевых шпатов и 2% глинистых сланцев.
Пески Скерсобалейского и Погринского месторождений имеют лишь 40—45% кварца. В некоторых случаях содержание полевых шпатов в песках доходит до 40%.
Анализ приведенного описания месторождений составов песков показывает следующее. В 53 месторождениях из 152 указан минералогический состав песков, в том числе в 23 месторождениях имеются кварцевые пески, в 16— кварцево-полевошпатовые, в 8—полиминеральные, в 4—кварцевые с примесью известняковых ракушек и в 2— кварцево-карбонатные.
Из 152 месторождений в 45 имеется много мельчайших фракций (ниже 0,15 мм) — в пределах от 8 до 40% по весу, причем свыше 15 мельчайших фракций встречается в 12, а свыше 25%—в 5 месторождениях. Важно отметить, что связи между минералогическим составом песка и содержанием мельчайших фракций установить, не удалось; например, кварцевые пески нередко содержат большое количество фракций ниже 0,15 мм.
фото месторождения морского песка
Значительное количество фракций ниже 0,15 мм имеется в кварцевых песках трех месторождений, реже — в кварцево-полевошпатовых, известково-мергелистых и полиминеральных песках. Очень большое количество мелких фракций (около 40%) встречается в кварцево-полевошпатовых песках Семипалатинской области.
Содержание глинистых примесей колеблется в пределах от О до 10%.
Примеси слюды обнаружены в песках десяти месторождений, причем в семи из них слюды менее 0,5%, в одном — до 1:% и в двух — до 4%. Органические примеси найдены в трех месторождении причем значительное их количество — только в одном.
Надо иметь в виду некоторую неполноту описания, в связи с чем приведенный анализ не может дать исчерпывающего представления о составе песков рассмотренных месторождений.
Наиболее характерной особенностью этих месторождений является содержание в значительном количестве случаев в песках Фракций ниже 0,15 мм в пределах от 8 до 40%), что указывает на необходимость организации промышленного обогащения песков.
Речной песок: описание, виды и состав
Для чего нужен речной песок
Речной песок — незаменимый стройматериал, добываемый из русла рек и очищенный от посторонних примесей, в том числе — глины и камешков. При покупке важно знать марку, химический, фракционный состав и другие технические параметры, а также проверить материал на наличие примесей.
Описание, состав и виды
Существует несколько разновидностей песка, которые отличаются местом, способом добычи, составом и другими характеристиками. Самый востребованный в строительстве вид — речной.
Мытый
Добывают его со дна рек. Песчинки гладкие, однородные, среднего размера, имеют желтый или серый цвет. Химическая формула — SiO2, в состав входят оксиды кремния и железа. В нем нет примесей, частичек глины или камешков, потому что промывка происходит естественным путем.
Крупнозернистый
Встречается этот вид намного реже, имеет ненавязчивый, нейтральный цвет. Его ценность и стоимость выше, чем у мытого. Добывают крупнозернистый песок в руслах пересохших рек. Он прекрасно подходит для отделочных, дизайнерских, кладочных работ, дизайна приусадебных участков. Также этот вид входит в состав смеси, которой покрывают автомобильные дороги, и применяется в производстве кирпичей.
Крупный
Добывают путем раскола горных пород с помощью специального дробильно-размольного оборудования. По размеру он отличается от речного крупнозернистого — может достигать 5 мм.
Фракции
Выделяют несколько групп речного песка:
- пылевидный;
- крупнозернистый;
- среднезернистый;
- глинистый.
Сортировка происходит по зернистости с помощью специального сита.
Отличие от других видов
Речной песок — чистый материал. В нем нет примесей, глины, камушек и других инородных частиц.
Материал отличается фракционной однородностью. Благодаря этому он используется при изготовлении сухих смесей для строительных работ. Также его применяют в качестве заполнителя для устройства стяжек полов и в процессе изготовления асфальтобетонной смеси.
Речной песок — отличный природный фильтр, избавляет воду от различных примесей. Материал используют в качестве элемента очистной системы и обустраивают с его помощью дренажи.
В приусадебных хозяйствах речной материал добавляют в почву, чтобы сделать ее рыхлой.
Отличие от морского
Существенных отличий между этими видами нет. Морской, как и речной, — качественный, без посторонних примесей, при добыче проходит двухступенчатое обогащение. Его используют при изготовлении бетонных растворов и смесей.
Отличие от карьерного
Однозначно ответить, какой из этих видов лучше, сложно — все зависит от дальнейшей сферы применения материала. Карьерный представляет собой смесь, полученную путем дробления горных пород специальными приспособлениями, а также в карьерах.
В составе карьерного песка присутствуют примеси частиц глины и камней. Зачастую стройматериал ведет себя непредсказуемо, вступая в реакцию с другими химическими элементами в растворе. Его нельзя использовать в качестве фильтра в очистной системе — для изготовления бетона больше подходит мытый карьерный песок.
Процесс добычи из воды
Добыча осуществляется гидромеханическим способом в несколько этапов:
- На барже закрепляют земснаряд, оборудованный мощным насосом, гидромеханическим оборудованием, резервуарами и фильтрами для разделения. На дно реки опускают трубчатые стволы с коническими насадками.
- С помощью специального оборудования на дне реки песок, смешанный с водой, механически всасывается на поверхность.
- Попадая на берег, смесь поступает в гидроотвал — площадку баржи.
- Вода стекает по специальному устройству для стока, оставляя сухой песок на поверхности. Поскольку добытый песок влажный, требуется время для его полного осушения.
- Песок проходит сухую чистку и вывозится на другой барже.
Аналогичным образом происходит добыча из русла пересохших рек.
Технические характеристики, свойства
Покупая речной песок, важно проверить наличие сертификата соответствия. Характеристики материала должны отвечать ГОСТ 8736-93.
Характеристики
Технические характеристики |
Единица измерения |
Значение |
Плотность сухого материала |
кг/куб.м. |
1,5 |
Плотность в состоянии естественной влажности |
г/куб.см |
1,45 |
Содержится глинистых, илистых и пылевидных частиц |
% |
0,7 |
Удельный вес |
г/см3 |
2,6 |
Влажность |
% |
4 |
Засоряющие примеси |
% |
0,05 |
Коэффициент фильтрации |
м/сутки |
5–7 |
Модуль крупности |
мм |
1,37–2,3 |
Размер частиц
Классификация материала в зависимости от размера песчинок:
- Мелкий. Размер частиц не более 2 мм.
- Средний. Размер частиц от 2 мм до 2,5 мм.
- Крупный. Размер частиц больше 2,5 мм.
Плотность
Еще один параметр классификации строительного материала — удельная плотность. Показывает количество материала, которое помещается в единице объема.
Выделяют два вида плотности:
Удельная. Рассчитывается в лабораториях, редко применяется на практике.
Насыпная. Определяется как количество песка в емкости объемом
1 м³, активно применяется на практике.
Области применения
Песок — радиационно безопасный материал, активность естественных радионуклидов не превосходит 370 Бк/кг. В тоже время он прочен, надежен и универсален — речной песок успешно применяется во многих сферах:
- Строительство. Производство бетонных и железобетонных смесей, формирование фундаментных подушек, стяжка и кладка. Основной недостаток материала в том, что он быстро оседает, и смесь приходится постоянно перемешивать.
