Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

На какие свойства строительного песка влияет его плотность

На какие свойства строительного песка влияет его плотность?

Без песка сфера строительства просто остановится. Он требуется для замеса раствора, устройства дренажа, изготовления кирпича, бетона, штукатурки, стекла. Его добывают тремя способами: промыванием, просеиванием, открытым методом. У него существуют физические параметры. Например, насыпная плотность строительного песка влияет на его неуплотненное количество во время доставки в мешках или насыпью в кузове самосвала.

Определение плотности

Известно, что в составе песка имеются зерна средней, крупной и мелкой фракции, влияющие на изменение объема насыпного материала с каждым разом. Условия, согласно которым изменяется показатель:

  • степень пористости;
  • структура отдельных песчинок;
  • количество и тип разнообразных примесей;
  • показатель процента влажности;
  • уровень увлажненности песка.

Больше всего на изменение объема влияет количество влаги. Чем выше этот показатель, тем меньше у строительного песка показатель плотности, что существенно отличает куб сухого материала от сырого по габаритам.

По размеру различают крупно-, средне — и мелкозернистый материал. Чем больше размер песчинки, тем выше насыпная плотность. Это происходит из-за наличия более существенных пустот. Для меньших песчинок в единице объема за счет большего уплотнения помещается их большее количество. Устранение примесей производится в результате промывания добытого песка, однако это существенно увеличивает его стоимость.

Величина пористости указывает на характер и количество пустот между отдельными крупицами. Чем больше это значение, тем ниже показатель уплотнения. У рыхлого песка эта величина равняется 47%, для утрамбованного — 37%. Влага позволяет уменьшить количество пустот, поскольку вода их заполняет. Количество пустот также уменьшается и в результате транспортировки, поскольку из-за вибрации, которая возникает при движении, материал проседает. Более уплотненный песок для целей строительства следует использовать при создании железобетонных и бетонных изделий с максимальной точностью. Они способны выдерживать самые большие нагрузки с равномерным их распределением.

Расчет изменения объёма и массы

Песок доставляется на строительную площадку в разном виде: сухой или влажный, речной или карьерный. Использовать его могут не сразу: материал применяется по мере необходимости. Если насыпь хранится под открытым небом, песчинки постоянно меняют влажность в зависимости от погодных условий. Эти факторы приходится учитывать технологам перед приготовлением рабочих растворов и засыпке котлованов.

Поскольку насыпная плотность песка мелкого и крупного постоянно меняется, для определения фактической массы объёма без взвешивания используют коэффициенты уплотнения. Некоторые из них отражены в таблице:

Состояние песчаной насыпиКоэффициент уплотнения, kу
Рыхлый и сухой1,05…1,15
Влажный1,1…1,25
Обратная засыпка котлованов0,95
Обратная засыпка траншей0,98
Засыпка пазух0,98
Обустройство и ремонт подземных инженерных сетей и сооружений вблизи автомобильных и железных дорог0,98…1,0

На коэффициент умножают среднюю плотность материала, получается искомый результат. В таблице приведены наиболее востребованные значения kу.

Насыпной коэффициент уплотнения песка не гарантирует точного результата – погрешность может составлять 5 и более процентов. Единственным достоверным способом определить массу единицы объема материала остается взвешивание, что не всегда возможно и удобно. Специалисты могут использовать любой из доступных методов определения плотности на месте.

Расчет насыпного уровня ρ

Характеристики сухого кварцевого песка.

Для того чтобы рассчитать, какова плотность зерен в насыпном состоянии, материал заблаговременно предстоит просеять, применив сито с размером ячеек в пределах 5 мм. После этого его необходимо поместить в мерный сосуд в 1 л. При этом его нужно свободно засыпать с высоты, равной 10 см, образовывая над сосудом конус, который нужно срезать, применяя линейку. Необходимо знать, сколько весит сосуд в пустом и наполненном состоянии. Произвести расчет насыпного уровня допустимо по формуле: ρн=(m2-m1)/V. В ней m1 и m2 это массы сосуда в пустом и наполненном состоянии, тогда как V это его объем. Таблица может и не понадобиться, так как все расчеты можно произвести самостоятельно.

На уровень среднего показателя ρ оказывают влияние пустоты и влажность. Существует зависимость: при меньшем количестве пор этот показатель выше. Можно предположить, что ρ характеризует фракционный состав.

