Стекло настолько распространено в современном мире, что часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Однако для тех, кому нравится работать со стеклом, это становится навязчивой идеей.
Самые целеустремленные и мотивированные из нас иногда задумываются о том, чтобы вывести свое хобби на новый уровень, самостоятельно изготавливая стекло из местного речного песка, но действительно ли это хорошая идея?
Можно ли использовать речной песок для изготовления стекла? Речной песок можно нагреть до такой степени, что он превратится в стекло, но необработанный природный речной песок может не иметь идеального процентного содержания кремнезема и часто содержит примеси, которые негативно влияют на цвет, прозрачность и обрабатываемость готового стекла.
Песок в руслах рек и вокруг них в изобилии, и в зависимости от типа и чистоты песка, он может быть именно тем, что вы искали, если собираетесь самостоятельно переплавить песок в стекло.
К сожалению, не всякий речной песок даст желаемые результаты. Давайте рассмотрим подробнее, действительно ли использование речного песка для производства стекла является хорошей идеей.
Изготовление стекла
Чем бы вы ни занимались — лэмпворком, выдуванием стекла, фьюзингом, слампингом и драпировкой или витражами — все начинается со стекла, а стекло начинается с песка.
Большинство людей знают, что при изготовлении стекла используется песок, но многие не знают о самом процессе и невероятном нагреве.
Если вы решили сделать собственное стекло из речного песка, важно сначала хорошо изучить основы, иначе вы настроите себя на неудачу еще до того, как начнете.
Основы
Итак, как изготавливается стекло?
Сам по себе песок начинает плавиться вскоре после достижения температуры чуть выше 3 000℉.
Это довольно много тепла, и многие печи не справляются с этой задачей.
Однако добавки флюса, такие как поташ, карбонат натрия или оксид натрия, значительно снижают температуру плавления.
Недостатком использования флюсовых добавок является то, что они делают стекло водопроницаемым и в конечном итоге растворимым в воде, что не совсем идеально для стекла.
Чтобы нейтрализовать негативное воздействие флюса и придать стеклу прочные свойства и долговечность, необходимо добавить стабилизатор, например, известь.
Как правило, конечная смесь состоит примерно из 60% песка и 40% добавок.
Смесь помещают в жаропрочный тигель и отправляют в печь или обжиг, пока она не превратится в жидкое стекло.
Время, необходимое для этого, зависит от температуры печи, количества расплавляемой смеси и точного соотношения песка и добавок.
После того как песок превратится в расплавленное стекло, его можно собрать на конце металлической трубки и выдуть (подробнее о выдувании стекла можно прочитать здесь ) или придать ему форму и вылепить в соответствии с замыслом художника.
Подойдет ли речной песок?
Ну, может быть, но может и нет. Ответ на этот вопрос зависит от нескольких факторов.
В целом, речной песок можно успешно использовать для получения расплавленного стекла, но его качество, скорее всего, будет довольно низким из-за наличия примесей.
Если у вас нет идеальной установки и вы не знаете, что делаете, вероятность того, что результаты вас разочаруют, довольно высока.
Однако при определенных обстоятельствах это можно сделать.
Давайте рассмотрим каждый из факторов, определяющих целесообразность использования речного песка.
Состав
Не каждый источник песка идеально подходит для изготовления стекла.
Некоторые виды речного песка имеют достаточное содержание кремнезема (более 95% кремнезема), чтобы считаться настоящим кварцевым песком (также известным как кварцевый песок).
Например, песок вдоль некоторых участков реки Миссисипи содержит большое количество кварца, как и некоторые пляжи во Флориде, например, в Сиеста-Ки.
Миннесота также известна своим кварцем.
Учитывая, что кварц является одним из наиболее распространенных минералов, встречающихся на поверхности земли, ваши местные реки могут быть лучшим источником кварцевого песка, чем вы могли предположить.
Проблема заключается в том, чтобы песок состоял из 95% или более чистого кремнезема (диоксида кремния).
Примеси
Даже если в вашем речном песке достаточно кремнезема, в нем могут присутствовать примеси, такие как частицы глины, ил, ракушки, масло, разлагающиеся частицы растений и/или животных, а также соль.
Очевидно, что они негативно влияют на качество, прочность, обрабатываемость и цвет стекла.
Присутствие минералов, металлов и соединений металлов влияет на цвет получаемого стекла.
Если вы не знаете об их присутствии, то, скорее всего, будете удивлены цветом стекла после его охлаждения.
Мелкие камешки, галька и кусочки мусора также создадут проблемы, если их тщательно не отсеять перед обжигом.
На следующем видео молодой человек пытается сделать бутылку из выдувного стекла, используя стекло, изготовленное из речного песка, который он добыл на реке Миссисипи.
Вы можете сами увидеть, что у него получилось.
Источник песка
Конечно, можно ожидать, что песок, который вы сами добываете из местной реки, будет содержать примеси. Это само собой разумеется.
Некоторые районы от природы чище других, но загрязнения все равно вероятны.
GharPedia предлагает список полевых тестов, которые дадут вам общее представление о качестве песка, или вы можете отправить небольшой образец песка в испытательный центр для проверки чистоты.
Для получения речного песка лучшим вариантом может быть покупка его в магазине товаров для дома или у местного поставщика.
В большинстве случаев песок будет промыт, отфильтрован и высушен в печи. Качественные поставщики также проверяют песок на наличие примесей.
Если вам трудно найти местного поставщика, всегда можно купить песок через Интернет. (Я нашел очень недорогой 10-фунтовый мешок чистого кварцевого песка на Amazon).
Юридические вопросы
В зависимости от того, где вы живете, сбор и принесение домой ведра речного песка может быть незаконным.
Законы некоторых штатов могут не запрещать вывоз песка, но в других, например, в Вирджинии, это явно запрещено.
Внимательно изучите законы, относящиеся к вашему региону, прежде чем убирать песок, даже если вам кажется, что за этим никто не наблюдает. Не стоит нарываться на крупный штраф или тюремное заключение.
Проблемы, с которыми вы можете столкнуться при использовании речного песка
Мы уже говорили о том, что в речном песке, который вы собираете самостоятельно, скорее всего, будут обнаружены примеси, но как они повлияют непосредственно на ваше стекло?
Ну, конечный цвет стекла может иметь зеленоватый оттенок или другой цвет в зависимости от того, какие соединения металлов содержит песок.
Например, при промышленном производстве цветного стекла оксиды железа добавляют для получения зеленого или коричневого стекла, а оксид кобальта добавляют в смесь для получения широко популярного темно-синего стекла.
Чтобы нейтрализовать воздействие соединений металлов, можно добавить диоксид марганца или нитрат натрия в качестве «обесцвечивающего агента», сообщает Geology.com.
Интересный факт: красное стекло производится путем добавления хлорида золота, что объясняет, почему стекло такого цвета, как правило, стоит дороже.
Еще одна проблема, с которой вы можете столкнуться при работе со стеклом из речного песка, — невозможность придать ему желаемую форму. Опять же, это связано с примесями.
Попытка выдуть стекло, изготовленное из нечистого песка, скорее всего, окажется особенно трудной.
И последнее, на что следует обратить внимание, — это размер песчинок.
Крупнозернистый песок будет плавиться гораздо дольше, иногда даже несколько дней, и, возможно, не стоит тратить на это время.
Чем мельче зерна, тем быстрее песок расплавится и превратится в стекло.
Используйте респиратор
Вдыхание частиц кварцевой пыли может нанести непоправимый вред вашим легким и дыхательным путям.
При использовании речного песка для производства стекла вероятность опасного воздействия высокого уровня кремнеземной пыли относительно мала (если только вы не измельчаете его до более мелкого зерна), но зачем рисковать?
Частое воздействие мелких частиц пыли и паров, образующихся в процессе плавления, может вызвать такие заболевания, как бронхит, астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), силикоз и даже рак легких.
Лучше перестраховаться и надеть респиратор, чтобы защитить себя.
FAQ
Где берут песок для производства стекла?
Месторождения песка, необходимые для стекольной промышленности, как правило, представляют собой ископаемые пляжи, реки, озера или ветровые отложения из-за их специфических химических и физических свойств. Технические требования к его добыче требуют от поставщика песка высокого уровня квалификации и компетентности.
Можно ли использовать речной песок для изготовления стекла?
Можно ли использовать речной песок для производства стекла? Речной песок можно нагреть до такой степени, что он превратится в стекло, но необработанный природный речной песок может не иметь идеального процентного содержания кремнезема и часто содержит примеси, которые негативно влияют на цвет, прозрачность и обрабатываемость готового стекла.
Почему кварцевый песок используется для производства стекла?
Кремнеземный песок — это гранулированный материал, содержащий кварц и незначительное количество угля, глины и других минералов. Он также известен как кварцевый песок и промышленный песок, и в основном используется в различных областях строительства. Присутствие кварцевого песка на металлических материалах может быть источником щелевой коррозии этих металлов.
Изготавливается ли стекло из кварцевого песка?
Точный состав стекла может меняться в зависимости от конкретных требований, но наиболее часто используемый тип стекла, содово-известковое стекло, изготавливается из кварцевого песка, кальцинированной соды, известняка, доломита и стеклобоя (переработанного стекла).
Что такое стеклянный песок?
Для получения стекла высочайшего качества как по прозрачности, так и по цвету, необходимо использовать кварцевый песок, состоящий в основном из кварца. Хотя белый песок может быть индикатором присутствия кварца, он также может быть результатом крошечных кусочков кораллов и других морских обитателей.
Как называется стеклянный песок?
Стеклянный песок Особый вид песка, который подходит для изготовления стекла из-за высокого содержания кремнезема и низкого содержания оксида железа, хрома, кобальта и других красителей.
Можно ли изготовить стекло из любого песка?
Из минерала кремнезема: Растворимость минералов кремнезема. Известные как стекольные пески, эти пласты являются важными экономическими источниками кремнезема для стекольной и химической промышленности. Кварцсодержащие пласты в изобилии встречаются в метаморфических местностях.
Что такое гипсовый песок?
Стекло можно получить, нагревая обычный песок (который в основном состоит из диоксида кремния) до тех пор, пока он не расплавится и не превратится в жидкость. На местном пляже этого не произойдет: песок плавится при невероятно высокой температуре 1700°C (3090°F).
Почему белый песок белый?
Гипс — относительно редкий компонент песка. Исключением является большое дюнное поле в Национальном памятнике Белые пески в Нью-Мексико, которое полностью состоит из зерен гипса. Почему гипс редко встречается в песке? Потому что он умеренно растворим в воде.