- Строительство и укладка дорог, постройка аэродромов. Речной песок входит в состав асфальтобетонных смесей, бордюрной плитки.
- Отделочные работы. Производство штукатурки, декорировании помещений, изготовлении сухих отделочных смесей.
- Благоустройство территории и ландшафтные работы.
- Песочницы. Поскольку стройматериал не содержит вредных примесей, сульфитов, серы, он является отличным вариантов для заполнения детской песочницы. При выборе стоит отдавать предпочтение речному песку средней фракции.
- Аквариумы. Хорошо очищает воду в емкости. Чтобы не вызывать дискомфорт у рыбок, лучше покупать крупный речной песок темного цвета.
- Декоративные работы. Сувениры, разноцветные мелки и стеклянные баночки с цветным песком. Для этого материал предварительно окрашивают порошком темперы, пищевыми красителями или обыкновенной гуашью: сначала засыпают в готовые баночки с краской, потом достают и сушат.
Достоинства и недостатки материала
Речной песок имеет множество преимуществ перед другими строительными материалами:
- экологически чистый продукт — не вызывает аллергические реакции, не вредит окружающей среде;
- устойчив к воздействию агрессивных компонентов;
- высокий уровень влагонепроницаемости и шумоизоляции;
- не подвержен гниению, воздействию различных микроорганизмов;
- пожарная безопасность — не выделяет вредных веществ в атмосферу;
- долговечный, соответствует техническим и эстетическим требованиям.
Точная цена стройматериала зависит от размера крупинок, места и способа добычи, объема партии и технических характеристик.
Зерновой состав песка
Планируете покупку строительного песка? Отправившись на рынок, в первую очередь, обратите внимание на зерновой состав песка. Зерновой состав — это процент содержания в песке зерен по различным размерам, и определяется он просеиванием через сита. Стандартный набор сит для просеивания песка:
- 10 мм.;
- 5 мм.;
- 2,5 мм.;
- 1,25 мм.;
- 0,63 мм.;
- 0,315 мм.;
- 0,16 мм.
Для определения засоренности зернами щебня и гравия используются сита с отверстиями 10 и 5 мм. В песке содержание зерен крупнее 10 мм не допускается в соотношении 0,5% к основной массе продукта.
Зерновой состав песка природного обуславливает подразделение материала на следующие виды:
|
При этом разделение песка на крупную, среднюю и мелкую фракцию производят по соответствующему зерну, определяемому при помощи контрольных сит (1,25; 0,63 мм.). Процесс состоит в том, что пробную массу 1000г. сухого песка высыпают на сито (2,5 мм), под которое ставят остальные сита (в порядке уменьшения) и поддон. После чего определяются частные остатки на ситах, их вычисляют в процентном соотношении к общей массе пробы, и полные остатки, в случае если бы все 1000г. песка просеивали только сквозь данное сито.
Помните!
В бетонах также используются пески метаморфических, изверженных, плотных осадочных пород.
…………………………………….
В соответствии с требованием ГОСТа 10268-62 зерновой состав песка для производства бетона обязан соответствовать шкале просеивания. Также для контроля качества зернового состава песка есть следующие нормативы: ГОСТ 8736-77 «Песок для строительных работ. Технические условия», ГОСТ 10268-80 «Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям».
| Mersin | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bilecik | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Çatalca / Yalıköy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Karabük | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Свойства и особенности песка делают его уникальным материалом
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.
Что такое песок | Пляж песок
Песок — это рыхлый гранулированный материал, покрывающий пляжи, русла рек и пустыни мира.
Состоящий из разных материалов, которые различаются в зависимости от местоположения, песок бывает разных цветов, включая белый, черный, зеленый и даже розовый.
Самым распространенным компонентом песка является диоксид кремния в виде кварца. Сухопутные массивы Земли состоят из горных пород и минералов, включая кварц, полевой шпат и слюду.
Процессы выветривания — такие как ветер, дождь и циклы замерзания / оттаивания — разрушают эти породы и минералы на более мелкие зерна.
В отличие от некоторых других минералов, кварц твердый, нерастворимый в воде и плохо разлагается в результате процессов выветривания. Ручьи, реки и ветер переносят частицы кварца к берегу моря, где кварц накапливается в виде светлого пляжного песка. (Хотя континентальный песок состоит в основном из кварца, он также содержит кусочки полевого шпата и другие фрагменты горных пород.)
Тропические острова, такие как Гавайские острова, не имеют богатого источника кварца, поэтому песок на них различается. локации.Пляжный песок на тропических островах часто выглядит белым, потому что он состоит из карбоната кальция, который образуется из раковин и скелетов морских организмов, живущих на рифах, включая кораллы, моллюски и микроорганизмы, называемые фораминиферами.
Песок образуется при разрушении рифа под действием механических сил, таких как волны и течения, или в результате биоэрозии, вызванной пасущимися рыбами, ежами и другими морскими обитателями. Знаменитый розовый песок Бермудских островов также состоит из эродированного карбоната кальция; красный цвет песок приобретает из-за обилия красных фораминифер, Homotrema rubrum .
На тропических пляжах также может быть черный песок, состоящий из черного вулканического стекла. Иногда эрозионные силы отделяют минеральный оливин от других вулканических фрагментов, что приводит к пляжам с зеленым песком, таким как пляж Папаклеа на Гавайях.
На удивление мало известно о происхождении обильного песка в крупнейших пустынях мира. Исследования показывают, что пустыня Сахара когда-то была пышной растительностью, прежде чем изменение климата превратило ее в пустыню, часть которой покрыта песком.С другой стороны, песок в пустыне Намиб на юге Африки мог быть унесен ветром из Оранжевой реки в Южной Африке.
Следите за сообщениями Джозефа Кастро на Twitter. Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ .
Как образуется песок?
Гигантская рыба-попугай — удивительная рыба, которая может дожить до 40 лет, вырастая до четырех футов, длины и 100 фунтов .Они используют свои большие удары головой, чтобы буквально бить головой во время соревнований, когда большое количество рыб собирается нереститься в течение лунного цикла. Шишковидная рыба-попугай выделяет белый песок, который она может производить со скоростью несколько сотен фунтов в год!
Защитник окружающей среды Рэйчел Карсон писала: «В каждом изгибе пляжа, в каждой песчинке есть история Земли».
Песок поступает из разных мест, источников и сред.Песок образуется, когда скалы разрушаются в результате выветривания и эрозии в течение тысяч и даже миллионов лет. Породам нужно время, чтобы разложиться, особенно кварцу (кремнезему) и полевому шпату.
Часто начинающиеся за тысячи миль от океана, камни медленно движутся по рекам и ручьям, постоянно разрушаясь по пути. Добравшись до океана, они еще больше разрушаются от постоянного воздействия волн и приливов.
Коричневый цвет большинства песчаных пляжей является результатом оксида железа, который окрашивает кварц в светло-коричневый цвет, и полевого шпата, который в его первоначальной форме от коричневого до желто-коричневого.Черный песок происходит из эродированного вулканического материала, такого как лава, базальтовые породы и другие темные породы и минералы, и обычно встречается на пляжах вблизи вулканической активности. Пляжи с черным песком распространены на Гавайях, Канарских островах и Алеутских островах.
