ทราย

ทราย เป็นตัวอย่างหนึ่งของวัสดุจาพวก สสารแบบเม็ด (granular matter) ตามธรรมชาติแล้ว ทรายเกิดจากหินที่ถูกย่อยเป็นเม็ดละเอียด ซึ่งหมายถึงทรายทั่วๆไปที่เราพบเห็นตามชายหาด แต่อีกความหมายหนึ่งในแง่วิทยาศาสตร์ (โดยเฉพาะทางธรณีวิทยา) แล้ว หมายถึงชื่อขนาดของอนุภาคขนาดเม็ด "ทราย" ที่มีขนาดอนุภาคหรือเม็ดตะกอนระหว่าง 0.0625 ถึง 2 มิลลิเมตร อนุภาคหนึ่งๆ ของทรายนั้น เรียกว่า "เม็ดทราย" ขนาดของอนุภาคที่เล็กถัดลงไป เรียกว่า ทรายแป้ง (silt) เป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 0.0625 มิลลิเมตร จนถึง 0.004 มิลลิเมตร ส่วนขนาดของอนุภาคที่ใหญ่กว่าขนาดอนุภาคของทราย เรียกว่า กรวด (gravel) อนุภาคมีขนาดใหญ่กว่า 2 ถึง 64 มิลลิเมตร (ท่านสามารถศึกษาการแบ่งขนาดของอนุภาคทางธรณีวิทยาได้จาก grain size) เมื่อใช้นิ้วถูเบาๆ ขนาดอนุภาคทรายนั้นจะให้ความรู้สึกสาก ส่วนอนุภาคทรายแป้งนั้นจะรู้สึกเหมือนนิ้วถูผงแป้ง แต่จะรู้สึกสากๆเพียงเล็กน้อย)

ทราย (sand) เป็นหินแข็งที่แตกแยกออกมาจากก้อนหินใหญ่ โดยทรายจะแยกตัวออกมาได้เองตามธรรมชาติ ทรายมีขนาดระหว่าง 1/12 นิ้วถึง 1/400 นิ้ว ถ้ามีขนาดเล็กกว่านี้จะมีสภาพเป็นฝุ่นทราย จะประกอบด้วยแร่ควอตซ์หรือหินบะซอลต์ ทรายมีแหล่งเกิดอยู่ 4 แห่ง คือ
1 ทรายบก หรือ ทรายบ่อ ได้จากการขุดพื้นที่ดินบางแห่ง ทรายชนิดนี้ จะมีดินปน อยู่การนำมาใช้งานต้องทำความสะอาดก่อน
2 ทรายแม่น้ำ ได้จากพื้นที่ราบใต้ท้องน้ำตามแม่น้ำลำคลอง
3 ทรายทะเล ได้จากตามชายฝั่งทะเล แต่ทรายจะมีความเค็มและเกลือติดอยู่ก่อน นำมาใช้ต้องล้างน้ำให้สะอาดก่อน
4 ทรายที่ทำขึ้นจากการร่อนเป็นหินที่มนุษย์ทุบหรือโม่ เป็นก้อนเล็ก ๆ

นอกจากจะทราบแหล่งที่มาแล้ว ทรายยังแบ่งตามลักษณะได้ 3 ชนิด คือทรายหยาบ, ทรายละเอียด และทรายขี้เป็ด

ทรายหยาบ ใช้ในงานก่อสร้างทั่ว ๆไป
ทรายละเอียด ใช้ในงานฉาบปูนตกแต่งผิวให้เรียบ
ทรายขี้เป็ด ใช้เป็นทรายถมที่

ทรายเป็นวัสดุที่สำคัญชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นส่วนผสมของคอนกรีต และมอร์ต้า (Mortar ) ที่นำมาใช้ก่อหรือฉาบ ทรายได้จากการแตกตัวของหินก้อนใหญ่ ซึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติ ทำให้ได้หินเม็ดเล็กๆ เรียกว่า ทราย ปัจจุบันเครื่องมือและอุปกรณ์ในการเก็บทราย ได้แก่เรือดูดทราย สามารถนำทรายขึ้นมาใช้ได้อย่างรวดเร็ว

