Песок химический состав: Минералогический и химический состав песков

Содержание

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.

Б. М. Гуменский отмечает, что полевошпатовые породы выветриваются быстрее бесполевошпатовых; среди первых легче выветриваются те, в которых полевые шпаты бедны кремнеземом. Породы, содержащие полевой шпат, кварц и слюду, выветриваются быстрее, чем те же породы, но без слюды. Породы, богатые черной слюдой (биотитом), в том числе бесполевошпатовые, выветриваются быстрее, чем содержащие белую слюду (мусковит).

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.

В состав природных песков входит большое количество минералов, основными из которых являются кварц, полевые шпаты, кальцит, слюда. Реже встречаются такие минералы, как глауконит, ангидрит, роговые обманки, доломит, авгит, диопсид, циркон и др.

Классификация песков по минералогическому составу (по П. И. Фадееву)

Содержание составных частей / Наименование песка	Главный минерал		Все другие минералы
Содержание составных частей / Наименование песка	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
Слюдисто-кварцевый	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.
Пески с другими видами минералогического состава (см. табл.) являются продуктами отложения разрушенных горных пород на различных стадиях их геологической переработки.

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 — состав » Информационные статьи от ООО «Вектор-Е»

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.

Размер частичек речного песка колеблется в довольно широких значениях: от 0,5 до 5 мм, что позволяет получать материал различных фракций:

— 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: олигомиктовые пески – кварцевый, полевошпато-, слюдисто- и глауконито-кварцевый, – характеризующиеся резким преобладанием одного минерала, в частности кварца (до 90 %), среди обломочных зерен; полимиктовые пески – аркоз (в обломочных зернах доминирует полевой шпат), граувакковый песок (в песчинках – разнообразные осадочные и магматические горные породы и минералы) и др. Окраска песка зависит от преобладания в его составе того или иного минерала и может быть белой, светло-серой (кварцевый песок), зеленой, зеленовато-серой (глауконито-кварцевый), розовой, розовато-серой (аркоз), серой, темно-серой, зеленоватой (граувакковый песок), бурой различной интенсивности и разнообразных оттенков (прочие полимиктовые пески).

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.

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.

Состав строительного песка. Нерудные, сыпучие строительные материалы

Гранулометрический состав

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

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

Максимальное содержание гранул крупнее 5 мм нормируют таким образом:

до 10% в природном;

до 15% в дробленом;

до 5% в обогащенном песке.

Минеральный состав

По содержанию минералов пески делят на:
кварцевые;

доломитовые;

полевошпатовые;

известняковые.

Кварцевый песок – самый ценный для строительства, поскольку другие виды недостаточно прочные и нестойкие к химическим воздействиям.

Химический состав

Он играет важную роль для определения пригодности сыпучего материала в разных областях строительства. Красный, желтый, и оранжевый оттенки говорят о наличии окисленных металлов. Зеленый и синий цвета характерны для речного песка, в котором присутствуют соли алюминия.
Нерудные материалы – это ископаемые природного происхождения, которые добывают в карьерах или руслах рек, а также получают путем переработки горных пород. Эти материалы широко используется во всех видах гражданского, промышленного и дорожного строительства.