Побочные продукты жизни также играют важную роль в создании песчаных пляжей. Преобладание приятно розовых пляжей на Бермудских островах является результатом вечного разложения одноклеточных организмов с панцирем, называемых фораминиферами.
Менее распространенные, но не менее привлекательные пляжи, лишенные кварца как источника песка, основаны на совершенно другом экологическом процессе.Знаменитые пляжи с белым песком на Гавайях, например, на самом деле происходят из какашек рыбы-попугая. Рыбы кусают и соскребают водоросли со скал и мертвых кораллов своими клювами, похожими на попугаев, перемалывают несъедобный кальций-карбонатный рифовый материал (состоящий в основном из скелетов кораллов) в своих кишках, а затем выделяют его в виде песка. В то же время, помогая поддерживать разнообразную экосистему коралловых рифов, рыба-попугай может производить сотни фунтов белого песка каждый год!
Итак, в следующий раз, когда вы развернете пляжное полотенце на берегу, задумайтесь о песке под вами, который, как сказала Рэйчел Карсон, рассказывает вам историю о Земле.Возможно, вы собираетесь удобно устроиться на руинах скал возрастом в миллион лет. С другой стороны, вскоре вы можете остановиться на бесконечной куче фекалий рыбы-попугая.
Из чего сделан песок? История. | Наука о соленой воде
Песок — это, возможно, нечто само собой разумеющееся; он попадает в ваши волосы, одежду и всю еду на пляже. Но песок тоже завораживает. Песчаные пляжи динамичны: песок медленно накапливается с течением времени, перемещается по побережью с прибрежным дрейфом, уносится с пляжа большими волнами во время штормов и может быть повторно отложен обратно на пляж с прибрежных берегов в периоды затишья.Песок обычно состоит в основном из различного количества материала, выветриваемого из внутренних горных пород (или материала морских обрывов) и переносимого на пляж ветром или реками, и / или ракушками и другими твердыми частями, выпадающими из воды океана морскими организмами.
Sand, таким образом, регистрирует процессы в различных временных масштабах. Присмотревшись к песку под микроскопом, мы можем определить минеральный или органический состав песка и определить его происхождение и какие породы или организмы создали песок.Например, внимательно посмотрите на эти снимки образцов песка под микроскопом ниже:
Просто взглянув на эти образцы, мы можем сделать некоторые предположения о том, откуда они взялись. На песке слева есть несколько черных зерен и много стекловидных зеленых зерен (плюс несколько белых, похожих на ракушек, кусочков). Стекловидные зеленые зерна — это оливин, минерал, часто встречающийся в базальтовых породах, что объясняет, что такое черные части (кусочки базальта). Базальт составляет океаническую кору и горячие точки, такие как Гавайи, откуда и взят этот образец.Песок посередине имеет пурпурный оттенок из-за высокой концентрации кристаллов граната, которые обычно встречаются в метаморфических породах. Это песок с побережья Биг-Сур в Калифорнии, где много метаморфических пород образовалось недалеко от древней зоны субдукции. Песок справа на 100% состоит из ракушек, кораллового скелета и других биологических осадков. Нет никаких доказательств наличия обломков горных пород, что имеет смысл — это песок с Мальдивских островов, группы островов коралловых атоллов, на которых лежащие под ними породы фундамента исчезли из поля зрения под поверхностью моря.
Помимо своего происхождения, песок также содержит подсказки об истории, которую он пережил, и о физической среде, в которой он в настоящее время находится. Например, сравните степень округления в образцах песка ниже. Песок слева взят с крутого небольшого пляжа на Гавайях, подверженного сильным морским волнам зимой. Многократные столкновения друг с другом шлифуют эти песчинки, когда их бросают в прибой. Песок справа — с другого пляжа в Биг-Суре, где река, спускающаяся каскадом с крутых гор, поддерживающих пляж, откладывает недавно выветрившиеся каменные зерна, которые не ушли далеко и еще не были округлены и сглажены.
Точно так же эти два образца песка ниже могут намекнуть на энергию волн на конкретном пляже. Песок слева состоит из мелких мелких зерен, а песок справа — из более крупных и тяжелых минеральных зерен. Это различие предполагает, что пляж справа обычно затоплен более крупными волнами, которые уносят более легкие и мелкие частицы и оставляют после себя только более крупные осадки.
Песок также может содержать интересные сведения о морских организмах, которые живут поблизости и вносят вклад в формирование песка. Например, типы раковин и их относительное количество могут использоваться в качестве индикатора здоровья близлежащих экосистем.
Можете ли вы найти песок возле вашего дома? Какие экологические и геологические подсказки могут содержать ваш песок? (Примечание: песок также можно найти в дюнах, реках и озерах)
Ссылки
Карилли Дж., Уолш С. Сборы бентосных фораминифер с острова Киритимати (Рождество) указывают на то, что опосредованное человеком питание происходило на протяжении десятилетий Экология моря Progress Series 456: 87-99 (2012)
Young A, et al. Выход крупных отложений в результате эрозии морского обрыва в прибрежной ячейке океана Journal of Coastal Research 26: 580-585 (2010).
Факторы Циглера V, влияющие на округление песчинок Журнал геологии 19: 645-654 (1911).
Все изображения сделаны Джессикой Карилли
Из чего состоит песок
Песок обычно состоит из минеральных зерен. Здесь вы найдете сообщение о песчано-образующих минералах. Сам по себе песок не является минералом. Это осадок, похожий на глина, гравий и ил. Самый распространенный песчано-образующий минерал — кварц. Для этого есть две веские причины.
Песок пустыни, состоящий почти исключительно из округлых зерен кварца.Образец песка взят из пустыни Сахара (Эрг Мурзук), Ливия. Ширина обзора 15 мм.
Во-первых, кварц — очень важный породообразующий минерал. Встречается во многих магматических породах, особенно в граните. Это также очень распространенный компонент многих метаморфических пород (кварцит, содержащий немногое, кроме кварца). И, наконец, кварц — основной компонент осадочных пород, особенно песчаника. По мере того, как эти породы выветриваются и распадаются, кристаллы кварца высвобождаются в виде песчинок. Еще одна причина, по которой кварц так широко распространен в песках, — это его чрезвычайная устойчивость к атмосферным воздействиям.Слабокислая дождевая вода не растворяет ее эффективно, и она также довольно устойчива к истиранию.
Несмотря на все это, кварц очень редко является единственным компонентом песка. Сопровождается очень многими минеральными видами. Первая группа из них находится в песке, потому что их просто очень много в скалах. Вторая группа пескообразующих минералов почти никогда не встречается в качестве породообразующих минералов, но они, как и кварц, очень устойчивы, и поэтому их концентрация в песке со временем медленно увеличивается.
