Геологическое происхождение и распространение.

Среди песчаных пород различают разновидности: рыхлые (пески) и цементированные (песчаники). Для изготовления известково-песчаных изделий главное значение имеют рыхлые породы. И те, и другие подразделяются на крупнозернистые (преобладание зерен 1 — 0.5 лш в поперечнике), среднезернистые (0,5 — 0,25 лш) и мелкозернистые (0,25 — 0,1 лш).-Пески с преобладанием фракции зерен 1 — 5 лш следует называть грубозернистыми. При выпуске известково-песчаных изде-лий.к песчаным частицам можно причислить также зерна до 5 лш в поперечнике. В каждой из этих разновидностей вес соответствующей фракции должен превышать 50%.

Песчаные породы имеют разнообразный минералогический состав и согласно классификации Швецова [48] подразделяются на мономинеральные, олигомиктовые и полимиктовые разновидности. К мономинеральным отложениям относятся кварцевые пески или песчаники, сложенные почти целиком из зерен кварца (не менее 95%). Химический состав кварцевых песков характеризуется значительным содержанием двуокиси кремния, достигающим 95 — 99%. В олигомиктовых песчаных породах преобладает кварц (75 — 95%), но имеется значительная примесь других минералов (полевых шпатов, реже слюд). Поэтому в них содержится значительно меньше двуокиси кремния (до 80%). К этой группе относятся полевошпатово-кварцевые песчаники, содержащие до 25% зерен полевых шпатов или цветных минералов и мелких обломков пород.

Полимиктовые песчаные отложения (граувакки, аркозы)

сложены из разных минералов (кварца, полевого шпата, цветных минералов) и обломков пород. Они характеризуются наименьшим содержанием кремнезема.

Песчаные отложения широко распространены среди древних осадочных пород и составляют 15 — 20% их объема. Они образовывались в самых разнообразных континентальных и морских условиях.

Наиболее четко выделяются прибрежные, донные, речные и эоловые генетические разновидности песчаных пород. У прибрежных песков зерна почти одинаковой величины, хорошо окатаны и имеют гладкую, как бы полированную поверхность.

Морские и озерные донные пески отличаются от прибрежных мелкозернистостью и большими примесями алевритовых и глинистых частиц.

Донные пески озер и морей различаются между собой главным образом по характеру органических остатков. Речные пески имеют обычно угловатую форму; по сравнению с донными и в особенности с прибрежными, они содержат больше примесей. В эоловые пески, как правило. перерабатываются ветром пески водного происхождения. Они полностью лишены примеси глинистых и гравийных частиц и по однородности состава выделяются среди песчаных толщ другого происхождения. Особенностью эоловых песков является также хорошая округленность даже мелких зерен (0,25 мм) и наличие раздробленных зерен с матовой шероховатой поверхностью. Эти признаки обусловлены энергичными столкновениями переносимых зерен в воздухе. Значительно реже встречаются элювиальные пески, оставшиеся почти на месте разрушения материнских горных пород. Зерна элювиальных песков имеют остроугольную форму, в таких песках нередко присутствует смесь глинистых частиц и сильно выветренных мутных зерен полевых шпатов или цветных минералов.

В областях распространения ледниковых отложений часто встречаются флювиогляциальные пески. Они характеризуются примесью гравия и линзообразным залеганием различных их разновидностей.


При обычной технологии производства силикатного кирпича химический, минералогический и зерновой состав песка, а также геометрическая форма зерен и свойства их поверхности имеют большое значение. В производстве же силикатного кирпича и силикальцитных изделий дезинтеграторным способом, где зерна получают новый генезис, определяемый конструкцией машины, влияние этих факторов незначительно.

Уже в начальном периоде организации производства силикатного кирпича было замечено, что чем выше процент Si02 в песке, тем большей прочности кирпич можно получать из него [49]. Поэтому возникло требование иметь песок с содержанием БЮг не менее 90% [50]. Но известно также, что пески с невысоким содержанием Si02 могут давать силикатный кирпич достаточной прочности [51,52].