Пески
ПЕСКИ (а. sands; н. Sand; ф. sables; и. arenas) — мелкообломочные рыхлые осадочные горные породы (или современные осадки). Состоят из скатанных и угловатых зёрен (песчинок) различных минералов и обломков горных пород. По условиям образования пески могут быть речными, озёрными, морскими, флювиогляциальными, элювиальными, делювиальными, пролювиальными и эоловыми. Общепринятая классификация по размеру зёрен и обломков отсутствует. Обычно к песчаным относят зёрна размером от 0,05 до 2 мм. По преобладающему размеру зёрен пески разделяются на тонкозернистые (0,05-0,1 мм), мелкозернистые (0,1-0,25 мм), среднезернистые (0,25-0,5 мм), крупнозернистые (0,5-1,00 мм), грубозернистые (1-2 мм). В песках почти всегда имеется примесь пылеватых (алевритовых), глинистых и органические частиц. По вещественному составу различают пески мономинеральные, состоящие из зёрен преимущественно одного минерала, олигомиктовые, сложенные зёрнами 2-3 минералов с преобладанием одного, и полимиктовые, состоящие из зёрен минералов и горных пород различного состава. Чаще всего встречаются пески кварцевые, аркозовые (кварц-полевошпатовые), глауконит-кварцевые, слюдистые и др. В качестве примесей обычны слюда, карбонаты, гипс, магнетит, ильменит, циркон и др.
Зёрна песков по форме делят на округлые, округло-угловатые и угловатые; по степени окатанности — на скатанные, полуокатанные и остроугольные; по характеру поверхности — на зёрна с ровной, неровной и шероховатой поверхностями.
В Европейской части CCCP 51% песков представлены аллювиальными отложениями. Обычно они хорошо дифференцированы по крупности, а месторождения их, как правило, имеют линейную протяжённость. 24% песков составляют флювиогляциальные отложения, они отличаются непостоянством гранулометрии, состава, по минералогическому составу — обычно полимиктовые, образуют залежи самых разнообразных форм. 11,3% песков представлены эоловыми отложениями. Они тонко- или мелкозернистые, часто содержат зёрна полевого шпата, слюды и примесь глин. Пески морские (6,5%) и озёрные (1,6%), как правило, имеют площадное распространение. Среди песков могут встречаться линзы и прослои глинистых песков и глин.
Месторождения песков широко распространены. Требования к качеству песков определяются государственными и отраслевыми стандартами или техническими условиями. С точки зрения количества и качества используемых кварцевых песков они могут быть разделены на 2 составные группы: массового использования и узкого назначения. К первой относятся пески, применяемые при строительстве автомобильных и железных дорог, для изготовления бетонов и строительных растворов, в производстве силикатных строительных материалов, для отощения глин при изготовлении изделий грубой керамики, кровельных рулонных материалов, в цементном производстве, для закладки подземных горных выработок. Качественные требования к этим пескам ограничиваются обычно размерностью зёрен, и только некоторые потребители предъявляют дополнительные не жёсткие по минеральному и химическому составу требования. Пески второй группы используются в литейном производстве (формовочные пески), в производстве огнеупоров (динаса), фарфоро-фаянса, стекла, для песочниц локомотивов, как абразивный материал, для испытания цементов, фильтрации воды и пр. ГОСТ 2138-84 «Пески формовочные» регламентирует минералогический, зерновой и химический состав песков, предъявляет требования к его газопроницаемости и огнеупорности; ГОСТ 22551 — 77 «Песок кварцевый, молотый, песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности» — к химическому составу песков и регламентирует их зерновой состав.
Разведанные до промышленных категорий и утверждённые запасы песков, используемых в качестве нерудного сырья, учтены рядом государственных балансов запасов полезных ископаемых CCCP. На 1 января 1984 балансом «Пески для бетона и силикатных изделий» учтено 875 месторождений песков с запасами 7487 млн. м³. В 1983 разрабатывалось 321 месторождение и добыто 78,6 млн. м³. В 1979-84 добыча песков увеличилась почти на 10%. Балансом «Формовочные материалы» учтено 120 месторождений песков с запасами 3243 млн. т, в т.ч. Часов-Ярское в Донецкой области (269,3 млн. т), Игирминское в Иркутской области (220,7 млн. т). Разрабатывалось 45 месторождений и добыто 26,6 млн. т песков. Балансом «Стекольное кварцсодержащее сырьё» учтено 106 месторождений с запасами 703,4 млн. т кварцевых и 286,4 млн. т кварц-каолиновых песков.
В 1986 разрабатывалось 51 месторождение и добыто 9,2 млн. т. 60% запасов и 80% добычи сосредоточено в Европейской части CCCP. Крупнейшие месторождения — Берестовеньковское (резервное, 81 млн. т) и Ташлинское в Ульяновской области (запасы 28,7 млн. т, добыча 1765 т). Балансом «Абразивы» учтено 3 месторождения кварцевых песков с запасами 34 млн. т. Добыча 275 т (1986). Крупнейшее месторождение — Гусаровское (в Харьковской области), запасы 28,3 млн. т, добыча 89 тысяч т. Балансом «Кварц и кварциты» учтено 3 месторождения кварцевых песков, используемых как сырьё для производства огнеупоров и как флюс с запасами 5,3 млн. т. Добыча 461 тысяч т.
Хромитовый песок — ООО «Родонит»
Хромитовый песок (концентрат) используется при изготовлении стальных отливок в стержневых и облицовочных смесях. При относительно высокой температуре плавления он имеет низкую температуру спекания (1100°С), а смеси на его основе обладают высокой прочностью при термическом ударе. Зона конденсации влаги в сырой форме на основе хромита образуется на значительно большей глубине, чем в смесях на кварцевом песке. Материал инертен к оксидам железа при высоких температурах в любой газовой атмосфере, плохо смачивается жидким металлом.
Все эти факторы при изготовлении крупных стальных отливок способствуют предотвращению образования химического и механического пригара, ужимин, улучшают условия кристаллизации металла. Благодаря высокой теплопроводности и теплоаккумулирующей способности хромитового концентрата возможно осуществлять направленность затвердевания отливки.
На сегодняшний день ООО «РОДОНИТ» активно поставляет хромитовый песок (концентрат) из стран Южной Африки, сотрудничая с различными производителями.
Физико-химические показатели
Химический состав, %
Cr₂O₃ min 46
SiO₂
Fe₂O₃ 25-29
Al2O3 13-16
MgO 10-12
pH 6,5-9
Температура плавления, °С 1800-2000
Насыпная плотность, кг/м³ 2650-2750
Хромитовый песок (концентрат), поставляемый ООО «РОДОНИТ», обладает:
Медленным и линейным характером объемных изменений при нагреве;
Высокой теплопроводностью;
Химической инертностью;
Высокой огнеупорностью;
Малой смачиваемостью жидким металлом.
Позволяет:
Оптимизировать физико-химические условия взаимодействия металла с формой при заливке и охлаждении;
Осуществлять направленное затвердевание;
Выравнивать температурный градиент в объеме отливки при кристаллизации и охлаждении металла.
Обеспечивает:
Уменьшение или устранение пригара, ужимин и других поверхностных дефектов;
Уменьшение вероятности образования усадочных дефектов;
Уменьшение вероятности образования горячих трещин и напряжений в отливке.
Так, например, отличительной особенностью хромитового песка одной из фирм производителей является: высокая однородность, минимальное содержание пыли и мелкой фракции. Все хромитовые пески, поставляемые ООО «РОДОНИТ», соответствуют показателям по среднему размеру AFS 45-55, в случае необходимости имеем возможность поставки песков другой фракции по согласованию с Потребителем.