Первая группа включает такие широко распространенные минералы, как полевой шпат (более 50% земной коры состоит из полевых шпатов), пироксен (11% коры) и амфибол (5%). Все они представляют собой группы минералов с различным химическим составом, в отличие от кварца, который представляет собой единый минерал с определенным и очень простым химическим составом (SiO 2 ). Эти минералы при воздействии выветривания относительно быстро распадаются и в основном становятся частицами глины. Если мы представим гранит, типичную и широко распространенную магматическую породу, примерно одна треть его состоит из кварца, а две трети — из полевого шпата.Когда гранит распадается, кварц превращается в песчинки, а полевой шпат — в глину. Именно по этой причине у нас так много этих двух отложений и их обычно неприятная смесь с водой, которую мы называем грязью.
Вторая группа состоит из песчаных минералов, которые не имеют большого значения в породах, но остаются в песчаной фракции очень долгое время. Такими минералами являются, например, циркон, турмалин и рутил. Вот некоторые пескообразующие минералы: оливин (наименее устойчивый), пироксен, андалузит, силлиманит, амфибол, эпидот, сфен (титанит), кианит, ставролит, хлорит, шпинель, гранат, апатит, рутил, турмалин, циркон.Оливин распадается так быстро, что мы не знаем консолидированных отложений старше четвертичного периода (последние несколько миллионов лет), которые содержат его, в то время как зерна циркона — самые старые минералы, когда-либо обнаруженные на Земле. Некоторые из них почти такие же старые, как сама Земля.
Тяжелый минеральный песок из Шри-Ланки, содержащий множество различных минералов. Ширина обзора 20 мм.
Песок — очень универсальная смесь. В его составе есть нечто большее, чем просто минеральные зерна. Третья большая и разноплановая группа — это каменные обломки.Это просто камни размером с песчинки. Обычные частицы горных пород в песке — это базальт, гранит, сланец, песчаник и известняк, которые также являются очень распространенными типами горных пород. Таким образом, мы можем сделать вывод, что камень или обломки горных пород являются признаком того, что конкретный образец песка не очень зрелый. В противном случае у горных пород было бы достаточно времени, чтобы распасться на отдельные минералы.
Этот образец песка состоит из вулканического стекла (фрагментов горных пород) с пляжа Пуналуу, Гавайи.Ширина обзора 20 мм.
Четвертым важным компонентом многих типов песков являются биогенные фрагменты. Многие морские организмы строят твердые панцири или раковины, которые после смерти этих организмов становятся песчаными частицами. Наиболее распространенными продуцентами песка являются фораминиферы, двустворчатые моллюски (моллюски), брюхоногие моллюски (улитки), кораллы, морские ежи и т. Д. Они обычны в теплой морской воде низких широт, но многие виды существуют и в более холодной воде. В некоторых регионах они настолько распространены, что большинство пляжей почти полностью состоит из этих биогенных фрагментов.
Коралловый песок с Бермудских островов. Розовые фрагменты принадлежат фораминиферам. Кораллы светлые. Есть также моллюски и даже ехиноиды (позвоночник морского ежа внизу слева). Ширина обзора 32 мм.
Пятый компонент песка — это искусственные или искусственные предметы, такие как осколки стекла и бетона, а также пластмассовые гальки. Нам определенно не нравится растущее присутствие таких типов песка, хотя я должен сказать, что некоторые стеклянные пески с бывших свалок довольно красивы и определенно ценятся как диковинка для многих сборщиков песка.
Песок, состоящий из каменных фрагментов и округлых кусочков цветного стекла. Стеклянный пляж, Кауаи, Гавайские острова. Ширина обзора 20 мм.
Петтиджон, Ф. Дж., Поттер, П. Э. и Сивер, Р. (1973). Песок и песчаник. Springer.
Сивер Р. (1988). Песок, 2-е издание. W H Freeman & Co.
Все, что вы когда-либо хотели знать о пляжном песке
Лето не было бы полным без поездки на песчаные берега океана, залива, озера или реки.По мере того, как песчинки попадают между пальцами ног, вы можете задаться вопросом, почему пляжи — это характерные песчаные участки и почему песок выглядит и ощущается именно так.
И опять же, вы не могли — вы не пришли на пляж, чтобы думать , не так ли? Но для тех, кто задается вопросом, песчаный пляж — это, по сути, место, где собраны измельченные, выветрившиеся камни вместе с некоторыми фрагментами обитающих в панцирях существ и другой биотой, подброшенные волнами и в виде отложений с внутренних районов.
«Песок — это в основном материал, который вы получаете при разрушении горных пород, когда они выветриваются и разлагаются в течение сотен тысяч и миллионов лет», — сказал Джефф Уильямс, почетный ученый США.С. Геологическая служба Научный центр Вудс-Хоул. [Галерея потрясающих песков: Радуга пляжей]
Песок измельчает
Не каждый каменный минерал одинаково долговечен. Таким образом, со временем процесс выветривания дает определенные общие составы для песка, поскольку более прочные материалы сохраняются.
«Некоторые минералы очень нестабильны и разлагаются, в то время как другие, такие как полевой шпат, кварц и роговая обманка, более стабильны», — сказал Уильямс. «Это более твердые и устойчивые минералы, поэтому они, как правило, остаются позади.«
Эти минералы — изобилующие земной корой — в измельченной форме составляют множество песчаных частиц, составляющих пляжи.« Вероятно, наиболее распространенным составом будет кварцевый песок с небольшим количеством полевого шпата », — сказал Уильямс.
Эта минеральная формула дает пляжи с типичным «пляжным» цветом лица светло-коричневого цвета, которые можно найти во многих местах континентальной части Соединенных Штатов и в других местах ». Окрашивание кварца железом и оксид железа на полевом шпате придают песку желтовато-коричневый или коричневатый цвет, но это сильно различается », — сказал Уильямс LiveScience.
Эта фотография прекрасного пляжа Пфайффер в Биг-Суре, штат Калифорния, была сделана 12 июня 2010 года. Песок приобретает сливовый цвет из-за частиц марганцевого граната.Мариуш Юргилевич / Dreamstime Действительно, каждый пляж по сути является продуктом своего региона и местная среда и, соответственно, единственная в своем роде. [На фотографиях: 10 лучших пляжей 2013 года]
«Песок на каждом пляже похож на отпечаток пальца — он уникален для конкретного пляжа, на котором вы его найдете», — сказал Уильямс. «Уникальный состав, цвет и размер зерна песка являются результатом исходных пород, из которых он произошел, но также и результатом прибрежных процессов, которые изменяют песок в течение длительных периодов времени.»
Примеры этих процессов включают типы волн и течений в районе, а также историю уровня моря для этого конкретного побережья.
Песчаная радуга
Все эти переменные смешиваются, чтобы создать совершенно разные пляжи Например, во Флориде, отмечает Уильямс, песок часто бывает очень белым из-за высокого содержания кварца над полевым шпатом и роговой обманкой. но по совершенно другой причине: значительная часть песчинок состоит из карбоната кальция или крошечных фрагментов морских раковин.
В тропических регионах больше этого песка, полученного из ракушек, чем в регионах с умеренным климатом, где песок в основном основан на кремнеземе в форме кварца.
Уильямс указал на еще несколько интересных примеров. «Многие пляжи на Бермудских островах имеют не только белый песок, но и частицы песка розового или красноватого цвета», — сказал он. Происхождение этой знаменитой окраски — останки крошечных одноклеточных существ, называемых фораминиферами, с розовыми или красноватыми панцирями.
Между тем, Гавайи хорошо известны своими пляжами с черным песком, образованными темными вулканическими породами.Некоторые пляжи на Большом острове Гавайев даже имеют зеленоватый оттенок благодаря наличию минерального оливина.
Старый пляж, новый пляж
В качестве последней мысли о песке, примите во внимание тот факт, что песок на большинстве наших пляжей, особенно на восточном побережье и побережье Мексиканского залива, довольно старый: около 5000 лет назад, сказал Уильямс. В настоящее время очень мало нового песка достигает побережья из континентальной части, как это было раньше.
Строительство дорог, плотин и т. Д. Является одной из причин.«Развитие вдоль береговой линии как бы препятствует транспортировке песка из внутренних районов к побережью», — сказал Уильямс.
Другой важной причиной является общее повышение уровня моря за последние примерно 12000 лет, которое привело к затоплению речных долин и созданию крупных устьев, таких как Чарлстонская гавань, Чесапикский залив, Делавэрский залив и река Гудзон. Уильямс объяснил, что эти эстуарии задерживают потенциальный песок еще до того, как он достигнет побережья.
В связи с этим, эрозия пляжей, особенно после сильных штормов, часто требует проектов по ремонту или восстановлению пляжей.Песок выкапывается из оффшора и откладывается на береговой линии для восстановления утраченной недвижимости.
Уильямс отметил, что эти проекты, хотя и часто успешны, должны иметь дело с различными характеристиками песка, который можно получить даже в очень близких окрестностях. «Вы должны уделять особое внимание эстетике», — сказал Уильямс. «Людям нравится иметь такой же материал на пляже, как и на родном пляже».
Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ .Оригинальная статья на LiveScience.com .
Что такое кварцевый песок и чем он отличается от обычного песка?
В этом посте мы ответим на три распространенных вопроса о кварцевом песке:
- Что такое кварцевый песок?
- Чем кварцевый песок отличается от обычного песка?
- Для чего используется кварцевый песок?
Если вы хотите сразу понять, для чего используется кварцевый песок, вот семь наиболее распространенных применений кварцевого песка в 2019 году:
- Поля для гольфа и спортивные площадки
- Промышленные абразивы
- Фильтрующая среда
- Производство стекла
- Краски и покрытия
- Керамика
- Строительные материалы
Приступим!
Что такое кварцевый песок?Кремнеземный песок , , также известный как кварцевый песок, белый песок или промышленный песок, состоит из двух основных элементов: кремнезема и кислорода.В частности, кварцевый песок состоит из диоксида кремния (SiO2).
Наиболее распространенной формой SiO2 является кварц — химически инертный и относительно твердый минерал. SiO2 имеет оценку 7 из 10 по шкале твердости Мооса, что делает его идеальным для использования в качестве фильтрующих материалов и песков для абразивно-струйной обработки.
Хотя кварц часто бывает белым или бесцветным, он бывает самых разных оттенков. Цвет каждой песчаной залежи во многом зависит от разнообразия минералов и горных пород, из которых состоит ресурс.
Чтобы считаться кварцевым песком, материал должен содержать не менее 95% SiO2 и менее 0,6% оксида железа. Если песок не соответствует этим критериям, он будет квалифицирован как то, что часто называют «обычным» песком.
Чем кварцевый песок отличается от обычного пескаОбычный песок , , также известный как песок на основе полевого шпата, коричневый песок или строительный песок , всегда будет содержать некоторое количество кремнезема, но только в количестве менее 95%. Например, типичный коричневый песок, используемый для производства бетона, может содержать до 80% SiO2, а также различные количества железа, карбоната, калия и других микроэлементов / минералов.
Эти «примеси» делают обычный песок более химически активным и часто более темным по цвету по сравнению с кварцевым песком. Цвет некремнеземистых песков (обычных песков) может быть различных оттенков — белого, розового, зеленого и черного — в зависимости от геологического строения и географического положения месторождения песка.
Источник изображения
Для чего используется кварцевый песок?Кремнеземный песок находит множество различных применений в промышленном и коммерческом секторах, от полей для гольфа до производства стекла.Кремнеземистый песок — это коммерческий потребительский продукт марок и , широко доступный по всей Северной Америке.
Использование кварцевого песка зависит от физических, химических и механических характеристик, таких как размер зерна, форма, цвет, структура и распределение, а также огнеупорность, прочность и стабильность. Эти характеристики могут отличаться в зависимости от того, как минерал обрабатывается после его добычи.
Вот семь распространенных применений кварцевого песка в 2019 году:
1.Поля для гольфа и спортивные площадкиКремнеземный песок используется для строительства бункеров и лужаек на полях для гольфа, а также для создания природных и синтетических спортивных площадок. Те песочные ловушки, в которых вы слишком часто застреваете, когда играете восемнадцать, обычно полны кварцевого песка. Он также используется для ухода за зелеными насаждениями и фервеями из-за его способности поддерживать дренаж и естественный рост растений. На газонных полях кварцевый песок используется как основной структурный компонент незагрязненной фильтрующей среды.
2. Промышленные абразивыКремнеземный песок обычно используется в качестве минерального абразива для промышленных взрывных работ. Хотя струйная обработка кварцевым песком может создать опасную пыль, ее легко избежать, следуя рекомендациям по использованию СИЗ (средств индивидуальной защиты) и / или покрывая песок растворами, предназначенными для борьбы с пылью.
3. Фильтрация водыОдно из наиболее распространенных применений кварцевого песка — фильтрация воды, будь то обработка колодезной воды или фильтрация водопроводной воды.Благодаря своей однородной форме и размеру кварцевый песок является эффективным фильтрующим слоем, который последовательно удаляет загрязнения из воды. Кроме того, он не разлагается при воздействии кислотных химикатов.
Источник изображения
4. СтекловарениеКремнеземный песок является основным ингредиентом в производстве стекла. Фактически, кремнезем является основным компонентом стандартных изделий из стекла, от окон до пивных бутылок. Чистота используемого кварцевого песка играет роль в определении цвета, прочности и прозрачности конечного продукта.
5. Краски и покрытияКремнеземный песок используется в красках и покрытиях для улучшения внешнего вида и долговечности краски. Кремнеземные наполнители улучшают уменьшение оттенка краски и устойчивость к загрязнениям, а благодаря маслопоглощающим свойствам кремнеземного песка они создают прочное покрытие, богатое пигментами и устойчивое к износу.
6. Керамика и огнеупорыКремнезем — важный компонент в строительстве и глазуровании всех видов керамики, включая посуду, напольную плитку, настенную плитку и т. Д.Кремнезем служит структурной основой керамических изделий, помогая регулировать расширение и усадку, обеспечивая правильную сушку керамики и повышая общую долговечность керамических изделий.
7. Строительные материалыКремнеземный песок (часто называемый промышленным песком, когда его используют для этой цели) является основным структурным компонентом в ряде строительных материалов. В напольных покрытиях, растворах, цементе, кровельной черепице, асфальте и других промышленных материалах используется диоксид кремния для повышения долговечности и структурной целостности.Поскольку диоксид кремния устойчив к погодным условиям, износу и коррозии, его часто используют в качестве герметика или герметика.