Средний его уровень различается для определенных видов песка. Сухой материал на основе кварца в естественном состоянии обладает показателем плотности в пределах 1500-1550 кг/м3, тогда как при утрамбованном состоянии этот уровень равен 1600-1700 кг/м3. Это указывает на то, что показатель средней плотности определяется структурой фракционного состава.

Читать еще:  Правильная подготовка стен под обои: порядок работ

Если вам необходимо изготовить бетон, который будет обладать качествами высокой прочности и устойчивости к морозам, то следует использовать материал, который имеет увеличенную среднюю плотность.

Рисунок 2. Таблица определения плотности сыпучего песка.

При строительстве можно использовать данные таблиц, однако следует знать о том, что в рыхлом состоянии кварцевый материал имеет ρ в пределах 1500 кг/м3, но уровень может достигать отметки в 1700 кг/м3.

Для того чтобы определить насыпную плотность, можно воспользоваться не только методом замеров, который был описан выше. Кстати, в качестве сосуда можно использовать и обычное строительное ведро. Эти расчеты позволят получить наиболее приближенный к истинному результат. Если использовать ведро, то для насыпания материала можно применить совок.

Вернуться к оглавлению

Данный показатель, как правило, определяется в лабораторных условиях. По сути, — материал просто взвешивается с использованием мерных сосудов (1 л и 10 л). Литровая ёмкость используется для определения плотности в состоянии, при котором материала не подвергался уплотнению песок высушивается до постоянной своей массы и пропускается сквозь сито, диаметр отверстий которого составляет 5 мм.

Десятилитровая ёмкость используется, когда необходимо определить интересующий нас показатель материала, что содержится в партии. Таким образом мы можем перевести единицы пассы в единицы объема.

В данном случае материал специально не высушивается. Он берется в состоянии влажности, присущей естественному состоянию. Он также пропускается через аналогичное сито (диаметр отверстий — 5 мм).

Процедура определения плотности выглядит так: уже просеянный материал насыпается в мерный сосуд с высоты ±10 см. Для этого следует использовать совок. Когда сосуд будет заполнен, — горку следует снять при помощи металлической линейки. Уровень высоты песка должен быть вровень с краями мерного сосуда. Далее — этот мерный сосуд вместе с содержимым следует взвесить на точных весах. Само собой разумеется, что нас интересует исключительно чистый вес содержимого, потому вес ёмкости следует вычесть.

Чтобы перевести единицы массы в единицы объема, — процедура, в сущности, всё та же. Как, впрочем, и оборудование. Но вот только насыпать материал нужно уже не с 10 см, а со 100 см.

Ниже приведена формула, по которой и определяется интересующий нас показатель.

В данном γн — это показатель плотности, m1 — это масса мерного сосуда без содержимого, m2 — общая масса, а V — соответственно, объем.

Чтобы наглядно ознакомиться с процедурой определения, — посмотрите видео, представленное ниже, где исследования проводятся в виртуальной лаборатории, в идеальных условиях.

Что такое коэффициент фильтрации песка?

Песок, в качестве универсального, сыпучего материала, находит широкое применение в различных областях:

  • строительство жилья;
  • благоустройство территорий;
  • возведение дорог;
  • выполнение различных строительных работ.

Помимо основного параметра, рассмотренного выше, он характеризуется модулем крупности, содержанием глинистых веществ, объемно-насыпной массой, коэффициентом фильтрации. Коэффициент фильтрации песка определяется как величина, равная толще песка, которую вода в нем проходит в течение 24 часов (м/сутки). Он определяет способность песка пропускать через себя воду.

От чего же зависит коэффициент фильтрации песка? Главным образом от концентрации примесей в нем и его структуры. Понятно, что чем меньше примесей, тем выше пропускная способность песка. А также, крупнозернистый песок обладает более высоким коэффициентом фильтрации. Наличие глины приводит к уменьшению его способности пропускать воду. Поэтому, для повышения качества песка, то есть увеличения коэффициента фильтрации, его принято очищать.

Значение коэффициента фильтрации карьерного песка находится в диапазоне 0,5 – 7 м в сутки. Так называемый намывной песок обладает более высоким качеством. При размере зерен 1-2 мм, коэффициент фильтрации достигает 1-10 м/сутки. Для средней фракции песка (2-2,5 мм) коэффициент фильтрации принимает значения в пределах 5-20 м/сутки.

Виды плотности

Песок характеризуется следующими плотностями: истинной, насыпной и средней. Как материал, песок есть твердая нерудная порода. Поэтому обладает такой же плотностью, как и она, приблизительно равной 2500 кг/м3. Это так называемая истинная плотность песка.

