Sabbiatura
Uno dei metodi di pulizia delle superfici più efficaci è la sabbiatura. Sabbia di quarzo o altro abrasivo viene spruzzato sulla superficie (vetro, metallo, pietra, legno) da pulire con aria compressa o getto d'acqua.
I granelli di sabbia volano a grande velocità e distruggono lo strato superiore della superficie, pulendolo da incrostazioni, corrosione e altri rivestimenti. È necessario assicurarsi che insieme allo strato rimosso, ad esempio la muffa su vecchie murature, la pietra stessa non venga danneggiata. La sabbia di quarzo per la sabbiatura deve essere selezionata tenendo conto del materiale della superficie, del grado di contaminazione e dell'ulteriore lavorazione.
Principali aree di lavoro:
- pulire il metallo dalla ruggine e da altri contaminanti; sgrassare le superfici; opacizzare il vetro; pulire il cemento e la muratura; irruvidire la superficie per ulteriori lavorazioni.
Oggi esiste un'ampia varietà di materiali abrasivi, ma la sabbia di quarzo secca rimane la più popolare per la sabbiatura.
PROPRIETÀ FISICHE E CHIMICHE DELLA SABBIA DI QUARZO UTILIZZATA PER IL RIEMPIMENTO DEL TRASFORMATORE
Per riempire trasformatori antideflagranti viene utilizzata sabbia di quarzo con una composizione granulometrica da 0,5 a 1,6 mm e la percentuale di quarzo deve essere molto elevata. Ad esempio, la sabbia del deposito di Volsk (regione di Saratov) contiene fino al 98-99% di frazioni di grano da 0,5 a 1,6 mm e i granelli di queste sabbie hanno una forma arrotondata, che è di grande importanza. Durante il funzionamento, le parti attive del trasformatore (avvolgimenti, circuito magnetico) vibrano e se il trasformatore è riempito di sabbia con bordi a grana affilata, l'isolamento degli avvolgimenti e dei rubinetti potrebbe essere danneggiato.
Il contenuto di quarzo Si02 nella sabbia dovrebbe essere del 97-98,5%; Fe203 non più di 0,08-0,12%; A1203 non più dello 0,5-1,75%; CaO non superiore a 0,25-0,4%; MgO non superiore a 0,1-0,2%; altri elementi 0,5-0,7%. Le impurità dell'argilla e altri contaminanti vengono rimossi dalla sabbia mediante lavaggio. La conducibilità termica della sabbia della suddetta composizione chimica è 0,00394 W/cm-deg, mentre il cartone è 0,0016 W/cm-deg; vernici impregnanti - 0,002 W / cm-deg. L'elevata conducibilità termica della sabbia di quarzo consente di rimuovere efficacemente il calore dalle parti attive del trasformatore all'involucro.
La sabbia di quarzo secca (umidità 0,05-0,1%) ha una resistenza elettrica abbastanza elevata. La tensione di rottura della sabbia di quarzo per diversi spessori di strato è mostrata in fig. 3-3. Ma nelle condizioni di una miniera, dove si osserva un'elevata percentuale di umidità relativa (fino al 98%) e temperature fino a 35 °C, e dove, inoltre, è possibile "gocciolare" direttamente sul trasformatore, sabbia e trasformatore l'isolamento è altamente inumidito, la rigidità dielettrica della sabbia diminuisce di 2 -2,5 volte, il che può portare al guasto del trasformatore.
Riso. 3-3. La dipendenza della tensione di rottura della sabbia di quarzo dalla distanza tra gli elettrodi. (Elettrodi con un diametro di 25 mm secondo GOST 6581-53).
Per ridurre l'assorbimento di umidità e aumentare la resistenza volumetrica specifica della sabbia, viene idrofobizzata: viene trattata con liquido poliorganosilossano GKZH-94 o liquido AMSR-3, GOST 10834-64. La sabbia trattata con una soluzione all'1% di GKZH-94 in acquaragia ha una resistività volumetrica diverse volte superiore alla sabbia non trattata (Fig. 3-4).
Riso. 3-4 Variazione della resistività di volume in funzione della durata dell'umidificazione (umidità relativa 98%).
1 - sabbia non lavata; 2 - foresta lavata; 3 - sabbia lavata e trattata con una soluzione all'1% di GKZH-94. I valori di controllo delle caratteristiche elettriche della sabbia idrofobizzata al momento dell'uscita del trasformatore dalla fabbrica non devono essere inferiori ai valori riportati in Tabella. 3-1.