Кремнеземный песок находит широкое применение в повседневной жизни в различных отраслях промышленности.Если вы хотите узнать больше или хотите заказать кварцевый песок, свяжитесь с Shaw Resources сегодня, чтобы запросить ценовое предложение.
пляжей и песка | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth
Важность субстратов
Состав придонной или океанической среды обитания является важным физическим фактором морской среды.Бентосные вещества, также известные как субстраты, могут включать песок, грязь, камни, щебень или валуны. Подложки важны, потому что они являются одновременно основой и продуктом окружающей среды. Субстраты влияют на физические и биологические процессы в местности. Субстраты также являются продуктом физических и биологических процессов в области.
Характеристики песка
Когда большинство людей думают о субстрате на краю океана, они думают о песке.Ученые изучают песок, чтобы узнать о биологических, химических и физических процессах в местности (рис. 5.23).
Пляжный песок может казаться довольно однородным, но на самом деле это сложная смесь веществ разных размеров. Когда ученые изучают песок, некоторые качества особенно полезны для определения типа песка. Эти качества включают цвет, текстуру и размер песчинок, а также их материальное происхождение. В целом наблюдения за песками можно разделить на три большие категории:
- наблюдений около размер ,
- наблюдений около формы и
- наблюдений о вероятном источнике песка.
По этим трем характеристикам ученые могут узнать о физических, химических и биологических процессах на пляже, с которого пришел песок.
Размер песка
Шкала Вентворта — это система, используемая для классификации отложений, включая песок, по размеру зерен. Слово осадок — это общий термин для обозначения минеральных частиц, например отдельных песчинок, которые образовались в результате выветривания горных пород и почвы и переносятся естественными процессами, такими как вода и ветер.В порядке убывания размера отложения включают валуны, гравий, песок и ил. При использовании шкалы Вентворта вещество, из которого состоит осадок, не входит в классификацию. Например, термин «песок» используется для обозначения отложений с размером зерен от 0,25 до 2 мм в диаметре (таблица 5.6), независимо от того, сделаны они из гранита или кремнезема. Отложения с меньшим размером зерен классифицируются как ил или грязь, а отложения с более крупными размерами зерен классифицируются как гравий или валуны. Не все отложения на пляжах относятся к песку! Например, на песчаных пляжах часто встречаются гранулы гравия (диаметром 2–4 мм), но они слишком велики, чтобы их можно было классифицировать как песок (Таблица 5.5).
| Категория | Тип | Диаметр зерна (мм) |
|---|---|---|
| Боулдер | Валуны | 250-100 |
| Гравий | Брусчатка | 65-250 |
| Prebbles | 4-65 | |
| Гранулы | 2-4 | |
| Песок | Очень крупный песок | 1-2 |
| Крупный песок | 0.5-1 | |
| Песок средний | 0,25-0,5 | |
| Мелкий песок | 0,125–0,25 | |
| Очень мелкий песок | 0,0625–0,125 | |
| Грязь | Ил грубый | 0,031-0,0625 |
| Ил средний | 0,0156-0,031 | |
| Ил мелкий | 0,0078-0,0156 | |
| Ил очень мелкий | 0,0039-0,0078 | |
| Глина | <0.0039 | |
| Пыль | <0,0005 |
Понимание распределения размеров песчинок на пляже может помочь понять океанографические процессы, которые формируют береговую линию в определенной области. Например, волны высокой энергии, которые имеют более длинные волны, обычно создают поверхности пляжа с относительно похожим или однородным распределением частиц по размерам. Волны с меньшей энергией, которые имеют меньшие длины волн, имеют тенденцию создавать поверхности пляжа с более смешанным или неоднородным распределением частиц по размерам.В большинстве случаев пляжи, подверженные воздействию волн высокой энергии, имеют более крупные отложения, чем те, которые подвергаются воздействию волн меньшей энергии.
Другие факторы, помимо энергии волн, также определяют размер песчинок на пляже. Размер песчинок зависит от уклона пляжа. Например, чем круче пляж, тем крупнее песчинки. Это связано с тем, что более крупные частицы могут быть выброшены волнами выше по пляжу на крутых пляжах. Однако на более плоских пляжах песчинки, как правило, перекатываются взад и вперед и разбиваются на более мелкие кусочки.
На некоторых пляжах гранулометрический состав песка меняется в зависимости от расстояния от воды. Большая часть более мелких и мелких песчинок может быть поднята волнами или ветром вверх по пляжу, в то время как более крупные и крупные песчинки откладываются ближе к воде. Однако пляжи представляют собой сложную и очень изменчивую среду, и есть много областей, где такое распределение не наблюдается, потому что существует множество условий, которые влияют на размер и распределение песка. Дополнительные факторы, влияющие на размер песчинок, включают особенности прибрежного и морского дна, тип субстрата, источник песка, течения, воздействие ветра и форму береговой линии.
Знание гранулометрического состава пляжа важно не только для понимания экологии пляжа, но и для понимания того, как лучше всего восполнить песок на пляже, который подвергается эрозии. Гранулометрический состав образца песка может быть определен путем встряхивания его через набор сит. Сита — это контейнеры с сетчатым дном, которые могут фильтровать и разделять зерна осадка на группы по размеру (рис. 5.24). Стопка градуированных геологических сит; сито с наибольшими отверстиями сетки находится сверху, а сито с наименьшими отверстиями сетки — снизу.При встряхивании набора сит песок просыпается через ячейки разного размера. Более крупные частицы остаются на уровнях с более крупной ячейкой, а самые мелкие частицы падают через ячейки каждого размера до дна контейнера (рис. 5.24). Синий, черный, светло-зеленый и оранжевый кусочки на рис. 5.24 (A) — это фрагменты пластикового мусора.
Форма песка
Зерна песка определяются их составом и историей.Например, минералы образуют такие формы, как кубы или пирамиды, а кусочки ракушек в песке можно идентифицировать как часть организма. Однако минералы или ракушки отчетливой формы в песке трудно идентифицировать, потому что со временем они округляются и полируются в результате выветривания. Выветривание — это разрушение горных пород и минералов волнами, ветром и дождем. Когда ветер или волны перемещают частицы, такие как песок, частицы трутся друг о друга, стирая неровности и сглаживая поверхности.Вода от волн или дождя также изменяет частицы, растворяя растворимые вещества. Со временем эти процессы превращают крупные угловатые частицы в мелкие округлые песчинки (таблица 5.6).
Песчинки с пляжей с высокими волнами, как правило, более округлой формы, чем с пляжей с низкими волнами. На пляжах с крутыми склонами песчинки более угловатые, чем частицы на более плоских пляжах. На пологих пляжах песчинки, как правило, перекатываются взад и вперед, поэтому со временем они становятся более округлыми.