Улучшается ли качество кирпича от присутствия глины в песке? По этому вопросу в литературе имеются данные в пользу примеси глины [53 — 55] и примеры ее отрицательного влияния на прочность. Даются даже рекомендации по промывке песка для удаления из него глины [56]. Содержание свыше 8% глины в песке считалось недопустимым для изготовления силикатного кирпича (ОСТ 5798). Было установлено, что наличие гипса в песке отрицательно сказывается на прочности [57]. Вместо песка успешно применялись также шлаки с различным содержанием БЮг [58 — 60]. Органические примеси в песке, например гумус, оказывают вредное влияние на качество изделий [61], присутствие же NaOH и №гСОз значительно повышает их прочность. В литературе нет детальных сведений, какое количество примесей неблагоприятно сказывается на качестве проД)кции. Не имеется инструкций, указывающих на точное определение органических примесей в песке; то же можно сказать и о минералогическом составе песка. Опыты Hengleina и Reittera показали, что смеси материалов, содержащих активную Si02 (трепел, гель кремнезема и кристобалит), с известью дают меньшую прочность на сжатие, чем известково-кварцевые смеси. К сожалению, опыты производились с образцами различной плотности, что затрудняло сравнение результатов. Однако существуют и противоположные утверждения. Есть указания о важном значении минералогического состава песка [62], но еще не установлено, в какой мере различные ми­нералогические составляющие оказывают воздействие на прочность и другие свойства изделий. Отмечается, что незначительное содержание полевого шпата благоприятно влияет на процесс твердения, а содержание слюды вредно, известняк в небольшом количестве не опасен, а поваренная и другие хлористые соли отрицательно отражаются на прочности и т. д. В литературе встречаются данные о достаточной прочности изделий, полученных из песков, содержащих до 30% CaCOj [63]. Образцы удовлетворительной прочности получены и из песков с высоким содержанием полевого шпата [64], но их морозостойкость была низкой. Все ученые подтверждают положительное влияние молотого песка, но его широкому применению в качестве добавки препятствовала относительно высокая стоимость помола. Опыт показывает, что из тонкозернистого песка легче изготовлять силикатный кирпич высокого качества, чем из песка крупнозернистого [65,66]. На гранулометрический состав песка, применяемого для изготовления силикатного кирпича, имелись нормативы (ОСТ 5798). Henglein и Reitter произвели исследования, устанавливающие влияние зернового состава песка на свойства известково-песчаных изделий. Путем смешения отдельных фракций они получали пески различных зерновых составов, смешивали их с 6,6% СаО, формовали из них образцы под давлением 200 ати и запаривали их в течение 8 час. под давлением 8 ати. Мелкой фракции зерен диаметром 0,1 мм они добивались помолом песка.. Испытание на сжатие образцов, изготовленных из различных песков, позволило установить, что чем больше в песке зерен диаметром 0.1 мм, тем большую прочность имеют изделия при равном объемном весе; слишком большое количество мелких частиц в песке ухудшает фор-муемость, снижая плотность и прочность деталей.

В последнее время замечено, что и форма зерен влияет на образование структуры изделия и на его качество [67]. Песок с зернами круглой формы и гладкой поверхностью дает меньшую прочность.

Некоторые заводы силикатного кирпича используют искусственные пески. В 1928 г. в США такой завод был построен фирмой Buckau [68]. В Швейцарии работают фабрики, применяющие пески, получаемые от помола природного камня. Если в бетонных работах искусственный песок не во всех случаях дает положительный результат [69], то в производстве силикатного» кирпича он всегда значительно лучше природного.

