Всё об асфальтировании / Справочник / Песок

Общие сведения о песке

Песок — неорганический зернистый сыпучий материал образуемый в процессе естественного разрушения скальных горных пород или получаемый путем искусственного дробления горных пород и их последующего рассева. Представляет собой смесь в разной степени окатанных зерен (обломков горных пород) с размером от 0,15 до 5 мм.

Гранулометрический состав песка (минимальный и максимальный размер зерен) определяется в зависимости от того, как он рассматривается: как частица грунта или как строительный материал.

• Песок как грунт — материал с размером зерен от 0,05 до 2 мм. Несвязный минеральный грунт, в котором массовая доля частиц с размером от 0,05 до 2 мм превышает 50 % называется «песчаным грунтом».
• Песок как строительный материал — сыпучий материал с размером зерен от 0,15 до 5 мм. Песок, в котором количество зерен с размером более 5 мм составляет от 7 до 15 % называется «гравелистым песком».

В различных сферах народного хозяйства, которые используют песок, могут существовать свои классификации песка, определяющие иной гранулометрический состав (отличающийся от вышеуказанного).

Назначение и область применения песка

Песок относится к числу полезных ископаемых многоцелевого назначения. В настоящее время добыча песка стала процветающей отраслью с ежегодным оборотом во много миллиардов долларов. Наряду с гравием, общий мировой объем потребления песка превышает объемы потребления любого другого сырья (кроме воды). Наиболее крупными потребителями песка являются стекольная и строительная промышленность (производство бетонных растворов для сооружения зданий и бетонных блоков, изготовление строительных растворов и сухих смесей, производство цемента, приготовление смесей для асфальтирования дорог и др.).

Применение песка в различных отраслях

• В дорожном строительстве природный песок и песок из отсевов дробления применяется для приготовления асфальтобетонных и различных органоминеральных смесей, которые используются при асфальтировании дорог, территорий и малых площадей. Кроме этого, песок применяется в качестве материала для устройства слоев основания дорожной одежды (укладывается между уплотненным слоем грунта и слоем щебеночного основания).
• В гражданском и промышленном строительстве природные и искусственные пески применяются в качестве заполнителей при производстве тяжелых и легких пористых бетонов, строительных растворов, строительных смесей (цементно-песчаной смеси, гарцовки и др.), для производства стеновых блоков, силикатного кирпича, изделий из армированного и неармированного силикатного бетона, а также других строительных материалов.
• В цементном производстве пески используются как инертная и корректирующая добавка при производстве различных видов портландцемента, а также при изготовлении песчанистого цемента.
• Стекольная промышленность является одним из основных потребителей песка (в основном кварцевого) из которого производится обычное и оптическое стекло, хрусталь и другие стеклосодержащие изделия.
• В литейном производстве (для стального, чугунного, медного, алюминиевого и магниевого литья) пески используются в качестве основного формовочного компонента применяемого для литейных форм и стержней.
• В фарфоро-фаянсовом производстве песок используется в качестве отощающей добавки, которая вносится в фарфоро-фаянсовые массы для уменьшения усадки керамических изделий.
• В нефтедобывающей промышленности кварцевые пески применяются для крепления трещин гидроразрыва с целью повышения продуктивности скважин и степени извлечения нефти из пласта.
• В сельском хозяйстве пески используются при рекультивации земель и в качестве калийного удобрения (пески с повышенным содержанием глауконита).
• В производстве абразивных материалов. Кварцевые пески с остроугольными зернами применяются в качестве абразивного материала для шлифовки стекла, для очистки поверхности металла с помощью пескоструйного аппарата, а также для производства искусственного абразивного материала — карборунда (карбида кремния).

Классификация песка

По способу образования

• Природный песок — образуется в результате естественного разрушения скальных горных пород и добывается путем разработки песчаных и песчано-гравийных месторождений. В природных песках из минералов, чаще всего преобладают кварц и полевые шпаты. В качестве примесей обычно входит слюда, карбонаты, гипс и другие минералы. Чистые природные пески по зерновому составу и содержанию примесей, как правило, не отвечают требованиям стандартов для бетонов и нуждаются в промывке и фракционировании.
  Разработка песчаных и песчано-гравийных месторождений производится карьерным способом с экскавацией породы до уровня грунтовых вод, до 15 м ниже этого уровня — драглайнами и до 30 м — земснарядами. Песчано-гравийная смесь после добычи подвергается рассеву на гравий и песок. В зависимости от генезиса месторождения (способа происхождения) природный песок бывает:
  • Морского происхождения
  • Озерного происхождения (более мелкозернистый и более глинистый чем морской песок)
  • Ледникового происхождения
  • Аллювиальный (наиболее распространенный тип песка)
  • Элювиальный (отличается значительным содержанием глинистых частиц)
  • Деллювиальный
  • Пролювиальный (область распространения таких песков ограничивается горными районами)
  • Эоловый (песчаные дюны и барханы)
• Искусственный песок — образуется в результате искусственного дробления и последующего рассева скальных горных пород и гравия. К искусственному также относятся сыпучие зернистые материалы получаемые путем измельчения отходов промышленности и другого сырья (керамзит, шунгизит, аглопорит, шлакопемза и др.). Основные разновидности искусственного песка следующие:
  • Дробленый песок (получают путем дробления скальных горных пород и гравия с помощью дробильно-размольного оборудования)
  • Песок из отсевов дробления (получают из отсевов дробления горных пород при производстве щебня)
  • Шлаковый и шлакопемзовый песок (песок из отходов обогащения руд черных и цветных металлов)
  • Вспученный перлитовый песок
  • Керамзитовый песок
  • Шунгизитовый песок
  • Аглопоритовый песок