Читать еще:  Стеновая опалубка: виды, конструкция, особенности монтажа

В практических расчетах используется другая плотность, которую называют насыпной. Насыпная плотность характеризует сыпучие строительные материалы в их неуплотненном состоянии. Эта плотность вычисляется с учетом не только объема самих песчинок, но и пустот между ними. В связи с этим, значение насыпной плотности всегда меньше плотности истинной.

Однако, уплотнив сыпучий материал, можно тем самым увеличить его плотность. Например, если рассматривать песок в кузове самосвала, то он находится в естественном, неуплотненном состоянии и характеризуется своей насыпной плотностью. Зная эту величину, можно найти объем и массу такого песка. Дело в том, что стоимость поставки строительного материала может быть исчислена не только за тонну, но и за кубометр.

Значение насыпной плотности — 1300-1500 кг/м3. Влажность окружающей среды может изменить параметры объема песка, в связи с чем, меняется и насыпная плотность. При повышении влажности происходит снижение плотности песка. Это происходит благодаря слипанию фракций. Уменьшение плотности происходит до тех пор, пока влажность не станет равной 10%. Затем, влажность приводит к увеличению объема жидкости в песке, и плотность начинает возрастать. Эту особенность изменения плотности песка необходимо учитывать в случае его дозирования по объему.

Как практически вычисляется насыпная плотность?
Данная процедура осуществляется следующим образом. Песок предварительно просеивается через маленькое сито (5 мм). Затем его насыпают в мерный сосуд объемом 1 л. При этом он должен свободно падать с некоторой высоты (10 см) и образовать над сосудом конус. Конусообразную часть песка срезают с помощью линейки. Взвешивают сосуд с песком и без песка. Насыпную плотность можно высчитать по следующей формуле: ρн = (m2 – m1)/V, где m1 и m2 – массы пустого и наполненного сосуда, соответственно, V – его объем.

Подобные испытания нужно проводить с сосудами, форма и размеры которых заданы, поскольку эти характеристики оказывают также влияние на конечный результат. Размер сосуда подбирается в зависимости от крупности зерен. Условия проведения испытаний такого рода определяются ГОСТом.

На среднюю плотность песка влияют пустоты и влажность. Эмпирически установлена следующая зависимость: чем меньше пор, тем выше плотность. Исходя из этого, можно предположить — плотность песка характеризует его зерновой состав.

Плотность средняя различна для разных видов песка. Например, сухой кварцевый песок в естественном состоянии имеет плотность около 1500-1550 кг/м3, а в уплотненном – 1600-1700 кг/м3. Отсюда видно, что средняя плотность определяется структурой самих зерен. Высокопрочные и морозостойкие бетоны, как правило, изготавливают из песка с повышенной средней плотностью.

Строительный песок

Песок – один из самых распространенных строительных материалов, хотя и играет вспомогательную роль. Где же используется данный стройматериал? Перечислим некоторые области его применения:

  • Строительство автодорог, различные строительные конструкции и здания. Здесь песок используется для укладки песчаных подушек или вспомогательных слоев.
  • Производство бетона. Песок выступает в роли заполнителя.
  • Различные строительные растворы, здесь также песок – это заполнитель.Песок является очень распространенным материалом в природе. В его состав, как правило, входят мелкие частицы различных элементов (известняк, слюда, кварц, полевой шпат и другие). В зависимости от преобладающего компонента (известняк или шпат), его называют известняковый или полевошпатный песок.

Речной песок

Данный стройматериал образуется в процессе естественного дробления скальных пород в руслах рек. Частицы такого песка, благодаря длительному воздействию воды, становятся округлой формы. Он практически очищен от глинистых примесей, а также от пыли и других включений.

В зависимости от размеров зерен речного песка, этот материал делят на 3 группы. Песок, зерна которых менее 2 мм принято называть мелким речным песком. Если размер зерен находится в переделах 2,0-2,8 мм, то этот песок относят к средней группе. Крупным считается песок, размеры зерен в котором составляют 2,9-5,0 мм.

Основные параметры речного песка должны удовлетворять нормам соответствующего ГОСТ. Плотность указанного материала равна 1650 кг/м3, а значение коэффициента фильтрации – 5-7 м/сутки. Кроме того, еще одно преимущество речного песка – высокая экологичность. Благодаря этой особенности, он может быть использован без вреда для здоровья людей или окружающей среды.