ทรายบก
ทรายบกเกิดจากหินทรายที่แตกแยกชำรุดออกมา เป็นเม็ดทรายตามสภาพภูมิอากาศสิ่งแวดล้อม และจะฝังจมอยู่ในพื้นดินเป็นแห่ง ๆ ทรายชนิดนี้จะมีดิน ซากพืชและซากสัตว์ปะปนอยู่ด้วย ในการใช้งานจึงต้องนำทรายมาล้างแยกดินซากพืชและซากสัตว์ออกให้สะอาด ทรายจากทะเลทรายก็จัดเป็นทรายบกด้วย
ทรายแม่น้ำ
ทรายชนิดนี้มีอยู่ทั่ว ๆ ไปในที่ราบลุ่มของแม่น้ำ ทรายชนิดนี้เกิดจากปรากฎการณ์ตามธรรมชาติ โดยกระแสน้ำได้พัดพาทรายจากที่ต่าง ๆ มาตกตะกอนรวมกันในแหล่งที่ราบลุ่มที่เป็นที่รวมของทราย

แหล่งที่เกิดของทราย

ทรายธรรมดามีแหล่งที่เกิดอยู่ 2 ลักษณะด้วยกันคือ

1. ทรายบก หรือทรายบ่อ (Pit Sand or Bank Sand ) เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ เกิดจากการแตกแยกเสียหายชำรุดของหินทราย (Sand Stone ) จะฝังอยู่ใต้พื้นดินเป็นแหล่งๆ ทรายชนิดนี้นิยมใช้มาก
ลักษณะของทรายบก มีลักษณะเป็นเหลี่ยม มีแง่มุมแข็งแรงดี เป็นทรายที่เหมาะแก่การผสมคอนกรีต เพราะการแทรกตัวของทราย จะทำให้เกิดช่องว่างของคอนกรีตลดน้อยลง จะได้คอนกรีตที่ดี
ข้อเสีย ทรายบกนี้มักจะมีดิน ซากพืชซากสัตว์ปะปนอยู่ เวลาจะนำทรายไปใช้งาน จะต้องล้าง หรือทำความสะอาดทรายเสียก่อน จะด้วยวิธีใดก็ตาม ปัจจุบันเป็นทรายที่หาได้ยาก

2. ทรายแม่น้ำ ( River Sand ) ทรายชนิดนี้ถูกภัยจากปรากฎการทางธรรมชาติพัดพาหรือนำมาจากที่อื่น รวมตัวกันอยู่ในแถบราบลุ่ม ตามท้องแม่น้ำ ลำคลองปัจจุบันใช้ทรายชนิดนี้มาก เพราะหาได้ง่ายกว่าทรายบก
ลักษณะของทรายแม่น้ำ มีลักษณะกลมเกลี้ยงสะอาด เนื่องจากการพัดพาของน้ำ ทำให้สิ่งสกปรกที่ติดอยู่กับทรายตกหล่นระหว่างทาง นอกจากนี้ขณะที่ถูกพัดพามากับน้ำนั้น เม็ดทรายจะเกิดการเสียดสีกันจนกระทั่งเป็นทรายที่มีลักษณะกลมเกลี้ยง
ข้อเสีย ลักษณะกลมเกลี้ยงของทรายแม่น้ำ ทำให้การประสานกับส่วนผสมของ ปูนซีเมนต์ไม่ดีเท่าที่ควร ทำให้เกิดช่องว่าง

ขนาดของทราย

ในวงการก่อสร้างทั่วไป ทรายที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายนั้น ได้จากทรายแม่น้ำ มีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ
1. ทรายหยาบ หรือที่เรียกว่า ทรายราชบุรี เป็นทรายเม็ดใหญ่ มีเหลี่ยม แง่มุม แข็งแรงดี เหมาะสำหรับใช้เป็น ส่วนผสมของคอนกรีต ที่ต้องการต้านทานกำลังสูง เช่น โครงสร้างสะพาน อาคารที่เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก ฐานราก เขื่อนกั้นดิน เป็นต้น ทรายชนิดนี้จะมี เปลือกหอย และเศษหินปะปนอยู่ เวลาจะใช้ต้องนำไปร่อนด้วยตะแกรง ทำความสะอาดเสียก่อน
2. ทรายกลาง หรือที่เรียกว่า ทรายอ่างทอง เป็นทรายที่มีขนาดปานกลาง ไม่หยาบและไม่ละเอียดนัก เหมาะสำหรับงานปูนทั่วไป เช่น นำมาเป็นส่วนผสมของปูนก่อ สำหรับ ก่ออิฐ หรือใช้เทพื้นคอนกรีตที่ไม่ต้องการความแข็งแรงมากนัก ทรายชนิดนี้ เวลาจะใช้จะต้องร่อน เอาเปลือกหอยและสิ่งอื่นๆที่ไม่ต้องการออกเสียก่อน
3. ทรายละเอียด หรือที่เรียกว่า ทรายอยุธยา เป็นทรายเม็ดละเอียดมาก นำมาใช้กับงานที่ไม่ต้องใช้กำลังมากนัก เหมาะสำหรับนำมาเป็นส่วนผสมของปูนฉาบผิวหน้า ทำบัว ทำลวดลายต่างๆ ก่อนใช้จะต้องร่อนทรายเพื่อขจัดสิ่งต่างๆ ที่ไม่ต้องการออก

ทรายเป็นวัสดุหนึ่งที่เราจาเป็นต้องใช้ ทั้งในการผสมคอนกรีต รวมไปถึงการทาบ้านดิน ในฐานะที่เราเป็นหนึ่งในผู้ใช้ประโยชน์จากทราย เราจึงควรที่จะต้องทราบที่มาของมัน กระบวนการผลิต และรับรู้ถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นจากเราในฐานะมนุษย์ที่ได้นาทรัพยากรธรรมชาติขึ้นมาใช้ด้วย
โดยปรกติแล้วทรายที่เราใช้ ได้มาจากแหล่งที่มา 2 แหล่ง คือ ทรายแม่น้า และทรายบก ทรายแม่น้าคือทรายที่เกิดจากการกัดเซาะของกระแสน้า ซึ่งทรายละเอียดนั้น จะถูกกระแสน้าพัดพามารวมกันอยู่ที่ท้ายน้า การนาขึ้นมานั้นจะใช้เรือดูด ดูดทรายขึ้นมาตามท่อแล้วทิ้งทรายลงบนตะแกรงของเรืออีกลา เพื่อแยกกรวดที่มีขนาดใหญ่ออกก่อน เมื่อเรือมาถึงท่าก็จะเปิดท้องเรือเพื่อทิ้งทรายลงไปในแม่น้าอีกครั้ง (ถ้าท้องเรือไม่สามารถเปิดได้ก็จะต้องใช้สายพานลาเลียงลงแม่น้า) หลังจากนั้นก็จะใช้เรือดูดทรายอีกครั้งหนึ่ง โดยผ่านตะแกรง เพื่อคัดแยกทรายหยาบกับทรายละเอียด หลังจากนั้นจึงใช้สายพานลาเลียงขนทรายไปยังที่เก็บหรือกองไว้เพื่อรอขนส่งออกไป
ทรายบกคือ ทรายที่เกิดจากการตกตะกอนทับถมกันของลาน้าเก่า ซึ่งเปลี่ยนเป็นดินโดยมีซากพืชซากสัตว์ทับถมเป็นหน้าดินซึ่งอาจอยู่ลึกประมาณ 2 - 10 เมตร

กระบวนการผลิตทรายบกแบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ

- ผลิตโดยใช้วิธีแบบดั้งเดิม โดยการเปิดหน้าดินด้วยรถตักดินจนถึงระดับน้าใต้ดินจนมีสภาพเป็นแอ่งน้าขนาดใหญ่แล้วจึงนาเรือมาดูด หรือใช้รถตักทรายขึ้นมาผ่านตะแกรงเพื่อแยกกรวดออก
- การใช้เครื่องจักรในการผลิตทราย โดยอาศัยการเปิดหน้าดินเหมือนวิธีแรก หลังจากนั้นจะผ่านขึ้นตอนและเครื่องจักรต่าง ๆ ได้แก่
a. เรือดูดทราย ลาเลียงผ่านสายพานไปยัง Feedbox
b. Feedbox อยู่ส่วนบนสุดของเครื่องจักร ทาหน้าที่คัดแยกหินและรากไม้
c. ตะแกรงร่อน ทาหน้าที่คัดทรายขนาดใหญ่เกินไปทิ้งไปก่อน