В настоящее время отсутствует общепринятый метод определения качества песка по химическому, минералогическому и прочим показателям. Единственной оценкой пригодности песка являются соответствующие технологические испытания известково-песчаных изделий [70]. Более детальные исследования качества различных песков для силикатного кирпича и влияния различных добавок на его качество были произведены ReitteroM и HengleinoM. Но. к сожалению, у них образцы формовались под постоянным давлением и в зависимости от свойств песка и количества добавок имели различный объемный вес (1,1 — 2,1 г/см ) , что затрудняло сравнение и оценку результатовиспытаний.

Выводы же авторов оказались действительными лишь в условиях данного опыта.

Для нахождения зависимости между генезисом и качеством песка, пользуясь диаграммой, разработанной Рухиным [71], мы произвели некоторые исследования. Чтобы выяснить генезис песков. Рухин применил гранулометрический метод. Он установил, что численный средний диаметр зерен и стандартное отклонение, называемое им коэффициентом сортировки, являются показателями, зависящими от генетических условий, а их изучение и совместное рассмотрение позволяют выяснить условия генезиса песков. Рухин, изучив пески по их гранулометрическому составу, определил, что пески одного и того же генезиса размещаются на диаграмме зависимости среднего диаметра зерен и коэффициента сортировки на одном и том же поле. При этом четко определились поля, соответствующие четырем видам динамических условий образования осадочных песков (Рис. 2).

I. Поле речных песков или, точнее, песков, оставленных при поступательном движении воды.

В верхнюю часть этого поля попадают главным образом береговые отложения.

II. Поле прибрежных песков или песков пляжа, точнее, песков.
возникших при сильных колебательных движениях воды.

III. Поле донных (озерных или морских) песков, выделение которых происходило при слабых колебательных движениях воды.

IV. Поле эоловых песков, отложенных при поступательном движении воздуха.

Эти пески характеризуются сравнительно высокими коэффициентами сортировки.

Рухин отмечает: «В пределах диаграмм резко выделяются поле песков, отложенных при поступательном движении среды отложения, и поле песков, отлагающихся при колебательных движениях среды...». На диаграмме Рухина граница поля 1Г прибрежных песков проходит через точки 1, 2,3 и 4, координаты которых указаны на диаграмме. Линия, проведенная через

точки / и 2, является границей между полем II типичных пля.жевых песков, отложенных при сильных колебательных движениях воды, и полем песков, образованных, вероятно, в сходных динамических условиях, но на значительном расстоянии от береговой линии. Это субполе граничит с полем III донных песков и отделяется от него пунктирной линией, проведенной через точки 2 и 5. Верхняя граница поля III донных песков проходит через точки 5.2 и 3. а правая через точки 3.6 и 7. Левая граница поля I речных песков пересекает точки 7, б, 3 и 4, а правая — точки 5,9 и 10.

Эта же линия является одновременно границей поля IV эоловых песков.

На диаграмме нанесены также границы "поля недостоверности".

Рухин указывает, что «... в пределах этого поля является нецелесообразным анализ характера группировки точек, соответствующих образцам, собранным из какого-либо слоя песка для определения характера переотложения. Кроме того, следует относиться также с осторожностью и к определению по гранулометрическому составу динамической обстановки отложения древних песков, если они представлены точками, расположенными в пределах поля недостоверности».

В Таллине на Опытном заводе Управления промышленности строительных материалов совнархоза Эстонской ССР годность песка для различных видов силикальцитных изделий определяется по разработанному нами методу. Исследуемый песок и


песок карьера завода «Кварц» (эталонный) (Рис 3) пропускаются с гашеной известью через лабораторный дезинтегратор при одном и том же числе оборотов корзин. Количество извести в обоих случаях берется из расчета 2,2 г СаО на каждый квадратный метр поверхности дезинтегрированного песка. Из смесей прессуются цилиндрические образцы до одного и того же объемного веса сухого вещества, равного 1,8 г/см (см. IV гл.). Затем все образцы запариваются в одном автоклаве в течение 8 час под давлением пара 10 ати. После запаривания определяют прочность образцов на сжатие. Производят также ситовый анализ исследуемого песка, определяют его удельную поверхность по разработанной нами методике (см. гл. XI), удельный вес, содержание глины и пылевидных частиц, содержание гумуса по ГОСТ 8735-58 и общее содержание SiC^. После дезинтегрирования находят удельную поверхность песка и смеси тоже по разработанному нами методу (см. гл. XI). При формовании образцов до объемного веса 1,8 г/см3 регистрируется формовочное давление.