Tabella 3-1
Qui c e b sono i valori effettivi medi della tensione di rottura con uno spazio di scarica di 50 mm e gli elettrodi ad ago per sabbie secche e inumidite, rispettivamente; c e b sono i valori medi della resistività volumetrica rispettivamente per sabbia secca e bagnata,
La resistenza di isolamento dei trasformatori del tipo TKSHVP con sabbia idrofobizzata è: tra gli avvolgimenti AT-BT 1000-5000 MΩ, l'avvolgimento VN - terra 1000-5000 MΩ. Avvolgimento BT - terra 30-45 MΩ e durante il funzionamento in ambiente minerario con un'umidità relativa del 98% non scende al di sotto dei valori ammessi pari a 1 MΩ / kV secondo GOST 183-66, mentre la resistenza di isolamento di trasformatori con sabbia non idrofobizzata diminuisce durante il funzionamento fino a 1-0,3 MΩ, a causa del quale alcuni trasformatori si guastano.
Applicazioni della sabbia di quarzo
La sabbia di quarzo calcinata viene utilizzata:
- per la sabbiatura, nella produzione di miscele edili a secco, nella progettazione del paesaggio, nel miglioramento urbano, nella posa di lastre per pavimentazione, nell'artiglieria.
La sabbia di quarzo calcinata è più costosa di altri tipi, il costo della sabbia di quarzo è spiegato dal fatto che il processo di lavorazione stesso è piuttosto costoso. Tuttavia, la qualità di questo tipo di sabbia è molto più elevata - il processo di cottura consente di pulire a fondo la sabbia di quarzo dalle impurità, tra cui argilla e ghiaia, dopodiché la sabbia viene setacciata frazionata e confezionata in big bags - speciali contenitori sintetici che proteggono il materiale da sporco e umidità. Che influisce anche sulla qualità della sabbia.
Nella sabbiatura viene solitamente utilizzata sabbia di quarzo a grana fine. In molti paesi, la sabbiatura a secco è vietata a causa dei rischi elevati, mentre in Russia il processo richiede l'uso di una tuta per la pulizia e attente precauzioni di sicurezza. Inoltre, viene utilizzata l'idropulizia: la fornitura di abrasivi sotto l'acqua corrente è più sicura.
Per gli impasti edili a secco vengono utilizzati vari tipi di sabbia di quarzo, sia fine che grossolana. Questi ultimi sono richiesti nella produzione di intonaci decorativi e altre miscele decorative.
Nella progettazione del paesaggio e nell'abbellimento urbano, la sabbia di quarzo viene utilizzata per cospargere vialetti, creare giardini, anche nelle sabbiere.
Quando si posano le lastre per pavimentazione, la sabbia viene utilizzata come supporto e nella pistola viene utilizzata come sabbia in una malta di cemento e sabbia.
Caratteristiche e principali proprietà della sabbia di quarzo
Tabella di applicazione della sabbia di quarzo a seconda della frazione.
La sabbia di quarzo è quarzo sciolto, il materiale più resistente in natura. Tale sabbia può essere ottenuta sia naturalmente, quando si verifica la frantumazione della pietra naturale, sia artificialmente, quando il quarzo viene deliberatamente frantumato. Ma il più delle volte il quarzo viene frantumato in modo indipendente.
La sabbia di quarzo è molto spesso un materiale omogeneo molto sciolto, che, a seconda della specifica sottospecie di quarzo e della natura della sua frantumazione, differisce nelle frazioni. La granulometria minima sarà di circa 0,05 mm, la massima - 3 mm. Molto spesso il materiale al quarzo contiene impurità aggiuntive in piccole quantità, ma può contenere fino al 90% di silice.
Qualunque sia il modo in cui viene estratto, viene sottoposto a un'ulteriore pulizia approfondita, setacciatura e anche smistamento in frazioni. Ciò consente di dividere il materiale in gradi, nonché di eliminare sabbia e detriti di bassa qualità da esso.
Ha molte altre proprietà che la distinguono favorevolmente da tutti gli altri tipi di sabbia. Questa è un'elevata capacità di adsorbimento, un'insolita resistenza alle sollecitazioni meccaniche e termiche e un alto grado di adesione a vari materiali e miscele.
Aree di utilizzo
Copre l'industria manifatturiera, edile, alimentare e farmaceutica e altre industrie in cui l'uso di tale materiale è spesso abbastanza inaspettato, ma abbastanza giustificato.
Utilizzare nella costruzione
Il principio di funzionamento del filtro con sabbia di quarzo per la purificazione dell'acqua in piscina
La sabbia di quarzo viene spesso utilizzata per realizzare tutti i tipi di blocchi e mattoni. I blocchi di cemento con l'aggiunta di materiale al quarzo hanno una combinazione di colori piuttosto calma di tonalità pastello. E questo, a sua volta, consente di applicarli con successo per la costruzione e la decorazione di facciate. Lo stesso vale per i mattoni. Inoltre, mattoni e blocchi hanno una resistenza estremamente elevata. Pertanto, i mattoni per le fornaci vengono spesso realizzati con l'aggiunta appunto di sabbia di tipo quarzoso.
Particolare attenzione merita cemento e miscele varie per la posa dell'asfalto. Quindi, le loro opzioni più di alta qualità sono ancora prodotte sulla base del quarzo sabbioso. Per quanto riguarda il cemento, tutte le marche di cemento Portland moderno sono ora in vendita con l'aggiunta di sabbia. Ciò aumenta l'adesione della futura soluzione alla superficie. In alcuni casi, una tale quantità di questo materiale viene aggiunta al cemento che non è necessario aggiungerla ulteriormente.
Le costose pavimentazioni in asfalto hanno anche sabbia di tipo quarzo nella loro composizione. Ciò è particolarmente vero per le strade dove c'è un aumento del traffico. Dopotutto, il carico sul rivestimento è piuttosto elevato, quindi la durata dell'asfalto dovrebbe essere appropriata.
La sabbia di quarzo è il miglior additivo negli intonaci per tipi di decorazione esterni o interni. In questo caso, puoi scegliere non solo il marchio corrispondente in termini di funzionalità, ma anche la sua tonalità. E questo influirà notevolmente sulla tonalità finale del rivestimento intonacato.
Le malte da intonaco a base di sabbia di quarzo sono le più belle e affidabili. Per lungo tempo non danno assolutamente crepe, ed inoltre facilitano il processo di conferimento della levigatezza ideale alla superficie poiché è proprio la miscela di quarzo ad essere selezionata per una particolare frazione adatta al lavoro.
Applicazioni nell'industria e nel trattamento delle acque
La caratteristica distintiva della sabbia di quarzo è l'omogeneità dei suoi cristalli, che la rende un materiale ideale per la produzione del vetro.
La sabbia di quarzo è utilizzata con successo ai nostri tempi nella produzione di porcellana, maiolica e vetro. Tutto ciò è dovuto alla sua forza, che trasferisce ai manufatti successivi. Di norma, la maggior parte degli articoli realizzati con tale materiale sono realizzati con sabbia di quarzo.
Ciò include anche l'uso della sabbia per la produzione di lenti di vario tipo, che già si applica all'industria farmaceutica. Grazie al fatto che le sue proprietà abrasive sono molto elevate, il vetro è perfettamente liscio e resistente. Allo stesso tempo, la trasparenza non va assolutamente persa, poiché è molto diffusa la sabbia di quarzo bianca, che in questo caso viene utilizzata.
Particolare attenzione è riservata alla sabbia di quarzo nell'industria alimentare. Vale a dire, è ampiamente utilizzato per la purificazione dell'acqua
Grazie al suo buon assorbimento, questa sostanza è in grado di trattenere e assorbire dal liquido tutte le più piccole impurità nocive. Pertanto, molti filtri costosi oggi funzionano proprio grazie a lui. Dopotutto, la capacità di monomineralità si osserva solo in questa sabbia, non nel fiume, non nel burrone.
L'unico inconveniente qui è la necessità di cambiare periodicamente la sabbia, perché, altrimenti, perderà semplicemente le sue proprietà gradualmente, si sporcherà e non sarà adatta per una perfetta pulizia. Oltre a tutto ciò, diminuirà notevolmente il grado di arricchimento del liquido con utili microelementi contenuti nel quarzo.
Quindi, oggi vengono considerate le principali proprietà e aree di utilizzo della sabbia di quarzo. Con lo sviluppo della scienza, le aree di utilizzo del materiale si stanno sviluppando ancora di più, mentre la qualità della sabbia stessa sta migliorando. Pertanto, nonostante il suo costo elevato, è necessario utilizzarlo.
Foto di sabbia di quarzo
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OSSERVAZIONI INTRODUTTIVE
Fino a poco tempo, i trasformatori per le industrie con atmosfere esplosive erano convenzionalmente raffreddati ad olio o ad aria. Nonostante l'olio sia un buon riempitivo in termini isolanti e termici, il suo utilizzo per i trasformatori da miniera è indesiderabile, poiché: a) si accende facilmente, brucia, emettendo grandi quantità di fumo; b) assorbendo l'umidità atmosferica, riduce notevolmente la rigidità elettrica; c) a contatto con l'aria si ossida, decomponendo l'isolamento; d) richiede un monitoraggio costante del suo livello nel serbatoio. Il riempimento di trasformatori antideflagranti con liquidi non infiammabili al posto dell'olio, come sovtol, sovol, liquidi organofluorici, ecc., non ha ancora trovato ampia applicazione. Sovol e sovtol sono tossici, relativamente costosi ed emettono fuliggine e gas nocivi sotto l'azione di un arco elettrico. I fluidi organofluorici sono molto costosi e sono solventi vigorosi per l'isolamento e le vernici comunemente usati nella produzione di trasformatori.
Anche i trasformatori raffreddati ad aria antideflagranti prodotti dall'industria non sono privi di inconvenienti significativi.
La parte attiva di un tale trasformatore, al fine di garantire i requisiti di sicurezza contro le esplosioni, deve trovarsi in un robusto involucro riempito con aria a bassa conducibilità termica. Di conseguenza, è necessario limitare i carichi elettromagnetici dei materiali attivi e utilizzare costosi isolanti in organosilicio. A causa del costante ricambio d'aria, l'isolante è esposto all'umidità, soprattutto durante i periodi di non lavoro, il che rende necessario disporre di grandi distanze di isolamento sia nell'aria che sulla superficie delle strutture isolanti.
I metodi per fornire protezione contro le esplosioni per diverse versioni di trasformatori sono diversi. Nei trasformatori d'aria viene utilizzata la cosiddetta protezione contro le esplosioni della flangia, che è fornita dalla larghezza delle flange e dalla dimensione dello spazio di sicurezza tra di esse. L'essenza di questa protezione contro le esplosioni è che durante un'esplosione all'interno del guscio, le particelle incandescenti, così come le fiamme, non possono essere lanciate nell'ambiente esplosivo circostante, ovvero non possono trasmettere l'esplosione a causa della grande larghezza delle flange del guscio e del piccolo spazio tra di loro, a condizione che il guscio di resistenza meccanica sia sufficiente. Il valore del gioco critico bcr tra le flange per la miscela metano-aria dipende dalla larghezza delle flange A, se inferiore a 50 mm. Con larghezze della flangia superiori a 50 mm, il gioco critico è quasi costante a 1,2 mm (Fig. 3-1) . Nel 1928in URSS, per la prima volta, è stato proposto un metodo per ottenere la protezione dalle esplosioni utilizzando il riempimento di quarzo, che prevede l'immersione di parti elettriche di apparecchiature nella sabbia di quarzo.
La sabbia di quarzo ha le seguenti proprietà; a) ha una rigidità elettrica sufficientemente elevata;
b) non infiammabile, chimicamente inerte e non tossico; c) ha una conducibilità termica relativamente elevata; d) ha un coefficiente di dilatazione in volume vicino a quello dell'acciaio.
Caratteristiche minerarie
Il quarzo può essere diviso in primario e secondario. La prima varietà si forma direttamente durante il decadimento del granito, situato sotto uno strato di argilla, miscele. Questo è un granito decomposto, che giace a lungo in un posto, senza essere esposto all'acqua, al sole, all'aria.
Estrazione di quarzo primario
Viene estratto dai luoghi di occorrenza, trasportato per la lavorazione. Quindi l'argilla viene sciolta, il quarzo viene disidratato, calcinato. Il materiale è suddiviso in frazioni, confezionato.
Estrazione del quarzo secondario
Le materie prime vengono raccolte dai serbatoi da una pompa. Quindi la miscela viene trasferita nei luoghi di accumulo. Formano una cava sul terreno, raccolgono depositi con l'aiuto di un escavatore e altre attrezzature.
Proprietà fisiche della sabbia di quarzo
La sabbia è caratterizzata da tutte le proprietà del quarzo:
- densità apparente 1300-1500 g / cm3 abrasione - 0,1 frantumabilità - 0,3 durezza (scala Mohs) - 7 (per confronto, la durezza del diamante - 10) uso per radioattività - classe 1
La densità della sabbia di quarzo è determinata da due diversi approcci.
C'è la densità apparente e c'è la vera densità. La massa è calcolata come il rapporto tra la massa del materiale allo stato sfuso e il suo volume. Questo valore include i pori nei granelli di sabbia e gli spazi d'aria tra di loro.
Cioè, questo valore può variare a seconda del contenuto di umidità del materiale. La vera densità è un valore costante, è il rapporto tra una sostanza in uno stato assolutamente denso e il suo volume. Il contenuto di umidità della sabbia non ha importanza.
Per modificare la densità, è necessario modificare la composizione chimica o la struttura molecolare. La densità apparente è inferiore al vero. La densità del materiale è una caratteristica importante che deve essere presa in considerazione quando si calcola lo spazio di stoccaggio, il suo trasporto e il movimento mediante apparecchiature di movimentazione.
L'abrasione, la frantumabilità e la durezza della sabbia di quarzo sono indicatori indiretti della sua forza. Per determinare i valori, i grani vengono testati su un cerchio di metallo indossabile rotante, la massa delle frazioni viene compressa meccanicamente e graffiata dalla grana del campione e, al contrario, dal grano standard.
Frazioni di sabbia di quarzo:
- polverizzato - meno di 0,1 mm a grana fine: 0,1-0,8 mm a grana media: 0,8 - 1,6 mm; a grana grossa: 1,6 - 6,0 mm
La sabbia di quarzo polverizzata ea grana fine viene utilizzata come parte di vari materiali da costruzione, come miscele edili, stucchi, malte, materiali abrasivi, intonaci sottili e pitture.
La sabbia di quarzo di granulometria media viene utilizzata per filtrare e pulire liquidi, per sabbiatura, per miscele edili, intonaci per facciate e interni, pavimenti autolivellanti, malte cementizie, nella progettazione del paesaggio, per il riempimento di campi sportivi.
Il materiale di grandi frazioni viene utilizzato per la produzione di lastre per pavimentazione, blocchi di cemento, decorazioni paesaggistiche. Viene utilizzato anche per il filtraggio.
La sabbia di tutte le frazioni viene utilizzata nell'industria del vetro, fonderia e chimica.
Classificazione
La sabbia di quarzo è suddivisa in:
- fiume (è il più pulito e il più costoso);
- marino (le particelle sono mescolate con elementi argillosi e limo. La domanda è inferiore a quella del fiume);
- terreno (cantina, situata sotto uno strato di argilla, terreno. È caratterizzato da forma ad angolo acuto e rugosità. Viene utilizzato nei lavori di costruzione);
- burrone (ha impurità di limo.Queste sono frazioni ruvide di una forma ad angolo acuto. Fanno parte delle soluzioni di intonaco, cemento);
- montuoso (l'origine è situata in una zona montuosa. Per le sue caratteristiche è vicino ad un burrone).
La sabbia di quarzo si divide in naturale e artificiale. Nel primo caso, per l'azione dell'acqua e dell'aria, appare una sabbia naturale tondeggiante. I grani di quarzo diventano lisci e rotondi.
I suoi vantaggi includono quanto segue:
- L'ossido di silicio IV è del 98%.
- Non contiene impurità organiche.
- Resistente alle influenze meccaniche e chimiche.
- Le alte temperature resistono facilmente.
Estrazione e produzione di sabbia di quarzo
L'estrazione della sabbia frazionata di quarzo viene effettuata con metodo a cielo aperto o mediante draga da depositi naturali nelle pianure alluvionali di fiumi e laghi.
Una piccola quantità di impurità e una grande quantità di quarzo: questo è ciò che distingue gli sviluppi in cui viene estratta la sabbia di quarzo dalle cave in cui viene estratta la normale sabbia da costruzione. La materia prima estratta passa attraverso una serie di processi tecnologici: lavaggio dai depositi di fango e pulizia dalle impurità con metodo chimico.
Questo processo è chiamato arricchimento, serve per ottenere sabbia della qualità richiesta. Di conseguenza, aumenta il contenuto di roccia di quarzo e si ottiene il materiale più puro che, dopo l'essiccazione su apposite installazioni, passa attraverso una serie di setacci e viene distribuito in frazioni. Il prodotto risultante è chiamato sabbia di quarzo frazionata.
Il processo di estrazione da una draga è il seguente: una miscela di sabbia e acqua dal fondo del serbatoio viene pompata e trasferita attraverso un'apposita tubazione al sito di stoccaggio. L'acqua si separa gradualmente dal terreno estratto e ritorna nel serbatoio attraverso gli scarichi. Il materiale risultante viene inviato all'impresa per il suo ulteriore arricchimento e separazione in frazioni.
La sabbia di quarzo artificiale è ottenuta dalla roccia di quarzo venata, che viene prima inviata al complesso di frantumazione. Lì, la materia prima viene frantumata in grani. Seguono procedure simili a quando si lavora con sabbia di cava: il materiale viene lavato, asciugato e separato da un setaccio tecnico in frazioni.