d. Classifying Tank รับทรายจากตะแกรงร่อนเพื่อทาหน้าที่คัดแยกขนาดและทาความสะอาดทราย โดยการใช้หลักการพัดพาของทรายที่ปนไปกับน้า โดยทรายขนาดใหญ่จะตกตะกอนเร็วกว่าทรายขนาดเล็ก มีทั้งหมด 11 สถานี ซึ่งแต่ละสถานีจะมีขนาดทรายที่แตกต่างกัน
e. ระบบควบคุม ทาหน้าที่แยกและผสมทรายในขนาดต่าง ๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติทรายตามที่ต้องการ
f. Screw Washer ทาหน้าที่ทาความสะอาดทรายอีกครั้งหนึ่ง และลดความชื้นของทรายละให้ได้ต่ากว่า 20% หลังจากนั้นจึงส่งไปตามสายพานเพื่อนาไปกองไว้ใช้งานต่อไป
ความแตกต่างระหว่างทั้งสองวิธีคือ วิธีแบบดั้งเดิมจะได้ทรายที่ไม่สะอาดนัก ไม่เหมาะจะนาไปใช้งาน แต่ก็จะทาให้ต้นทุนการผลิตต่า ส่วนของการใช้เครื่องจักรนั้นจะทาให้ได้ทรายที่สะอาด และควบคุมคุณภาพทรายได้ซึ่งนอกจากจะผลิตทรายสาหรับผสมคอนกรีตแล้ว ยังสามารถนาไปใช้ในอุตสาหกรรมผลิตกระเบื้องและกระจกได้ด้วย แต่เนื่องจากมีการใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่และระบบที่ซับซ้อนจึงทาให้ทรายมีราคาสูง
ผลกระทบจากการประกอบกิจการขุด ตัก และดูดทราย อาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมด้านต่าง ๆ เช่น
- ด้านอุทกวิทยาและคุณภาพน้า การขุด ตัก และดูดทราย ส่งผลกระทบต่อแหล่งน้าทั้งผิวดินและใต้ดิน ซึ่งอาจส่งผลกระทบทั้งทางด้านปริมาณและคุณภาพน้าในแหล่งน้า ตลอดจนอาจส่งผลกับการใช้ประโยชน์ของชุมชนบริเวณใกล้เคียง
- ด้านคุณภาพอากาศและเสียง การดูดทรายจาเป็นต้องใช้เครื่องยนต์ที่ใช้ดูดและคัดแยกขนาดทราย ทาให้เกิดเสียงรบกวน ควันดา และการฟุ้งกระจายของฝุ่นละออง
- การพังทลายของดิน การดูดทรายแม่น้าเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทาให้ตลิ่งพังทลาย ส่วนการทาทรายบกนั้น มันจะเกิดผลกระทบต่อการชะล้างพังทลาย และทรุดตัวของพื้นดินในพื้นที่ใกล้เคียง
- ด้านการใช้ประโยชน์ที่ดิน และปัญหาทางด้านทัศนียภาพการประกอบกิจการทรายบกจาเป็นต้องเปิดหน้าดินออก ซึ่งเป็นการสูญเสียหน้าดินอย่างถาวร แม้กระทั่งหยุดการประกอบกิจการก็ยังก่อให้เกิดปัญหาบ่อทรายร้าง ไม่สามารถใช้ประโยชน์ที่ดินบริเวณนั้นได้อีก
- ด้านคมนาคมขนส่ง การขนทรายส่งผลให้มีปริมาณการจราจรหนาแน่นขึ้น ถนนอาจชารุดเสียหายเนื่องจากไม่สามารถรองรับน้าหนักบรรทุกได้ และมีความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุได้สูงขึ้น
- ผลกระทบด้านสังคมต่อชุมชนรอบข้าง รวมไปถึงผลกระทบต่อสุขภาพของผู้ที่อยู่อาศัยในพื้นที่