Читать еще:  Декоративное оформление столбов для забора: выбор и установка

Перечислим различные строительные работы, где используется речной песок:

  • штукатурные и кладочные растворы;
  • бетонные изделия;
  • сухие смеси;
  • стяжка и кладка;
  • ландшафтные работы;
  • декорирование помещений;
  • благоустройство территорий.

Область применения песка речного не ограничивается приведенным перечнем. Но везде, где это допустимо по техническим нормам, вместо него используют карьерный песок. Это объясняется только тем, что речной песок обходится дороже, чем карьерный.

Кварцевый песок

Кварцевый песок не содержит практически примесей. К отличительным характеристикам указанного вида песка, относятся:
— химическая однородность;
— натуральная механическая прочность;
— стойкость к воздействию различных сред.

Благодаря вышеперечисленным свойствам, он стал очень востребованным материалом. Его используют в промышленности, быту и хозяйстве. В свою очередь, он подразделяется на несколько видов, которые отличаются как способом производства, так и свойствами.

Рассмотрим способ получения фракционированного кварцевого песка. Обычно его добывают из природных месторождений. Полученный сырец проходит через несколько технологических преобразований. В результате чего он обогащается. Полученный материал можно разделить на фракции (в зависимости от размеров песчинок). Удалив посторонние примеси, получают кварцевый фракционный песок.

Из песка мелкой фракции изготавливают строительные и отделочные материалы – абразивы, шпатлевки, краски, разные смеси. У кварцевого песка средней фракции – высокая сорбционная способность. Кроме того, он отличается высокой межзерновой пористостью и грязеемкостью. Эти качества кварцевого песка дают возможность его использования в наполнителях фильтрующих установок. С помощью таких фильтров производится очистка волы, нефтепродуктов.

В рыхлом состоянии плотность песка кварцевого равна 1500 кг/м3, но может достигнуть и значения 1700 кг/м3. Такие виды материала, как стекло, фарфор и фаянс, стекловолокно, эмаль, — содержат в составе кварцевый песок. Отличные свойства и экологическая безопасность кварцевого песка делают его незаменимым материалом во многих сферах.

Как различаются виды плотности?

  • Показатель истинной или идеальной плотности — отображает соотношение массы идеально сухого песка к объему размером в 1 куб.м, его измеряют в кг/м3. Объем пустот не учтен и показывает массу песка в сжатом виде. Значение показателя истинной плотности для различного сыпучего сырья обычно остается неизменным.
  • Уровень насыпной плотности — более полно характеризует состояние сыпучего материала, поскольку соотношение веса к объему в данном случае учитывает присутствие воздуха. Насыпная плотность обычно отличается от показателей истинной или средней, особенно если песок очень влажный. Но в период перегрузки и транспортировки материала потребителю, является очень важной характеристикой.
  • Средняя плотность — наиболее полно отображает потребительские свойства материала, влияющие на объем будущих строительных смесей и реальный расход сырья. Данная плотность отображает вес 1 кубического метра песка с учетом влажности и пористой структуры его зерна. Мелкие и влажные фракции сыпучего материала имеют повышенный показатель плотности, а крупные и сухие — более низкую среднюю плотность. Кроме того, при исчислении данного показателя, учитывают, насколько материал утрамбован. В целях уменьшения уровня погрешности, данную плотность чаще измеряют лабораторным путем непосредственно в месте хранения материала.

Песок, подходящий для использования в одной сфере, может не подходить для других областей, поэтому рекомендуется изучить характеристики материала, чтобы они соответствовали его назначению:

  1. Из карьерного и мытого речного исходного компонента не делают растворы и штукатурные смеси, так как в составе есть много примесей, которые следует удалять.
  2. Себестоимость добычи и других подготовительных процессов определяет область применения.
  3. Качество материала ограничивает его применение до определенных узкопрофильных отраслей.
  4. Форма и фракция зерен определяют применение сыпучки, как отдельного материала, или в составе с другими добавками.
  5. Дробленые горные породы излучают завышенный радиационный фон, что также сказывается на ареале использования.

Заключение

Нередко бывают ситуации, когда потребность в песке ограничена, кроме того отсутствует необходимость все время приобретать и оформлять доставку на объект больших масс.

Самым оптимальным решением станет приобретение одной необходимой по размеру партии, что прошла несколько основных проверок на способность аккумулировать влагу и насыпную плотность.

Помните, что плотность песка немало зависит от способности материала аккумулировать влагу и его пористость. Показатели для каждого конкретного вида песка будут отличаться, так что здесь важно учитывать специфику материала, метод его добычи и т. д.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector