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石英砂

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石英砂の主な利点

● 優れた硬度と耐久性
石英砂は石英本来の硬度を保持しており、モース硬度で7と評価されており、河川砂や石灰岩砂などの一般的な代替材料よりもはるかに硬いです。この高い硬度により、長期間の機械的ストレスが加わっても傷や圧砕、摩耗に対して非常に強い耐性を示します。建設用の混合材として使用される場合でも工業用の研磨材として使用される場合でも、柔らかい砂のように急速に細かな粉状になることなく、粒状構造を維持します。この耐久性により、頻繁な交換が不要となり、長期的なコスト削減が可能になり、コンクリート骨材や水フィルター装置など高負荷が求められる用途においても信頼性が高いと言えます。
● 優れた化学的不活性
石英砂は強い化学的安定性を備えており、常温ではほとんどの酸、アルカリ、塩類、または有機溶剤と反応しません。家庭用洗剤、工業用冷却液、または天然水に接触しても溶解せず、変色や有害物質の放出もありません。これにより、他の砂が抱える腐食問題が解決されます。排水処理においては不純物と反応して処理水を汚染することなく、塗料においては塗料成分と相互作用して密着性を損なうこともありません。化学工業や環境保護などの分野では、追加の防食処理が不要であり、メンテナンスが少なく、安定した性能を維持できます。
● 優れた耐熱性
融点が高く（約1713°C）熱衝撃に対する耐性も強いため、石英砂は高温や急激な温度変化の下でも軟化、変形、亀裂の発生を防ぎます。川砂など一般的な砂（容易に焼結する）と比べて中程度から高温域まで優れた耐性を示すため、高温産業において不可欠です。ガラス製造では溶融過程で安定し透明度を確保します。鋳造では溶融金属の影響で型が崩れることなく、鋳型形状を維持します。また、断熱材や耐火コーティングにおいても安全性を高めます。
● 制御可能な均一性
天然砂（不規則なサイズと変動する不純物を含む）とは異なり、石英砂は粉砕およびふるい分けによって正確な粒子径（数十マイクロメートルからミリメートルまで）に処理されます。その二酸化ケイ素含有量は通常99%を超え、酸化鉄などの不純物が極めて少ないです。この一貫性は大量生産において重要です。均一なサイズによりコンクリートの圧縮強度が確保され、高純度は半導体製造における妨害を防ぎます。また、特定のニーズに応じてカスタマイズ可能であり、精密電子機器から重厚建築まで幅広く対応できます。
● 非多孔性による衛生性
精製された石英砂は、液体、細菌、カビ、汚れを吸収しない緻密で非多孔質な表面を持っています。こぼれたもの（水、食品残渣、生体液）も簡単に拭き取れ、臭いや汚染が残りません。このため、清潔さが求められる用途に最適です。食品加工では微生物のリスクなしに食用油をろ過でき、アクアカルチャーでは魚の排泄物の蓄積を防ぐ水槽用基材として機能します。頻繁な消毒が必要な多孔質の砂とは異なり、簡単なすすぎ洗いだけで衛生状態を維持できます。

石英砂の実用的な応用

● 建設
基礎材料として、コンクリート、モルタル、アスファルトの強度を高め、高層ビル、橋梁、道路における圧縮強度と凍結耐性を向上させます。また、人工石材（樹脂と混合した石英カウンタートップなど）や壁タイルにも不可欠であり、均一な厚さと傷付きにくさを確保します。微粒子の石英砂は塗料やパテの接着性を高め、建物の寿命を延ばします。
● ガラス・セラミックス
普通のガラスの60〜70%を占めており、溶融時の透明性と安定性を確保します。窓ガラス、瓶、特殊ガラス（例：耐熱性のあるホウケイ酸ガラスなど）に使用されます。セラミックスでは、焼成収縮を低減して割れを防ぎ（素地において）、釉薬の光沢／硬度を向上させます（食器や衛生陶器用）。
● 水処理
下水、産業廃水、飲料水の主要なろ過材であり、均一な粒子が水中の堆積物を捕捉しつつ、水と反応しません。逆洗浄により再利用可能でコスト削減につながり、透水性の改善や重金属の吸着によって土壌浄化にも貢献します。
● エレクトロニクス
高純度石英砂（99.999％二酸化ケイ素）は、半導体基板となる石英ウェーハ、単結晶シリコン成長用のるつぼ、および光ファイバーの製造に使われます。ウェーハは信号干渉を回避し、るつぼは超高温度に耐えながらシリコンを汚染せず、光ファイバーは高速インターネット向けの低損失データ伝送を実現します。
● 工業用研磨材
その硬度により、サンドブラスト（金属／木材を損傷せずに清掃）やサンディングペーパー（木材の平滑化）、グラインディングホイール（金属の仕上げ）に最適です。また、鉱業では油ガス井を開放した状態に保つための圧裂用プロパントとして機能します。
● 鋳造・冶金
鋳造（鉄、鋼、アルミニウム）における砂型に使用され、溶融金属下でも形状を保持し、反応を避けます。製鋼プロセスでは不純物を取り除き、鋼の純度を高めるスラグを形成するフラックスとして作用します。また、冶金炉用の耐熱性ファイヤーブリックの製造にも使用されます。
● 化粧品
微細で純度の高い石英砂は、フェイシャルスクラブ、ボディウォッシュ、歯磨き粉において、死んだ皮膚を除去しエナメル質を磨く際に微細な傷をつけないマイルドなエクスフォリエントとして使われます。また、洗濯洗剤では研磨材として汚れの除去を強化します。

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