По вещественному составу

• Мономинеральные пески (кварцевые, аркозовые, нефелиновые, слюдистые и др.) — обломочный материал таких песков состоит преимущественно из зерен одного минерала.
• Олигомиктовые пески (глауконит-кварцевые и др.) — пески, сложенные зернами двух-трех минералов с преобладанием одного.
• Полимиктовые пески — пески, состоящие из обломков горных пород и минералов различного состава.

По форме зерна

• С округлой формой зерна
• С округло-угловатой формой
• С угловатой формой

По степени окатанности зерен

• Песок с окатанными зернами
• С полуокатанными зернами
• С остроугольными зернами

По характеру поверхности зерна

• С выровненной (ровной) поверхностью
• С неровной поверхностью
• С шероховатой поверхностью

В зависимости от нормируемых показателей качества (модуля крупности, марки по прочности и др.)

• Песок I класса
• Песок II класса

Применение природного и искусственного песка в дорожном строительстве

Для приготовления асфальтобетонных и органоминеральных смесей

При производстве дорожно-строительных смесей песок используется в качестве мелкого заполнителя. Частицы песка служат для заполнения пустот между зернами более крупного минерального заполнителя (гравия или щебня) и получения плотной структуры асфальтирующей смеси.

При приготовлении асфальтобетонных смесей применяются природные пески, дробленые пески и пески из отсевов дробления, а также шлаковые пески. Качество песка оказывает большое влияние на свойства асфальтобетона. Так, применение дробленого песка или песка из отсевов дробления существенно повышает сдвигоустойчивость асфальтированного покрытия. Кроме того, асфальтобетон, устроенный с использованием дробленых песков или песков из отсевов дробления, отличаются высокой шероховатостью. Вместе с тем применение дробленых песков или отсевов дробления может привести к ухудшению удобоукладываемости и уплотняемости при асфальтировке.

Горячие и холодные песчаные асфальтобетонные смеси могут готовится на песках из отсевов дробления или на их смесях с природным песком. Для приготовления ЩМА применяется дробленый песок или отсевы дробления. Асфальтобетонные смеси приготовленные с использованием минерального заполнителя с наибольшим размером зерен до 5 мм называются «песчаными асфальтобетонными смесями».

Для приготовления органоминеральных смесей (песчаных, щебеночных или гравийных материалов обработанных органическим вяжущим) применяется природный песок, песок из отсевов дробления, а также песок из шлаков. Органоминеральные смеси применяются для устройства дорожных оснований, реже — дорожных покрытий.

Для устройства песчаных дорожных оснований

При строительстве автомобильных дорог различные виды песка и их смеси с более крупными материалами (гравием и/или щебнем) применяются для устройства слоев дорожного основания, например:

• при устройстве асфальтированных дорожных одежд нежесткого типа на магистральных улицах, песчаный слой устраивается сразу после уплотненного подстилающего грунтового основания и его толщина составляет 50 см (поверх песчаного основания укладывается щебеночный слой);
• при устройстве асфальтированной дорожной одежды нежесткого типа на основных проездах песчаный слой также устраивается после грунтового, но его толщина составляет 40 см;
• при устройстве асфальтированного покрытия на второстепенных проездах толщина песчаного основания составляет 30 см и укладывается оно также после грунтового.

Таким образом, толщина песчаного основания может быть разной и зависит от категории автомобильной дороги.

Песчаные основания устраиваются не только при строительстве автодорог и подготовке различных территорий к асфальтированию, но и при устройстве пешеходных покрытий из тротуарной плитки или брусчатки. В процессе создания основания под укладку тротуарной плитки, песок может использовать для устройства подстилающего основания или (в случае небольшой нагрузки на покрытие) несущего слоя.