Химический состав образцов песка
Обеспокоенность окружающей средой растет в геометрической прогрессии, в основном из-за доступности таких ресурсов, как энергия и сырье. Однако для сохранения окружающей среды литейные производства должны вносить значительный вклад в снижение воздействия этой деятельности из-за высокого потребления энергии и сырья, оказывая воздействие на окружающую среду, связанное в основном с образованием отходов. Следовательно, существует большая потребность в поиске новых альтернатив для более устойчивого производства.В настоящее время в городе Манаус у нас есть несколько литейных предприятий, которые используют песок реки Амазонки в качестве сырья. Сборник песка находится недалеко от города, где имеется большая концентрация осадочного материала. В этой статье представлены физические и химические характеристики речного песка с помощью лабораторных тестов и тестов. Результаты показывают, что песок, который не требует химической смолы из-за его огнеупорных характеристик, потому что он очень тонкий и обильный, дает возможность использовать при плавке легкоплавких сплавов, таких как алюминий (Al), медь (Cu), среди других. , что обеспечивает очень низкую стоимость.В практических испытаниях не было промывки песком, например, он использовался в естественных условиях, и у них есть флюсирующие материалы, такие как железо (Fe2O3) и титан (TiO2), материалы, которые снижают температуру плавления материала. В ходе испытаний на температуру спекания мы увидели, что этот материал имеет низкую температуру плавления по сравнению с другими типами исходного сырья, имеющими такое же применение (литье в песчаные формы). A preocupação com o meio ambiente está aumentando exponencialmente, primarymente devido à disponibilidade de recursos como energia e matérias-primas.No entanto, para preservar o meio ambiente, as indústrias de fundição devem contribuir Mean reduzir os impactos gerados por essas atividades, devido ao alto consumo de energia e matérias-primas, gerando impactos ambientais. Portanto, há uma grande needidade de procurar novas alternativas para uma produção mais sustentável. Atualmente, na cidade de Manaus, temos algumas empresas de fundição que utilizam a areia do rio Amazonas como matéria-prima.Колета да площадь фика нас проксимидадес да цидаде онде ха ума большая концентрация материала осадочных пород. Este artigo apresenta a caracterização física e química da areia do rio através de testes e testes laboratoriais. Os resultados mostram que a areia que não Requer resina química devido às suas características refratárias, por ser muito fina e abuseante, apresenta uma oportunidade de uso na fundição de ligas de baixo ponto de fusão, como alumín entre outras, proporcionando assim um custo muito baixo.No teste prático, não houve lavagem de areia, por exemplo, foi usada in natura, eles têm materiais em fluxo, como ferro (Fe2O3) и titânio (TiO2), materiais estes que diminuem o ponto de fusão do material. Nos testes de temperatura de sinterização, vimos que a areia tem um baixo ponto de fusão em compareção com outros tipos de matéria-prima com a mesma aplicação (fundição em areia). Палаврас-чаве: Sustentável, Moldagem em Areia, Rio Amazonas, Fundição, Caracterização. Бразильский журнал развития Braz.
Что такое песок? Состав и типы песка
Песок представляет собой смесь мелких зерен породы и гранулированного материала, который в основном определяется размером, будучи мельче гравия и крупнее ила. И размером от 0,06 мм до 2 мм. Частицы размером больше 0,0078125 мм , но меньше 0,0625 мм называются ил .
Песок образуется в результате эрозии или дробления гальки и выветривания горных пород, которое переносится морями или реками.И замораживание и оттаивание во время зимнего раскола песка будет произведено. Иногда песок на пляжах может быть образован небольшими осколками кораллов, костей и раковин, которые разбиваются хищниками, а затем разбиваются морем, и даже крошечными осколками стекла от выброшенных в море бутылок и другими минералами. материалы или кости рыб или других океанических животных. Песок также можно рассматривать как текстурный класс почвы или тип почвы. Песчаный грунт, содержащий более 85 процентов частиц размером с песок по массе.
Состав песка
Песок в основном состоит из рыхлых гранулированных материалов, состоящих либо из обломков горных пород, либо из минеральных частиц, либо из океанических материалов. Он в основном состоит из силикатных минералов и гранулированных частиц силикатной породы.
Обычно здесь преобладает кварц, так как он обладает высокой устойчивостью к погодным условиям. Другие распространенные породообразующие минералы, такие как амфиболы и слюды, также встречаются в песке. Тяжелые минералы, такие как турмалин, циркон и т. Д., Также могут присутствовать в песке в меньших концентрациях.Но на высоком уровне большая часть песка на пляже состоит из серого или коричневого кварца и полевого шпата.
Однако наиболее распространенным минералом в песке является кварц, также известный как диоксид кремния. Он образуется при соединении кремния и кислорода. Полевой шпат является наиболее часто встречающейся группой минералов на поверхности земли и составляет около 65% земных горных пород. Когда ветер и море поднимаются на берег, они переносят эти крошечные гранулы на пляж и составляют песок с помощью этой комбинации.
Цвета песка
Песок бывает разных цветов. Это —
Белый песок : Он сделан из эродированного известняка и может содержать фрагменты кораллов и раковин, помимо других органических или органических фрагментов, которые можно найти в этом цвете песка. Также встречаются магнетит, хлорит, глауконит или гипс.
Черный песок : Черный песок состоит из вулканических минералов, обломков лавы и коралловых отложений.
Pink Sand : Foraminifera, микроскопический организм с красновато-розовой оболочкой, ответственен за весь этот цвет.В этой смеси также содержатся кораллы, ракушки и кальций.
Красно-оранжевый Цвет : Этот цвет образуется из-за покрытия из оксида железа.
Бело-серый Цвет : Этот песок состоит из мелких округлых зерен и хорошо отсортирован.
Светло-коричневый Цвет : Состоит из округлых зерен.
Различные типы песка
Классифицировать песок невозможно. Потому что не существует официальной классификации песка.Песок — очень изменчивое вещество, поэтому можно попытаться разделить его на отдельные категории.
Коралловый песок : Коралловый песок имеет несколько значений.
Стеклянный песок : Этот тип песка в основном состоит из диоксида кремния. а это основной элемент в этом виде песка.
Незрелый песок : Песок, состоящий из тех же минералов, что и его материнские породы.
Гипсовый песок : Этот тип песка в основном состоит из дигидрата сульфата кальция.(CaSO ₄ · 2H ₂ O)
Ooid Sand : Ooids представляют собой округлые гранулы, а также осадочные зерна со сфероидальным покрытием. И этот тип песка образован карбонатом кальция.
Кремнеземистый песок : Кремнеземистый песок представляет собой почти чистый кварц.
Песок карьерный :
— Получен путем формирования ямок в почве
— Он острый, угловатый, пористый и не содержит вредных солей
— Глина и другие примеси должны быть промыты и просеяны перед использованием в технических целях.
— Мелкий карьерный песок при трении между пальцами не должен оставлять на нем пятен. Это указывает на наличие глины.
— Используется для минометов
Речной песок :
— Встречается в руслах и на берегах рек.
— Тонкие, круглые и полированные за счет трения струй воды.
— Имеет меньшую прочность на трение из-за округлости.
— Почти белого цвета.
— Зерна мельче карьерного песка и, следовательно, больше подходят для штукатурных работ.
— Обычно доступен в чистом виде и, следовательно, может использоваться для всех видов строительных работ.
Морской песок :
— Добывается с берега моря.
— Тонкий, округлый и полированный за счет трения воды.
— Светло-коричневого цвета.
— Худший из трех типов песка, так как он содержит большое количество солей.
— Соли поглощают влагу из атмосферы и вызывают постоянную сырость и выцветание конструкции.
— Морская соль также замедляет схватывание цемента.
— Кроме того, он содержит раковины и органические вещества, которые разлагаются в составе раствора и бетона и, следовательно, сокращают их срок службы и прочность.
— Морской песок по возможности следует выбросить
Зеленый песок : есть немного зеленоватых материалов.
Песок пустыни : Который находится в различных пустынях.
Каменный песок : Иногда песок состоит из крошечных или сравнительно небольших камней, поэтому его образование и называют каменным песком.
Песок смешанный карбонатно-силикатный : Некоторые образцы песка представляют собой смесь органических и неорганических зерен песка.
Биогенный песок : Песок может полностью состоять из крошечных скелетов — ракушек, кораллов, пены и т. Д.
Гранатовый песок : Гранат — обычный минерал в песке, но иногда он составляет большую часть его.
Olivine Sand : Этот тип песка очень нестабилен. И он в основном используется для секторов стального литья.Но в некоторых местах это обычный песчаный минерал, который иногда составляет большую часть песка.
Вулканический песок : В регионах, подверженных вулканическому воздействию, есть свой собственный тип темного песка с другими характеристиками. И иногда в нем находят уголь.
Тяжелый минеральный песок : В этом типе песка обнаружены молекулы с высокой массой, которые могут образовывать стабильную структуру.
Пески с гематитовым пигментом : Гематит — это минерал, который обеспечивает красноватый пигмент и песчаник.
Континентальный песок : Этот песок широко распространен во всем мире для образования различных структур.
Кварцевый песок : Кварц такой же, как кремниевый песок. В основном кварц или диоксид кремния являются основными элементами, образующими этот песок.
В зависимости от размера зерна песок делится на четыре класса:
Очень крупный
Крупный
Средний
Мелкозернистый
Классификация песка по размеру (ASTM)
Мелкий Песок: все частицы песка должны пройти через No.16 сито. Обычно это используется при штукатурных работах.
Умеренно крупный песок: Все частицы песка должны пройти через сито № 8. Этот тип песка обычно используется для строительных и строительных работ.
Крупный песок: все частицы должны пройти через сито № 4. Этот вид песка очень подходит для бетонных работ.
Reade Advanced Materials — кварцевый песок
Физические свойства
Продукты из кварцевого песка доступны в широком диапазоне сортов, включая очень мелкие сорта, известные как мука.
Для тонкодисперсных порошков диоксида кремния выберите один из 5 различных классов размером от 5 до 40 микрон.
Для прецизионных измельченных порошков диоксида кремния выберите размер от 45 до 250 микрон.
Другие размеры частиц доступны по запросу. Свяжитесь с READE, чтобы узнать больше о доступном порошке SiO2, включая ряд размеров наноматериалов.
Химические свойства кварцевого песка
Диоксид кремния образуется при контакте кремния с кислородом (или воздухом).Когда кремний подвергается воздействию воздуха в условиях окружающей среды, на поверхности образуется очень тонкий слой (приблизительно 1 нм или 10 Å) так называемого «естественного оксида». Более высокие температуры и альтернативные среды используются для выращивания контролируемых слоев диоксида кремния на кремнии.
Диоксид кремния имеет ковалентные связи и образует сетчатую структуру (также известную как решетчатая или непрерывная).
SiO2 Доступные типы:
Аэрогель
Аморфный
Коллоидный
Диатомовые
Пищевой
Обгорел
с предохранителем
гидрофильный
Гидрофобный
Выпало
Спецификация MIL-S-14760 (AR) (milspec.отменена 4 февраля 03)
SAE- AMS3755B (коллоидный, белый и аморфный порошок)
Диоксид кремния подвержен действию фтористоводородной кислоты (HF). HF используется для удаления или формирования рисунка диоксида кремния в полупроводниковой промышленности.
Типичные области применения диоксида кремния
Силиконовые клеи
Краски и покрытия
Резина и силиконы
Эпоксидные смолы и пластмассы
Транспортная краска
Жилой, архитектурная краска
Промышленные покрытия
Описание SiO2
Диоксид кремния негорючий, бесцветный или белый, находится в кристаллической форме.Песок высокой чистоты, почти полностью состоящий из кремнезема, является основным промышленным товаром. Продукты из кварцевого песка продаются в широком диапазоне сортов, включая очень мелкие сорта, известные как мука.
Химический состав диоксида кремния, также известного как диоксид кремния (от латинского silx), представляет собой оксид кремния с химической формулой SiO2, который известен своей твердостью с древних времен. Кремнезем чаще всего встречается в природе в виде песка или кварца, а также в клеточных стенках диатомовых водорослей.Кремнезем — самый распространенный минерал в земной коре.
Диоксид кремния производится в нескольких формах, включая стекло, кристалл, гель, аэрогель, коллоидный диоксид кремния (или пирогенный диоксид кремния) и коллоидный диоксид кремния (например, аэросил). Кроме того, нанопружины из диоксида кремния производятся методом пар-жидкость-твердое тело при таких низких температурах, как комнатная температура.
Химическое название: диоксид кремния
Химическая формула: SiO2
TSCA (SARA Title III) Статус:
Список CDC. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, позвоните в E.П.А. по телефону +1.202.554.1404
Химический реферат Номер службы:
CAS # 7631-86-9 (аморфный кремнезем — диатомовая земля, диатомитовый кремнезем, диатомит, осажденный аморфный кремнезем, силикагель)
CAS # 14808-60-7 (кристаллический кремнезем — кристобалит, кварц, тридимит , tripoli)
Номер ЕС: 238-878-4
ICSC: 0808
Паспорт безопасности:
Свяжитесь с ПРОЧИТАЙТЕ для получения последней версии SDS
Упаковка для заказов
Банки, ведра, бочки, многослойные бумажные мешки, мешки для массовых грузов и контейнеры из ДВП.Для получения дополнительной информации о вариантах упаковки обращайтесь в READE
.
Синонимы этого материала
диоксид кремния, кремнезем, силокс, SiO2, кварц, плавленый кварц, кремнеземная мука, песок высокой чистоты, аморфный кремнезем, кристаллический кремнезем
Классификация
Аморфный кремнезем — диатомовая земля, диатомовый кремнезем, диатомит, осажденный аморфный кремнезем, силикагель
Кристаллический кремнезем — кристобалит, кварц, тридимит, триполи
Песок высокой чистоты (SiO2) Статус TSCA (SARA, раздел III): внесен в список.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, позвоните в E.P.A. по телефону +1.202.554.1404
Посетите это внешнее руководство NIOSH по веб-сайту химической опасности
SiO2 Воздействие на здоровье: Вдыхание мелкодисперсной кристаллической пыли кремнезема в очень малых количествах (OSHA допускает 0,1 мг / м3) с течением времени может привести к силикозу, бронхиту или (гораздо реже) раку, поскольку пыль оседает в легких и постоянно раздражает их, уменьшая объем легких (кремнезем не растворяется со временем). Этот эффект может представлять профессиональную опасность для людей, работающих с пескоструйным оборудованием, продуктами, содержащими порошкообразный диоксид кремния и т. Д.Но дети, астматики любого возраста, страдающие аллергией и пожилые люди, у всех из которых снижена емкость легких, могут пострадать в гораздо более короткие периоды времени.
В остальном диоксид кремния инертен и безвреден. При пероральном приеме кремнезема в неизменном виде проходит через желудочно-кишечный тракт, выводится с калом, не оставляя следов. Маленькие кусочки диоксида кремния одинаково безвредны, если они недостаточно велики, чтобы механически заблокировать желудочно-кишечный тракт, или достаточно зазубрены, чтобы порезать его слизистую оболочку.Диоксид кремния не выделяет паров и не растворяется in vivo. Он неперевариваемый, с нулевой пищевой ценностью и нулевой токсичностью.
песок | Britannica
песок , частицы минералов, горных пород или почвы диаметром от 0,02 до 2 мм (0,0008–0,08 дюйма). Большинство породообразующих минералов, встречающихся на поверхности Земли, содержится в песке, но лишь ограниченное их количество встречается в этой форме. Хотя в некоторых местах полевой шпат, известняковые материалы, железные руды и вулканическое стекло являются преобладающими составляющими песка, кварц является наиболее распространенным по нескольким причинам: он широко распространен в горных породах, сравнительно тверд, практически не имеет трещин, поэтому не изнашивается, почти не растворяется в воде и не разлагается.Большинство кварцевых песков содержат небольшое количество полевого шпата, а также небольшие пластинки белой слюды, которые, хотя и мягкие, медленно разлагаются.
Узнайте о песках, которые образованы из кварца, а также о формировании гладких песчаных пляжей.
Формирование песка из кварца, которое возникает в результате магматических процессов, и о роли, которую выветривание играет в повышении способности отдельных песчинок переноситься водой. токи.
© MinuteEarth (издательский партнер Britannica) См. Все видео к этой статье
Все пески содержат небольшие количества тяжелых породообразующих минералов, включая гранат, турмалин, циркон, рутил, топаз, пироксены и амфиболы.В некоторых прибрежных и речных песках эти более тяжелые компоненты, а также некоторые из тяжелых природных элементов концентрируются в результате сортировки течениями и удаления более легких компонентов. Такие россыпные пески могут быть экономически ценными месторождениями алмазов и других драгоценных камней, золота, платины, олова, монацита и других руд. Зеленые пески, широко распространенные на дне океана и обнаруженные в древних слоях континентов, обязаны своим цветом присутствию глауконита, минерала, содержащего калий; эти пески используются для смягчения воды.
Британская викторина
Строительные блоки повседневных предметов
Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, из чего вы на самом деле сделаны, проанализировав вопросы в этой викторине.
В гончарной и стекольной промышленности в качестве источника кремнезема используются очень чистые кварцевые пески.Подобные пески требуются для футеровки подов сталеплавильных печей. Формы, используемые в литейных цехах для отливки металла, изготавливаются из песка на глиняной связке. Кварцевые и гранатовые пески широко используются в качестве абразивов. Обычные пески находят множество других применений, например, для приготовления раствора, цемента и бетона.
Кремнеземный песок — обзор
Сопротивление 3: Форма
Скорость замерзания отливок, изготовленных в формах из кварцевого песка, обычно контролируется скоростью, с которой тепло может поглощаться формой.Фактически, по сравнению со многими другими процессами литья, песчаная форма действует как отличный изолятор, сохраняя горячую форму. Однако, конечно же, керамические паковочные массы и гипсовые формы обладают еще большей изоляцией, предотвращая преждевременное охлаждение металла и способствуя текучести, что дает прекрасную способность заполнять тонкие секции, которыми славятся эти процессы литья. К сожалению, чрезвычайно медленное охлаждение, как правило, приводит к ухудшению механических свойств, но это в некоторой степени проблема, вызванная самим собой.Если бы в металле не было двойных пленок, предполагается, что более низкие скорости замерзания не повлияют заметно на механические свойства (см. Главу 9.4).
Рассмотрим еще раз простейший случай однонаправленных условий, и металл разлили при температуре плавления T _м против бесконечной формы, первоначально находящейся при температуре T ₀, но поверхность которой внезапно нагревается до температуры T _м при t = 0, и это имеет коэффициент температуропроводности α _м, теперь мы имеем:
(5.9) ∂T∂t = αm∂2T∂x2
Следуя Флемингсу, окончательное решение будет:
(5.10) S = 2π (Tm − T0ρsH︸metal) KmρmCm︸mouldt
Это соотношение является наиболее точным для проводящие цветные металлы, алюминий, магний и медь. Это хуже для чугуна и стали, особенно для тех ферросплавов, которые затвердевают до аустенитной (гранецентрированной кубической) структуры, которая имеет особенно плохую проводимость. Отношение количественно оценивает ряд интересных результатов, как обсуждается ниже.
Обратите внимание, что при высокой температуре тепло теряется быстрее, поэтому отливка из стали должна затвердевать быстрее, чем аналогичная отливка из серого чугуна.Этот, возможно, неожиданный вывод подтверждается экспериментально, как показано на рис. 5.8.
Рисунок 5.8. Время застывания пластинчатых отливок в различных сплавах и формах.
Низкая теплота плавления металла, H , аналогичным образом способствует быстрому замерзанию, поскольку необходимо отводить меньше тепла. Таким образом, отливки из магния замерзают быстрее, чем аналогичные отливки из алюминия, несмотря на схожие точки замерзания (Таблица 5.1).
Таблица 5.1. Константы формы и металла
904 904 904 904 904 1564 904 904 904 904 904 904 904 904 904
0 904
Материал Точка плавления (м.p.) (° C) Скрытая теплота плавления (Дж / г) Сжатие жидкость – твердое тело (%) Удельная теплоемкость (Дж / кг · К) Плотность (кг / м ³) Термический Электропроводность (Дж / м · К · с)
a b Твердый Жидкий Твердый Жидкий Твердый Жидкий
20 ° C mp т.к. 20 ° C т.пл. т.к. 20 ° C м.п. т.к.
Pb 327 23 3,22 3,20 130 (138) 152 11,680 11,020 106465 11,680 11,020 10,678 904,4
Zn 420 111 4,08 4,08 394 (443) 481 7140 (6843) 5
Мг 650 362 4,2 4,21 1038 (1300) 1360 1740 (165764) 78
A1 660 388 7,14 6,92 917 (1200) 1080 2700 4 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 904 94
Cu 1084 205 5.30 4,78 386 (480) 495 8960 8382 8000 397 (235) 166
3,56 456 (1130) 795 7870 7265 7015 73 (14)? —
Графит — — — — 1515 — — 2200 — — песок 904 — — — — 1130 — — 1500 — — 0.0061 —
Муллит — — — — 750 — — 1600 —
Штукатурка — — — — 840 — — 1100 — — 0.0035 — 0,0035 — 2 Brandes (1991), Flemings (1974)
Изделие K _м ρ _м C _м — полезный параметр для оценки скорости, с которой различные формовочные материалы может поглощать тепло.Читатель должен знать, что некоторые авторитетные источники назвали этот параметр температуропроводностью, и этому определению следовали в CASTINGS (Campbell, 1991). Однако первоначально определение коэффициента теплопроводности b было ( K _м ρ _м C _м) ^1/2, как описано, например, Ruddle ( 1950). В последующие годы квадратный корень, похоже, был упущен из виду по ошибке.Поэтому определение Раддла принято и здесь следует. Однако, конечно, и b , и b ² являются полезными количественными показателями. То, что мы их называем, — это просто вопрос определения. (Я благодарен Джону Берри из Государственного университета Миссисипи за указание на этот факт. Помимо профессора Берри, единицы измерения b даже более любопытны, чем единицы прочности; см. Таблицу 5.2.)
Таблица 5.2. . Тепловые свойства пресс-форм и охлаждающих материалов при температуре примерно 20 ° C
9046 1⁶
Материал Теплопроводность ( KρC ) ^1/2 (Джм ⁻² K ⁻¹ с ^−1/2 ) Температуропроводность K / ρC (м ² с ⁻¹) Теплоемкость на единицу объема ρC (JK ⁻¹ м ⁻³)
Песок кремнеземный 3.21 × 10 ³ 3,60 × 10 ⁻⁹ 1,70 × 10 ⁶
Инвестиции 2,12 × 10 ³ 3,17 × 10 ⁻⁹
Штукатурка 1,8 × 10 ³ 3,79 × 10 ⁻⁹ 0,92 × 10 ⁶
Магний 17,7 × 104 10 ⁻⁶ 1.81 × 10 ⁶
Алюминий 24,3 × 10 ³ 96,1 × 10 ⁻⁶ 2,48 × 10 ⁶
Медь 37,0 114,8 × 10 ⁻⁶ 3,60 × 10 ⁶
Железо (чистое Fe) 16,2 × 10 ³ 20,3 × 10 ⁻⁶ 3,94 904 10 904
Графит 22.1 × 10 ³ 44,1 × 10 ⁻⁶ 3,33 × 10 ⁶
Для простых форм, если предположить, что мы можем заменить S на V _s / A , где V _s — это объем, затвердевший в момент времени t , и A — это площадь поверхности раздела металл-форма (т.е. зона охлаждения отливки), тогда, когда t = t _f где t _f — общее время замораживания отливки объемом V имеем:
(5.11) VA = 2π (Tm − T0ρsH) KmρmCmtf
и так:
(5,12) tf = B (V / A) 2
, где B — постоянная величина для данного металла и состояния пресс-формы. Отношение ( В / ) — полезный параметр, обычно известный как модуль упругости м; , таким образом, уравнение (5.12) указывает, что параметр m ² является важным фактором, который контролирует время затвердевания отливки. Приблизительные значения м для отливок простой формы, как показано в Таблице 5.3 полезно запомнить.
Таблица 5.3. Модули некоторых общих форм
9065500D
Форма Модуль упругости
Охлажденная область на 100% Основание без охлаждения
Сфера 4 9064
Куб D6 0.167D D5 0.200D
Цилиндр H / D 0 D6 0,167D D5 0.200D
1,5 3D16 0,188D 3D14 0,214D
2,014D
2,0 0.222D
Бесконечный цилиндр ∞ D4 0.250D — —
Бесконечная пластина D2 — —
Уравнение (5.12) — это знаменитое правило Чворинова. Убедительные доказательства его точности производились неоднократно. Сам Чворинов в своей статье, опубликованной в 1940 году, показал, что он применяется для стальных отливок весом от 12 до 65 000 кг, изготовленных в формах из зеленого песка. Этот превосходный результат представлен на Рисунке 5.9. Результаты экспериментов для других сплавов показаны на рисунке 5.8.
Рисунок 5.9. Зависимость времени застывания стальных отливок в изложницах от модуля (Чворинов, 1940).
Правило Чворинова — одно из самых полезных пособий для школьника. Это мощный общий метод решения проблемы подачи отливок для обеспечения их прочности.
Однако предыдущий вывод правила Чворинова открыт для критики, поскольку он использует одномерную теорию, но затем применяет ее к трехмерным отливкам. Фактически, быстро становится понятно, что поток тепла в вогнутую стенку формы будет расходящимся и, следовательно, будет способен отводить тепло быстрее, чем в одномерном случае.Мы можем описать это точно (без предположения об одномерном тепловом потоке), еще раз следуя Флемингсу:
(5.13) ∂T∂t = αm (∂2T∂r2 + n∂Tr∂r)
где n = 0 для плоскости, 1 для цилиндра и 2 для сферы. Радиус отливки r . Решение этого уравнения:
(5.14) VA = (Tm − T0ρsH) (2πKmρmCmtf + nKmtf2r)
Влияние дивергенции теплового потока предсказывает, что для данного значения отношения В / А (т. Е. при заданном модуле упругости м ) быстрее всего замерзнет сфера, затем — цилиндр, а последним — пластина.Катерина Трбизан (2001) представила полезное исследование, подтверждающее эти относительные скорости замораживания для этих трех форм. Для алюминия в песчаных формах уравнение (5.14) показывает, что эти различия близки к 20%. Это одна из причин использования коэффициента безопасности 1,2, рекомендованного при применении правила кормления Чворинова, потому что правила кормления неявно предполагают, что все формы с одинаковым модулем упругости замерзают одновременно.
Простая связь Хворинова между модулем упругости и временем застывания может быть очень сложной.Одним из великих сторонников этого подхода был Влодавер (1966), выпустивший знаменитую книгу, посвященную исследованию проблемы стальных отливок. С тех пор это справочник по отрасли стального литья.
Эта тема была продвинута дальше благодаря работе Тирьякиоглу в 1997 году (что интересно, используя прекрасную докторскую работу его покойного отца в Университете Бирмингема, Великобритания, в 1964 году), которая показала вторичные, но важные эффекты формы, объема и перегрева на время застывания отливки.
Важен последний аспект, связанный с дивергенцией теплового потока. Для плоского фронта замерзания скорость увеличения толщины затвердевшего металла является параболической, постепенно замедляясь с увеличением толщины, как описано уравнениями, такими как 5.3 и 5.4, относящимися к одномерному тепловому потоку. Однако для более компактных форм, таких как цилиндры, сферы, кубы и т. Д., Тепловой поток от отливки является трехмерным. Таким образом, первоначально для таких форм, когда затвердевший слой относительно тонкий, твердое тело утолщается параболически.Однако на более поздней стадии замораживания, когда в центре отливки остается немного жидкости, отвод тепла во всех трех направлениях значительно ускоряет скорость замораживания. Сантос и Гарсия (1998) показывают, что эффект, точно предсказанный теоретически Адамсом в 1956 году, носит общий характер. В то время как при отливке плиты скорость фронта постепенно уменьшается с расстоянием в соответствии с хорошо известным параболическим законом, для цилиндров и сфер скорость роста одинакова до тех пор, пока фронт не достигнет примерно 40% радиуса.С этого момента передняя часть быстро ускоряется (рисунок 5.10).
Рисунок 5.10. Ускорение фронта замерзания в компактных отливках в результате трехмерного отвода тепла (сферические и цилиндрические кривые, рассчитанные по Santos and Garcia, 1998).
Это увеличение скорости замерзания внутри многих отливок объясняет непонятное в остальном наблюдение «обратного охлаждения», наблюдаемого в чугунах. Обычная интуиция заставила бы литейщика ожидать быстрого охлаждения у поверхности отливки, и это в некоторой степени верно для всех отливок.С этого момента передняя часть постепенно замедляется на однородных пластинчатых участках. Но в прутках и цилиндрах по мере того, как остаточная жидкость сжимается в размерах к центру отливки, передняя часть резко ускоряется, в результате чего серый чугун превращается в карбидный белый чугун. Повышенная скорость была экспериментально продемонстрирована Сантосом и Гарсиа на сплаве Zn-4Al путем измерения увеличивающейся степени измельчения дендритных плечей по направлению к центру цилиндрической отливки.
Интересно, что эффект ускоренного замораживания, похоже, никогда не наблюдался в сплавах Al.Это, по-видимому, является результатом высокой теплопроводности этих сплавов, вызывающей замерзание дендритов по всему поперечному сечению отливки и, таким образом, сглаживая и скрывая ускорение затвердевания по направлению к центру отливки.
Пляжи и песок | 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:
наблюдения около размер ,
наблюдения около формы и
наблюдения о вероятном источнике песка.
По этим трем характеристикам ученые могут узнать о физических, химических и биологических процессах на пляже, с которого произошел 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 ил, а отложения с более крупными зернами — 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).
Таблица 5.5. Шкала Вентворта — это шкала для классификации и описания отложений по размеру зерен.
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 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 размеров (рис. 5.24). Стопка градуированных геологических сит; сито с наибольшими отверстиями сетки находится сверху, а сито с наименьшими отверстиями сетки — снизу.При встряхивании сит песок просыпается через ячейки разного размера. Более крупные частицы остаются на уровнях с большей ячейкой, а самые мелкие частицы падают через ячейки каждого размера на дно контейнера (рис. 5.24). Синий, черный, светло-зеленый и оранжевый кусочки на рис. 5.24 (A) — это фрагменты пластикового мусора.
Форма песка
Форма песчинок определяется 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 песка
используются 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, они имеют недостатки. Сита большие, 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 песчинок 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 действие 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. Биогенный ( био = живой; генный = произведенный) Компоненты являются живыми или некогда живыми компонентами окружающей среды. Абиогенные компоненты ( a = нет) — это неживые химические и физические компоненты окружающей среды.
Абиогенные, или «литогенные» ( лито = 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, образованные 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 «Физические науки о воде» и «Химия морского дна» в модуле «Химические науки 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. В базальтовых песках также обнаруживаются меньшие количества других менее стойких неорганических минералов, таких как магнетит или роговая обманка.Компоненты абиогенного песка перечислены в таблице 5.7.
Таблица 5.7. Общие компоненты абиогенного песка
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 зерна минерала .Зерна магнитных минералов могут быть зернами железной руды, магнетита или других металлов. Эти зерна плотные и имеют тенденцию скапливаться на дне контейнеров. Кристаллы магнетита 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 обсидиан и гг.
Искусственные вещества 900 11. «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 глядя 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.
Таблица 5.8. Общие компоненты биогенного песка
Изображение Происхождение и описание биогенного песка
Фрагменты ракушки . Кусочки известковых пластин, образующих панцирь ракушечника, могут быть белыми, желтыми, розовыми, оранжевыми, бледно-лиловыми или пурпурными.Иногда они имеют полосатый или зубчатый узор. Остальная часть ракушек сделана из хитина, который не устойчив и поэтому со временем распадется, а не образует песок.
Двустворчатые моллюски . Раковины двустворчатых моллюсков, раковины устриц или мидий могут быть белыми, серыми, синими или коричневыми. Обычно они не блестящие и медленно растворяются в кислоте.
Брюхоногие моллюски .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. На эродированных фрагментах могут обнаруживаться внутренние спиралевидные структуры роста.
«Кошачьи глаза», белые диски, круглые с одной стороны и плоские с другой, представляют собой неповрежденные крышки, похожие на люки конструкции, используемые для закрытия внешнего отверстия, когда ступня втягивается в раковину.
Раковины «Пука» — это верхушки эродированных конических раковин, которые выглядят как светлые диски с отверстием в центре.Слово «пука» по-гавайски означает «дыра». На их слегка вогнутой нижней стороне иногда видны концентрические кольца.
Водоросли, откладывающие кальций . 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, чтобы сформировать прочный скелет. Корковые кораллиновые водоросли 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.
Foraminifera . Фораминиферы — это скелеты простейших, одноклеточных животных. Они могут быть белыми, тусклыми или блестящими или покрытыми крошечными песчинками.Они выглядят как крошечные раковины, за исключением того, что их отверстия маленькие и выглядят как прорези или поры. В этих отверстиях живое животное вытянуло 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 решающим 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 песка на пляжах сегодня 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 в качестве предиктора 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, в то время как более крупные и более плотные зерна остаются позади.
Поскольку песок переносится 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). Песчаные 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% мирового побережья.
Песок на пляже может быть разрушен , — утрачен (рис. 5.28), или срастается, — накапливается. 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 дноуглубительных работ для поддержания каналов для лодок.
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 проникать в песчаные резервуары 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 значительных отступлений от строительства новой собственности (рис. 5.29).
Деятельность
Волны перемещают песок и камни предсказуемым образом, что может определять безопасность пляжной деятельности и строительства.Изучите влияние прибрежной инженерии и конструкций морских зданий на береговую линию.
Все, что вы когда-либо хотели знать о пляжном песке
Лето не было бы полным без поездки к песчаным берегам 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 бы — вы пришли на пляж не для того, чтобы подумать о , не так ли? Но для тех, кто задается вопросом, песчаный пляж — это, по сути, место, где собраны измельченные, выветрившиеся камни вместе с некоторыми фрагментами панцирных существ и другой биоты, подброшенные волнами и в виде осадка из внутренних районов.
«Песок — это в основном материал, который вы получаете при разрушении горных пород, когда камни выветриваются и разлагаются в течение сотен тысяч и миллионов лет», — сказал Джефф Уильямс, почетный ученый Геологической службы США, 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 — изобилие в земной коре — 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 придает пляжам типично «пляжный» цвет лица светло-коричневого цвета, который 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 он сильно варьируется», — 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 области, а также историю уровня моря для этого конкретного побережья.
Песчаная радуга
Все эти переменные смешиваются, чтобы создать совершенно разные пляжи в зависимости от местоположения. Например, во Флориде, отмечает Уильямс, песок часто бывает очень белым из-за высокого содержания кварца над полевым шпатом и роговой обманкой.

Дальше на юг вокруг Майами песок также имеет довольно белую тенденцию, 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 — это 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 Персидского залива, довольно старый: около 5000 лет назад, сказал Уильямс.В настоящее время очень мало нового песка достигает побережья из континентальных глубин, 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.
Другая важная причина — общее повышение уровня моря за последние примерно 12000 лет, которое привело к затоплению речных долин и созданию больших устьев рек, 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.
Related Articles
Варианты интерьера студии 28 метров: Квартира-студия площадью 28 кв.м. — заказать дизайн-проект по выгодной цене, фото проектов
alexxlab 17.08.198729.10.2022
Как правильно на участке расположить постройки: Как расположить дом на земельном участке правильно: нормы расположения построек
alexxlab 31.05.202327.04.2023
Штукатурка антивандальная: Антивандальная штукатурка для стен внутри и снаружи помещений: виды, технология, особенности применения – Антивандальное покрытие для стен в квартире от кошек
alexxlab 20.07.202007.02.2020
Навигация по записям
Previous post: Идеи для веранды в частном доме: веранда пристроенная к дому на фото
Next post: Камин барбекю на веранде: как построить печь-барбекю своими руками, очаг в частном доме на веранде, фото
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Найти:
Рубрики
Инструменты
Облицовка
Отделка
Ремонт
Своими руками
Советы
Стены
Разное
Мини гостиница «Отель А»
© Гостиница «Отель А» Саратов, 2024