Оценка пригодности песка для силикальцитных изделий базируется на сравнении прочности на сжатие образцов из исследуемого песка и песка карьера завода «Кварц».

По разработанной нами методике, на основании показателей удельной поверхности песка в дезинтегрированной смеси, ее активности, плотности образца и режима запаривания определяют так называемую стандартную прочность образцов. В испытаниях, проводимых Опытным заводом, за стандартную прочность принимают прочность на сжатие образцов, изготовленных из песка карьера завода «Кварц». Отношение прочности образцов из исследуемых песков к стандартной прочности служит индексом качества исследуемого песка, который выражается в процентах. Чем выше индекс качества, тем больше пригоден песок для известково-песчаных изделий. Однако это не означает, что силикальцитные изделия достаточной прочности невозможно изготовлять из песков с небольшим индексом качества. Низкий индекс качества наблюдается у природных мелкозернистых песков.

Такие пески дают изделия более низкой прочности, чем пески карьера завода «Кварц», обработанные до той же удельной поверхности в дезинтеграторе. Известково-песчаные образцы из песка карьера завода «Кварц», получившего в дезинтеграторе высокую дисперсность, дают прочность на сжатие до 2500 кг/см2, поэтому пески других месторождений, имеющие индекс качества даже ниже 30%, оказались годными для силикальцитных изделий.

На диаграмме проф. Рухина нами нанесены 93 пробы песка различных месторождений СССР (Рис 4). Для этого поданным


ситовых анализов предварительно вычисляли гранулометрические коэффициенты.

В каждой фракции средний диаметр зерен определялся как среднегеометрическое значение диаметров отверстий двух смежных сит: большего, через которое зерна проходят, и меньшего, через которое они не проходят.


Например, у фракции 3,2 — 1,6.ни средний геометрический диаметр зерен

Если принять, что удельный вес песка равен 2,65 г/см3, зерна имеют шарообразную форму и их диаметр — средний диаметр зерен фракции, нетрудно подсчитать число зерен в 1 г фракции.

Например, по фракции со средним диаметром зерен 2,26 мм получаем:

Зная по ситовому анализу количество данной фракции в песке в весовых процентах, можно найти число (т) зерен песка фракции в 1 г песка. Рассчитав все фракции по формулам (1) и (2), находим гранулометрические коэффициенты.

В табл. 1 приведены данные ситового анализа и отдельных результатов, вычисленных по формулам (1) и (2) для песка П-77, присланного на исследование Опытному заводу. Размеры фракции соответствуют набору сит, применявшихся на заводе.

Необходимо отметить, что средний числовой диаметр зерен и стандартное отклонение не зависят от удельного веса песка, если он одинаков во всех фракциях.

На Рис. 4 видно, что на поле эоловых песков IV попал один песок, индекс качества которого равен 143% (П-32, см. приложение), на поле речных песков 1 имеется четыре песка со средним индексом 98% и т. д. По оси средних числовых диаметров зерен f-a{(h)] и по оси стандартных отклонений | ".и {(I,)} в промежутках 0 — 0,05; 0,05 — 0,1; 0,1 — 0.15: 0.15 — 0.2; 0.2 — 0,25 отмечены средние индексы качества и число песков в скобках. Из этих данных следует, что средний индекс качества уменьшается с уменьшением среднего диаметра зерен и стандартного отклонения. Можно сделать вывод, что более мелкие и одно-зернистые пески в природном состоянии имеют более низкие индексы качества.

Для выяснения, как дезинтеграторный помол изменяет расположение песков на диаграмме Рухина, были произведены опыты с подсушенными пробами природных песков, обработанных различными способами (табл. 2).


Песок карьера «Рахумяэ» использовался заводом «Кварц» в качестве добавки к песку своего карьера. Расположение песков на диаграмме Рухина показано на Рис. 6. Песок карьера завода «Кварц» (Ьщ) и карьера завода «Силикат» (Liv) располагаются на поле I. После их пропуска через дезинтегратор гранулометрия песков изменяется, и они попадают на край поля II. Геологические исследования показали, что пески заводов «Кварц» и «Силикат» относятся к ледниковым образованиям и нанесены сюда течением рек, стекавших с тающих ледников. Песок карьера «Рахумяэ» (Lvi) и сыпучий песок поверхностного слоя с примесью глины из карьера завода «Силикат» (Lvn) генезис которых неясен, после пропуска через дезинтегратор также дают пески новой группы.

Представляет интерес изменение на диаграмме положения песков, обработанных в дисмембраторе. Первый пропуск песка через дисмем-братор приближает его к границам полей I и II, второй смещает на край поля II; песок, пропущенный в третий

раз, размещается на поле прибрежных песков. Очевидно, дальнейшая обработка песка в дисмембраторе приблизила бы его к пескам Dn, Dm и Dv. обработанным в опытном дезинтеграторе.

Как видно из Рис. 6, пески карьера завода «Кварц» после помола в дезинтеграторе располагаются на диаграмме Рухина в области, индекс качества которой относительно невысок. В действительности, индекс качества этих песков 100%. Это подтверждает, что молотые пески обладают особым качеством, не свойственным природному песку. Далее видно, что пески карьеров заводов «Кварц» и «Силикат» (Ьщ и Ьц- ), имеющие различный гранулометрический состав, после пропуска через один и тот же дезинтегратор 950 об/мин оказываются на диаграмме сравнительно близко один к другому. Пески (Lv, Цт и Lvn) карьеров заводов «Кварц» и «Силикат» и карьера «Рахумяэ» после пропуска через дезинтегратор 1450 об/мин сосредоточиваются на диаграмме в другом месте, но на близком расстоянии один от другого. Это явление подтверждается также статистическим материалом многочисленных определений пригодности различных песков, произведенных на Опытном заводе (см. табл. 6), показавших, что пропуск различных по качеству песков через один и тот же дезинтегратор делает их сходными между собой для производства известково-песчаных изделий.

В 1949 — 1951 гг., выполняя исследовательские работы по обработке песка в дезинтеграторе, мы выяснили, что и характер поверхности песка существенно влияет на прочность изделий.

Природные и обработанные в дезинтеграторе пески (см. табл. 2) просеивались на фракции (табл. 3).

точно соответствующие по количеству и диаметрам зерен испытывав-шимся природным и дезинтегрированным пескам. Например, зерновой состав песка L/ подбирали из фракций песка и зерновой состав песка D i — из фракций песка L/. Таким образом, были составлены 2X8 = 16 различных песков. Затем пробу каждого песка весом 2,4 кг смешивали с гашеной в порошок известью; активность смеси доводили до 6,5% СаО. Хорошо перемешав и увлажнив смесь до 6%, образцы цилиндрической формы прессовали под давлением 200 am. После запаривания в промышленном автоклаве завода «Кварц» определяли пределы прочности образцов на сжатие. Результаты исследований приводятся в табл. 4.

В работе [37] показано, что площадь поверхности зерен песка в навеске (например, в I г) фракции дезинтегрированного песка несколько больше, чем в такой же навеске аналогичной фракции природного песка.

Сравнение поверхности исследуемых песков с изменением прочности на сжатие рассматривается в табл. 5.

Из табл. 5 видно, что площадь поверхности зерен в искусственных песках, составленных из дезинтегрированных песков по гранулометрическому составу природных, имеет прирост до 6% в сравнении с природными песками, прочность же на сжатие дает прирост до 40% (38,1%).

