صنایع
شن و ماسه: تعریف و کاربردها
تعریف ماسه
حدود ۸۵٪ از موادی که از زمین استخراج میشود شامل ماسه، ماسه سنگ یا سایر مواد کلاهک است. شن و ماسه همچنین پرمصرف‌ترین ماده بعد از آب است که تقریباً در هر فرآیند ساخت‌وساز مورد استفاده قرار می‌گیرد، حتی به عنوان ماده‌ای در خمیر دندان مورد استفاده قرار می‌گیرددر کل مصرف سالانه این ماده معدنی در سطح جهان تقریباً ۵۳ میلیارد تن است
مشکل شن‌های کویری این است که از نظر کاربردی بی‌فایده هستند. غلات توسط باد خیس شده‌اند و آنها را صاف و گرد می‌کنند که کاربرد آن در بتن غیرممکن است اما بیشتر قریب به اتفاق ماسه برداشت شده از آن استفاده میشود.
شن و ماسه مورد نیاز ما دانه‌های زاویه دار هستن که ممکن است در کنار رودخانه‌ها و ساحل‌ها، دریاچه‌ها و در امتداد ساحل پیدا کنید. در کنار ساحل است که ماسه سیلیسی را پیدا می‌کنید، که ذوب شده است تا شیشه‌های صفحه مانیتورها، شیشه جلوی صفحه نمایش و صفحه‌های هوشمند را تهیه کنید
مهمترین مصارف ماسه
شیشه سازی
سیلیس مورد نیاز برای شیشه باید خصوصیات زیر را داشته باشد: عیار بالا ، ترکیب شیمیایی یکنواخت و عاری از مواد آهنی رسی و آهکی
برای تهیه شیشه مرغوب و بلور، ، مقدار سیلیس سنگ باید بیش از 99 درصد باشد
تصفیه آب
برای تصفه آب از سه رنج دانه بندی ماسه استفاده میشود: لایه زیرین 0.4 تا 0.7 میلیمتر ، قسمت وسط 0.8 تا 1.2 و بالا 3 تا 6 میلیمتر
نما سازی
دانه ها با چسب به یکدیگر پیوند داده میشوند. ویژگی های مهم مصالح در نماسازی: رنگ ، فرم و یکنواخت بودن دانه‌ها
ماسه‌های دارای ناخالصیهای آهن اکسید ، ککوکونی و غیره که به رنگهای قرمز ، سبز ، سیاه و غیره می‌باشد، نیز در نما سازی مصرف دارند.
پشم شیشه
با مخلوط نمودن پودر سیلیس و موادی از جمله فلدسپات و دولومیت ، با نسبتها و فرمولهای معینی پشم شیشه تهیه میشود. امروزه پشم شیشه کاربرد گسترده‌ای به عنوان عایق در صنعت ساختمان دارد.
تهیه لعاب
ماده سیلیسی را با نسبت معینی با مواد معدنی دیگر از قبیل بوراکس ، سنگ آهک ، کائولن ، روی ، اکسید ، منیزیت ، دولومیت ، سود ، فلدسپات ، تالک و غیره مخلوط نموده و لعابهایی با رنگهای مختلف تهیه می‌نمایند.
چینی و کاشی سازی
کارخانه‌های تولید چینی و کاشی سازی با مخلوط نمودن ماده سیلیسی با سایر مواد (از جمله کائولن ، دولومیت و غیره) چینی و کاشی تهیه می‌نمایند.
ماسه سنگ بر و سنگ ساب
ماسه سیلیسی خالص ، محکم کاملا جور شده و دانه درشت است که عاری از ذرات ریز و پهن می‌باشد. این ماسه برای ساییدن اولیه سطوح سنگی و اره کردن آنها بکار می‌رود.
ماسه به عنوان مصالح پرکننده در معادن
مهمترین خاصیت ماسه در این کاربرد، سرعت جذب آن است. پرکننده ماسه‌ای باید متخلخل و به اندازه کافی نفوذپذیر باشد تا آب بتواند به سادگی از آن عبور کند. بطور تجربی ، ماسه‌های دارای نفوذپذیری 15 سانتیمتر بر ساعت ، یا بیشتر از آن ، مفید تشخیص داده میشوند.
ماسه پاشی
برای تمیز کردن سطوح وسایل فلزی (مانند مخازن فلزی بزرگ ، کشتیها و قالبهای فلزی) از زنگ یا دادن جلای مجدد به سطوح آنها ، ماسه سیلیسی با فشار زیاد به توسط هوا یا آب بر سطح آنها پاشیده میشود. ویژگیهای دانه‌ها در اینجا خلوص ، مقاومت و سختی زیاد آنها و دانه بندی مناسبشان است.
تهیه سموم
مخلوطی از پودر نرم سیلیس و داروهای شیمیایی مناسب به عنوان سموم دفع کننده آفات نباتی بکار گرفته میشوند.
ذوب آهن
یکی از مصارف سیلیس در ذوب آهن و در کوره بلند است. علاوه بر آن ، ماسه سیلیسی برای کلوخه کردن سنگ آهن نیز استفاده میشود. ماسه سیلیسی نشسته و با ذراتی نه دقیقا یک اندازه ، برای آستر کردن کوره‌های فولادی الکتریکی و جز آن نیز مصرف میشود.
ماسه تزریقی
یکی دیگر از کاربردهای ماسه سیلیسی ، تزریق با فشار آنها به داخل لایه‌های نفت‌دار می‌باشد. در اینجا ماسه‌ها با فشار وارد سطح لایه بندی و درزها شده ، به نحوی که پس از برداشته شدن فشار ، ماسه‌ها شکافها را باز نگهداشته و نفوذپذیری لایه‌ها افزایش می‌یابد. در این مورد معمولا ماسه‌های سیلیسی با اندازه‌های مابین الکهای 16 الی 60 مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ماسه شیشه ساب
عبارت است از ماسه سیلیس تمیز و مقاوم ، عاری از مواد خارجی ، دانه ریز تا متوسط که برای پرداخت و سایش مقدماتی و نیمه نهایی سطوح شیشه‌ای بکار گرفته میشود.
ریخته گری
یکی دیگر از مصارف مهم ماسه‌های سیلیسی کاربرد آن در ریخته گری و قالب ریزی ابزار و ادوات فلزی است. ماسه ریخته گری بسته به کاربرد آن (ماسه پشت قالب ، ماسه روی قالب ، ماسه ماهیچه ، ماسه قالب گیری مرطوب و …) از مشخصات مختلفی برخوردار است. ویژگیهای عمومی ماسه ریخته گری به شرح زیر است: مقاومت زیاد در برابر حرارت ، ضریب انبساط حرارتی پایین ، قابلیت عبور گازها ، قابلیت انتقال حرارت ، قابلیت شکل گیری و قابلیت فروریزی و دج شوندگی.
ماسه ریخته گری را می‌توان از ماسه طبیعی و ماسه سنگ سیلیسی و کوارتزیتی بدست آورد. در کشور ما بیش از همه از ماسه سیلیسی استفاده میشود. یادآوری میشود که در ایران هنوز استفاده از ماسه کرومیتی در ریخته گری مرسوم شده است.
شگفتی: سنگاپور بزرگترین وارد‌کننده شن و ماسه
سنگاپور به دلیل فعالیتهای احیای اراضی این کشور که در ۴۰ سال اخیر رخ داده شاهد افزایش ۲۰٪ در سطح ساخت‌وساز بوده است به همین علت بزرگترین وارد‌کننده ماسه در جهان است. سنگاپور قبل از استفاده از این منابع از مالزی، ویتنام، اندونزی و دیگر کشورهای جنوب شرقی آسیا ماسه وارد می‌کرده است..
صادرات ماسه اندونزی برای گسترش مساحت سنگاپور حداقل ۸۰ جزیره اندونزی را به دلیل استخراج شن در معرض ناپدید شدن قرار داده است.
راه حل:
نوآوری می‌تواند مصرف شن را کاهش دهد
یکی از راه‌های کاهش استخراج شن، اجرای زیرساخت‌های بازیافت سخت تر و حرکت به سمت اقتصاد مدور برای بتن است. در امریکا، بیشتر بتن بازیافت شده به عنوان کل پایه در جاده استفاده میشود، و کمتر از یک چهارم برای تولید بتن جدید استفاده میشود.
بازیافت شیشه در ماسه‌های شیشه‌ای ویژگی هایی شبیه به ماسه طبیعی را نشان می‌دهد، بدون از بین رفتن قدرت. استفاده از ذرات بزرگتر شیشه خرد شده برای تولید بتن می‌تواند میزان انتشار CO۲ را تا ۱۸٪ کاهش دهد، مطالعات نشان داده‌اند که می‌توان از شیشه بازیافت شده برای جبران استخراج شن و ماسه از ساحل استفاده کرد
بهترین راه‌حل فعلی، تجدید نظر در ساخت‌وساز است
برای کاهش مصرف شن و ماسه، ما نیاز به بازنگری اساسی در زیرساخت‌ها و پروژه‌های ساختمانی داریم و UNEP می‌گوید این تمرکز پایداری باید برای پروژه‌های آینده طراحی شود.
منابع:
Smtnews.ir
Daneshnameh.roshd.ir