Карты зерна песка
Карты зерен пескаиспользуются вместе с наборами сит для определения размера частиц песка, а также других характеристик песка. Хотя сита являются важными инструментами для количественного определения гранулометрического состава песка, у них есть недостатки. Сита большие, и их сложно переносить на удаленные участки поля, они требуют, чтобы песок был сухим, а просеивание песка требует времени. Карты песчинок используются в качестве быстрого инструмента для определения размера, сортировки и формы песчинок во время полевого анализа (рис.5.25). Карты зерна песка позволяют ученым легко определять размер песка в поле по шкале Вентворта. Ученые сравнивают песок на своем полевом участке с изображениями (слева от карты на рис. 5.26). Песок может соответствовать одному или нескольким классам размеров. На карточке на рис. 5.26 классы размеров обозначены прописными буквами: VC означает очень грубое, C — грубое, M — среднее, F — мелкое и VF — очень мелкое. Классы размеров соответствуют измерениям диапазона размеров в микронах. Обратите внимание, что 1000 микрон (или микрометров, обозначение μ или мкм) равняется 1 миллиметру.Таким образом, крупный песок C имеет размер от 500 микрон до 1000 микрон (или 1 мм). Карта зерна песка на рис. 5.26 также позволяет ученым отнести песок к стандартизированной шкале сортировки (плохой, средний, хороший или очень хороший) для описания состава песка и классифицировать песок по форме (угловой, субугловой, окатанный, округлый или хорошо). окружен), чтобы охарактеризовать волновое воздействие и выветривание площадки.
Источник песка
Определив компоненты песка, можно сказать, из чего он сделан.По источнику происхождения пески можно разделить на два типа: биогенный песок и абиогенный песок. Биогенные ( био = живые; генные = произведенные) компоненты являются живыми или некогда живыми компонентами окружающей среды. Абиогенные ( a = нет) компоненты являются неживыми химическими и физическими компонентами окружающей среды.
Абиогенные, или «литогенные» ( litho = камень) песчинки образуются при разрушении горных пород в результате выветривания и эрозии. Эрозия — это перемещение выветрившихся горных пород и минералов из одного места в другое. Абиогенные пески могут образовываться из горных пород континентальной коры или океанической коры земли. Континентальная кора включает большинство основных массивов суши в мире. Горы в континентальной коре состоят в основном из гранита. Минеральные пески, образующиеся при разрушении гранита, обычно содержат кварц, полевой шпат, слюду и магнетит. Минералы — это твердые, встречающиеся в природе вещества, состоящие из одного химического соединения.Например, кварц — это минерал, состоящий из химического соединения диоксида кремния (SiO 2 ). Для получения дополнительной информации о выветривании и эрозии см. Разделы «Дно океана» в модуле «Физическая водная наука» и «Химия морского дна» в модуле «Химическая наука о воде».
Песок большинства пляжей вдоль побережья континентальной части Соединенных Штатов, где кварц является наиболее распространенным и устойчивым компонентом, представляет собой кварцевый песок. В областях, где есть континентальные вулканы, также можно найти оливин и обсидиан (разновидность вулканического стекла).
Океаническая кора, состоящая из вулканического материала, называемого базальтом, способствует другому типу абиогенного песка. Вулканические острова, лава от извержений вулканов и многие твердые субстраты, покрывающие морское дно, сделаны из базальта. Базальт богат металлосодержащими минералами, такими как железо и марганец, что делает базальт более плотным и темным по цвету, чем гранит. Базальт не содержит кварца, но содержит стойкие минералы, такие как оливин. Меньшие количества других менее стойких неорганических минералов, таких как магнетит или роговая обманка, также содержатся в базальтовых песках.Компоненты абиогенного песка перечислены в таблице 5.7.
| Изображение | Происхождение и описание абиогенного песка |
|---|---|
| Базальт . Потоки черной лавы — базальтовые. По мере разрушения они могут образовывать тускло-черные, серые или коричневато-красные зерна гравия и песка. | |
| Полевой шпат .Полевой шпат имеет прозрачные, желтые или розовые квадратные кристаллы с гладким, глянцевым или жемчужным блеском. | |
| Гранат . Гранаты представляют собой кристаллы кремния, часто янтарного или коричневого цвета. Некоторые из них светло-розовые, красные или оранжевые. | |
| Гранит . Гранитные зерна обычно имеют цвет от светлого до розового, с оттенком соли и перца из минеральных кристаллов примерно одинакового размера. | |
| Магнитные минеральные зерна .Зерна магнитных минералов могут быть зернами железной руды, магнетита или других металлов. Эти зерна плотные и имеют тенденцию скапливаться на дне контейнеров. Магнетит кристаллы напоминают двойную пирамиду. Магнитные минеральные зерна в песке можно наблюдать, проводя магнит над образцом песка. | |
| Слюда . Слюда образует блестящие, тонкие, как бумага, прозрачные гибкие листы. Он светлый или белый и может казаться переливающимся. | |
| Оливин .Оливин — это блестящий кристалл, который может иметь различные оттенки от оливково-зеленого до почти коричневого. Он может быть прозрачным или полупрозрачным и часто содержит вкрапления других кристаллов. Встречается в базальте. | |
| Кварц . Кристаллы кварца прозрачные или прозрачные, напоминающие маленькие кусочки битого стекла. Кварц возникает в результате эрозии гранита и песчаника. Это самый распространенный минерал в континентальном песке. | |
| Вулканическое стекло .Вулканическое стекло образуется, когда горячая лава быстро охлаждается, образуя черные блестящие частицы неправильной формы с острыми краями. Континентальные вулканы образуют обсидиана . | |
| Искусственные вещества . «Пляжное стекло» образуется, когда осколки производимого стекла округляются и матируются под действием волн. Другие искусственные вещества, особенно пластмассы, также можно найти на пляже. |
Биогенные пески также иногда называют кальциевыми или известковыми песками, потому что химический состав в основном состоит из карбоната кальция, CaCO 3 .Части организмов, такие как скелеты кораллов, раковины моллюсков, червячные трубки или шипы морских ежей, состоят в основном из CaCO 3 . Эти организмы удаляют из воды ионы кальция (Ca 2+ ) и карбоната (CO 3 2- ) и включают их в свои твердые структуры в виде соединения CaCO 3 . Когда организмы умирают, твердые структуры остаются. Эти твердые структуры превращаются в песок под воздействием волн, измельчения организмов, таких как рыбы-попугаи или морские ежи, и других процессов выветривания.
Не всегда можно идентифицировать биогенный песок, просто взглянув на него, потому что процессы выветривания могут превратить оболочки организмов и другие структуры в неидентифицируемые гладкие песчинки. Один из методов определения биогенного песка — это кислотный тест. Если уксус, который представляет собой уксусную кислоту, упадет на песок, содержащий карбонат кальция, он будет реагировать с образованием пузырьков углекислого газа. Песок не из живого источника, например кварцевый песок, не вступает в реакцию с кислотами, такими как уксус.
Изучение песка на пляже может рассказать нам кое-что о местной биологии. Большинство биогенных песков состоит из фрагментов скелетов кораллов, коралловых водорослей и моллюсков. Этот тип песка характеризуется наиболее обильным его компонентом. Например, песок, состоящий в основном из коралловых скелетов, называется коралловым песком.