Природные пески различных месторождений, имеющие одинаковый гранулометрический состав, дают различную прочность известко-во-песчаных изделий. Это подтверждается результатами исследований, произведенных на Опытном заводе. Образцы, изготовленные в равных условиях из отличных друг от друга природных песков сравнительно одинаковой дисперсности, показали разлиные прочности (табл. 6).

Данные табл. 6 показывают, что образцы, изготовленные в равных условиях из разных песков, по прочности отличаются друг от друга в 18 раз (395 :22). После обработки этих песков в дезинтеграторе разница в прочности образцов снижается до 3,8 раз (615: 161). В приложении приведены основные показатели 190 различных песков, исследовавшихся на Опытном заводе.


Ниже рассматриваются зависимости индексов качества песков, приведенных в приложении, от некоторых факторов.


Из данных приложения видно, что у •большинства песков повышение содержания SiCb сопровождается увеличением индекса качества, однако имеются и такие пески, которые при большом проценте SiCb имеют низкий индекс качества.

Распределение песков по индексу качества и содержанию SiC>2, приведенных в приложении, рассматривается в табл. 7.

Из табл. 7 видно, что при всех процентных значениях содержания Si02 в песке имеются пески, индекс качества которых выше, чем у песка завода «Кварц» (100%). Общее количество таких песков составляет 29%. Пески с индексом качества меньше 50% составляют 14%.

Средние показатели групп песков в зависимости от содержания в песке Si02 приводятся в табл. 8.

В фуппе песков, содержащих SiO2<70%, среднее содержание кремнезема составило 61,1%. В этой группе песок с наименьшим содержанием SiQ2 (22,6%) имеет индекс качества всего лишь 9,3%. Это не природный песок (см. приложение, 11-29), а отход производства, оказавшийся единственным материалом, непригодным для изготовления силикальцитных изделий из числа присланных для испытания Опытному заводу.

Пески с большим средним процентом Si02 обладают и большим средним индексом качества. Однако в приложении приводятся пески с небольшим индексом качества при большом количестве Si02 (П-27, П-73, П-96, П-108, П-110 и т.д.). Отсюда следует, что

одно только содержание S1O2 еще не является критерием качества песка. Все рассмотренные пески оказались годными для силикальцитных изделий достаточной прочности. Чтобы получать изделия большей прочности из песка с малым индексом качества и малым процентом SiCb, необходим более тонкий помол, что вызывает и больший расход извести. Помол песка с небольшим содержанием S1O2 сопровождается ростом абсолютного и относительного значения удельной поверхности в большей мере, чем у песка с высоким содержанием S1O2.


При обычной технологии наличие глины в песке снижает прочность изделий. Глина, находящаяся в песке в виде непрочных кусков, которые в обычных смесительных агрегатах не размельчаются и не перемешиваются с известью, ухудшает структуру изделий и снижает их прочность. Покрывая зерна песка плотным равномерным слоем, который не удаляется в процессе подготовки смеси, глина препятствует образованию в автоклаве прочного монолита из зерен песка и извести.

В дезинтеграторе зерна песка раздробляются сильными ударами пальцев и очищаются от глинистых пленок, а куски глины раздробляются и хорошо перемешиваются с известью. Поэтому при дезинтеграторной обработке смесей влияние глины на качество изделий совершенно иное, чем при приготовлении смесей в обычных мешалках.

Количество глины в песках (см. приложение), определяемое по ГОСТ 8735-58, в 72 случаях превышало 5%. В табл. 9 приведены средние данные о песках с различным содержанием глины.

Данные табл. 9 подтверждают возможность получения силикальцитных изделий достаточной прочности из песков с высоким содержанием глины. При этом следует повышать содержание извести в смеси, так как с увеличением процента глины в песке

повышается его удельная поверхность в природном состоянии и после дезинтегрирования.

В табл. 10 в числителе указаны прочности на сжатие образцов, изготовленных из различных глинистых песков и глинистого песка завода «Кварц» при различном содержании извести. Все смеси обрабатывались в дезинтеграторе, а образцы формовались до объемного веса 1,8 г/см3 и запаривались в течение 8 час под давлением пара 10 ати; в знаменателе приведено число стандартных циклов замораживаний — оттаиваний, выдержанных образцами до появления признаков дефектов.

Пески, содержащие глину, при высоком содержании извести после обработки в дезинтеграторе и уплотнении образцов до равной плотности дают большую прочность на сжатие, чем пески без глины (табл. 10). Причины увеличения прочности на сжатие таких образцов рассматриваются в гл. IV.

В табл. 11 приведены средние формовочные давления в кг/слг, примененные при прессовании образцов, указанных в табл. 10 до одного и того же объемного веса — 1,8 г/ам Формование образцов производилось при оптимальных формовочных влажностях, колебавшихся от 6 до 15% в зависимости от ак! ивности смеси и содержания глины.

Из табл. 11 следует, что смеси высокой активности с большим количеством глины требуют более высоких давлений для формования образцов. Но встречаются отдельные смеси с высоким содержанием глины в песке, уплотняемые при относительно невысоком формовочном давлении (П-170).

Исследования [37] показали, что тщательное ручное перемешивание песка и извести в лабораторных условиях оказалось не хуже перемешивания в обычных мешалках. В табл. 12 приводятся прочности образцов из глинистых песков и извести, перемешанных вручную и обработанных в дезинтеграторе при небольшом размольном эффекте. Образцы были отформованы до одного объемного веса 1,8 г/си3, при формовочной влажности 7% и запарены в течение 8 час под давлением 10 «ям/.

Обработка глинистых песков с известью в дезинтеграторе существенно улучшает формуемость смесей и увеличивает прочность на сжатие, что подтверждается данными табл. 12.

Исследование и практический опыт позволяют сделать вывод,, что глинистые пески, обработанные в дезинтеграторе, могут успешно применяться для изготовления силикальцитных изделий.


Степень загрязнения песков органическими примесями определялась методом окрашивания (колориметрическая проба) по ГОСТ 8735-58. Из числа исследованных песков четыре дали цвет темнее эталона, их характеристика приводится в табл. 13. Средний индекс качества песков с более темным, чем у эталона, цветом (85%) выше общего среднего индекса остальных песков (81%). Исследовано еще слишком мало песков с органическими примесями, чтобы можно было сделать обобщение.


Для того чтобы выяснить зависимость качества песка от величины зерен, пески фуппировали по величине зерен. Крупнозернистыми считались пески, где свыше 50% зерен диаметром более 0,5 мм, мелкозернистыми, — в которых более 50% зерен диаметром менее 0.25 мм. Пески, не входившие в эти фуппы. считал исьсреднезернистыми.

Средние показатели испытаний образцов каждой группы песков приводятся в табл. 14.

Наибольший средний индекс качества имеют среднезернистые пески, а мелкозернистые — наименьший и требуют добавления извести и более интенсивного уплотнения.

По ситовому анализу 97 песков, приведенных в приложении с № 1 по № 97, установлено их соответствие ОСТ 5798-13 (песок для силикатного кирпича). Средние данные испытаний образцов по группам этих песков указаны в табл. 15.

Средние показатели групп песков, соответствующих и не соответствующих ОСТ, имеют близкие показатели по графам 4,5,6,7 и 8, а их средние индексы качества оказались равными. Это показывает, что гранулометрический состав песка, определяемый па ОСТ, для производства силикальцитных изделий не имеет значения.


Зерна песков бывают острогранные. угловатые, окатанные и округленные (Рис. 7). Средние показатели испытаний песков, сгруппированных по форме зерен (табл. 16), показывают, что пески с острогран-ными зернами при дезинтегрировании размельчаются значительно лучше песков с другой формой зерен. Средний индекс качества остро-гранных песков наименьший, несмотря на относи-


тельно высокое содержание Si02- Пески с окатанными и округленными зернами имеют почти равный средний индекс качества.

Встречаются пески с прозрачной, матовой и обложенной поверхностью зерен {Рис 8). Средние показатели испытаний песков, сфуппированных по характеру поверхности зерен (табл. 1.-7):. доказывают, что пески с обложенной поверхностью зерен имеют наибольшую среднюю удельную поверхность и наименьший средний индекс качества. Изготовление прочных силикальцитных изделий из таких песков требует повышенного расхода извести. Пески с обложенной поверхностью обладают наибольшим средним содержанием Si02


На размалываемость песка влияет структура зерен песка, их прочность и наличие в них дефектов. Пески со слабой структурой при одинаковом режиме помола дают больший прирост удельной поверхности. Можно ожидать, что пески с зернами дефектной структуры будут давать менее прочные изделия. В проведенных опытах все пески (см. приложение) обрабатывались в одном дезинтеграторе по единому режиму с относительно небольшим размольным эффектом. Прирост удельной поверхности песка карьера завода «Кварц» составлял в среднем 300 см2/г; очевидно, что при такой обработке часть дефектов структуры зерен сохранилась в молотом песке. Относительная размалываемость песка характеризуется приростом его удельной поверхности. Поэтому для сравнения все пески распределялись по степени прироста удельной поверхности; средние результаты их испытаний рассматриваются в табл. 18.

Таким образом, приросту удельной поверхности меньше 400 см2/г соответствует индекс качества, близкий к 100%. Группы


песка, в которых прирост удельной поверхности превышает 400 см/г, имеют индекс качества значительно ниже 100%; дальнейший прирост удельной поверхности сопровождается еще большим падением индекса качества. Применение песка большой удельной поверхности для изготовления прочных силикальцитных изделий связано с большим расходом извести. Пески, обладающие большей размалываемостью, имеют меньшее среднее содержание S1O2.

Вопрос размалываемое™ песка в дезинтеграторе более детально рассмотрен в гл. IX.

Исследования и практический опыт показали, что дезинтегратор-ным способом можно из любых природных песков изготовлять сили-кальцитные изделия достаточно высокой прочности. Но природные пески с небольшим индексом качества вызывают больший расход извести и требуют повышения формовочного давления.

Средняя прочность образцов на сжатие во всех группах песков составляет около 400 кг/см2 (см. табл. 14, 16, 17, 18), а произведение значений индекса качества на активность смеси (% СаО) почти у всех групп песков колеблется в довольно узких пределах (800 — 950). Из этого можно заключить, что для изготовления силикальцитных изделий равной прочности следует применять во столько раз больше извести, во сколько раз индекс качества использованного песка ниже, чем у стандартного.

Степень пригодности песка для силикальцитных изделий практически хорошо определять по индексу качества.

Для определения индекса качества без технологических испытаний автором разработана специальная система оценки песка. Качество песка оценивается по десятибалльной системе. Распределение баллов по элементам характеристики песка приводится в табл. 19. Результаты оценки 116 песков по данной методике приведены в табл. 20. Пользуясь данными табл. 20, можно ориентировочно вычислять индекс качества. Последний в графе 6 имеет большую точность, чем в графе 3. так как он выведен с учетом прироста удельной поверхности песка. Более точный индекс качества можно получить путем технологических испытаний песков. Пески, употребляемые в природном состоянии, дают извест • ково-песчаные изделия различного качества. Но после обработки в дезинтеграторе они качественно обновляются, и негодные в природном состоянии пески становятся пригодными для производства силикальцитных материалов. Следовательно, с применением дезинтеграторного способа отпадает вопрос о непригодности песка для известково-песчаных изделий.

Показатель качества песка здесь используется для сравнения экономики производства, имеющей большое практическое значение в технологии известково-песчаных изделий.