Некоторые компоненты биогенного песка представляют собой небольшие фрагменты более крупных организмов, например, кусочки кораллов и ракушек. Другие биогенные компоненты песка — это остатки скелета целых организмов, таких как очень маленькие моллюски или одноклеточные фораминиферы.Биогенные пески могут также включать устойчивые биологические фрагменты организмов, такие как спикулы губок или ископаемые остатки зубов и частей челюстных костей. Некоторые биогенные компоненты песка перечислены в таблице 5.8.
| Изображение | Происхождение и описание биогенного песка |
|---|---|
| Фрагменты ракушки . Кусочки известковых пластин, образующих панцирь ракушка, могут быть белыми, желтыми, розовыми, оранжевыми, бледно-лиловыми или пурпурными.Иногда они имеют полосатый или зубчатый рисунок. Остальная часть ракушки сделана из хитина, который не устойчив и поэтому со временем распадется, а не образует песок. | |
| Двустворчатые моллюски . Раковины двустворчатых моллюсков, моллюсков, устриц или мидий могут быть белыми, серыми, синими или коричневыми. Обычно они не блестящие и медленно растворяются в кислоте. | |
Брюхоногие моллюски 900 16.Раковины улиток или их фрагменты сильно различаются по цвету, форме и рисунку. Раковины молодых особей более хрупкие, чем их взрослые формы, и могут отличаться по внешнему виду. Эродированные фрагменты могут обнаруживать внутренние спиральные структуры роста.
| |
| Водоросли, откладывающие кальций 900 16. Известковые водоросли — это зеленые или коричневые водоросли, такие как Halimeda , которые выделяют небольшое количество карбоната кальция для образования хрупкого скелета. Коралловые водоросли — это морские водоросли, которые выделяют большое количество карбоната кальция для образования прочных скелетов. Корки коралловых водорослей в живом состоянии кажутся розовыми или бледно-лиловыми, а в высушенном — белыми. | |
| Коралл . В тропическом песке часто встречаются обломки тускло-белого кораллового щебня. Более крупные неповрежденные части внешнего слоя скелетов кораллов можно определить по их многочисленным маленьким отверстиям (чашкам), в которых когда-то жили отдельные коралловые полипы. | |
| Фораминиферы . Фораминиферы — это скелеты простейших, одноклеточных животных. Они могут быть белыми, матовыми или блестящими или покрытыми мелкими песчинками.Они выглядят как крошечные раковины, за исключением того, что их отверстия маленькие и выглядят как прорези или поры. В этих отверстиях живое животное вытягивает ложные лапы, чтобы уловить пищу. | |
| Фрагменты морского ежа . Колючки морского ежа могут быть белыми, пурпурными, черными, бежевыми или зелеными. При рассмотрении под микроскопом некоторые из них имеют кристаллические матрицы, которые выглядят как декоративные структуры кукурузы в початках сбоку или концентрические кольца роста сверху. Тесты — это внутренние скелеты морских ежей.Фрагменты теста имеют крошечные отверстия и выпуклые структуры, расположенные в правильной последовательности; они кажутся тускло-белыми или бледно-лиловыми. | |
| Спикулы губки . Спикулы обычно прозрачные или беловатые. Крупные спикулы триаксонной губки могут напоминать трехконечный логотип автомобиля Mercedes-Benz. Они составляют внутреннюю опорную структуру скелета некоторых губок. | |
| Прочие части животных или растений .Биогенный песок может содержать другие части животных, такие как известковые трубки морских червей, кусочки скелетов крабов или креветок или колониальных животных, известных как мшанки (цифры 7, 18 и 20 на изображении). |
Наличие осадка
Наличие наносов также является критическим фактором при определении характеристик пляжа. Пляжи часто сделаны из материалов, которые встречаются в этом районе, например, из кораллов, кварца или базальта. Однако отложения на пляже также могут отражать прошлые условия, которые не синхронизированы с текущими волновыми условиями.Например, на Гавайях большая часть сегодняшнего песка на пляжах была отложена волнами тысячи лет назад. Кроме того, пляжи часто сильно меняются из-за деятельности человека. На многих пляжах есть песок, привезенный из других мест, таких как внутренние пустыни, другие пляжи или прибрежные песчаные косы. Это движение песка затрудняет использование песка для прогнозирования характеристик пляжа. Таким образом, при изучении песка важно понимать историю пляжа.
Деятельность
Анализируйте состав отложений на пляже по размеру, форме и источнику песка.
Деятельность
Разработайте исследование для определения характеристик пляжного песка и изучения изменений в составе песка на местном пляже.
Перенос песка, прибрежная эрозия и антропогенное воздействие на пляжи
Размер, форма и источник песка на пляже зависят от местных моделей транспорта песка. Перенос песка — это движение песка, которое в основном достигается волнами и течениями. Это движение сортирует песок по размеру и плотности.Более легкие и менее плотные песчинки легче переносятся волнами и течениями, тогда как более крупные и более плотные песчинки остаются позади.
Поскольку песок перемещается вдоль береговой линии, он часто образует характерные пляжные образования, такие как песчаные отмели, косы и барьерные пляжи (см. Тему «Взаимодействие волн с побережьем» в этом разделе). Отмели (отмели) — это песчаные холмы, которые обычно затоплены или обнажены лишь частично. Коса — изогнутая песчаная коса, соединенная с пляжем одним концом.Барьер Остров представляет собой песчаную гряду, которая находится над водой во время прилива. Барьерные острова расположены параллельно берегу и отделены от пляжа лагуной. Если коса или барьерный остров устойчивы, на нем начнет расти растительность. Барьерные острова расположены примерно на 15 процентах мирового побережья.
Песок на пляже может выветриться — быть потеряно (рис. 5.28), или срастется — отрастет. Например, в некоторых районах на пляжах летом может накапливаться песок, который зимой размывается из-за сезонной погоды и волнения.Хотя эрозия и нарастание являются естественными процессами, они могут быть ускорены деятельностью человека. Повышение уровня моря из-за глобального изменения климата разрушает пляжи. Строительство гаваней и других сооружений может усилить нарастание песка и потребовать проведения дноуглубительных работ для поддержания лодочных каналов.
Есть опасения по поводу эрозии пляжей, потому что это приводит к потере собственности для тех, кто живет вдоль береговой линии. Пытаясь предотвратить эрозию, люди пытаются укрепить береговую линию и сделать ее более устойчивой, часто как способ защиты собственности в непосредственной близости (см. Примеры в Таблице 5.12). К сожалению, такая защита зачастую недолговечна и зачастую наносит ущерб здоровью на пляже. Закаленные конструкции могут вызывать эрозию, не позволяя волнам достигать песчаных резервуаров и изменяя характер волн на берегу. Например, с 1949 года примерно 25% песчаного пляжа на Гавайях было сужено или потеряно из-за закаливания пляжа.
Пляжи играют важную роль в защите побережья, развитии туризма и служат местом, где можно расслабиться и освежиться.Утрата пляжей отрицательно сказывается на деятельности человека и собственности, а также на окружающей среде. Например, потеря пляжа может вызвать удушение местной морской флоры и фауны размытыми наносами. Чтобы сохранить пляжи в здоровом состоянии, ученые рекомендуют пополнять запасы песка, очищать прибрежные районы от затвердевших структур и требовать больших задержек для строительства новой собственности (рис.