Определение истинной плотности песка для строительных материалов. Плотность карьерного песка кг м3 в зависимости от его вида Песок строительный насыпная плотность кг м3
Практически ни одно строительство не обходится без применения песка. Это, по сути, универсальный материал, добываемый из различных месторождений и, соответственно, имеющий разные характеристики (плотность, влажность и т.д.) и названия: барханный, речной, морской, карьерный.
Ниже речь пойдет о последнем виде песка из приведенного списка.
Что такое карьерный песок?
Это один из наиболее распространенных видов песка, применяемый в различных областях – строительстве, дорожных работах, обустройстве территории и других сферах.
Добывается из недр земли путем разработки карьеров, от месторасположения которых зависят структура, состав и фракция материала.
В этом случае стройматериал не дает усадки, а готовая отличается подвижностью и эластичностью.
Виды
По способу обработки, которой подвергают продукт после добычи, песок также делится на несколько видов.
Намывной – добывают из обводненных залежей , используя для этого гидромеханическое оборудование. Такой метод обработки позволяет удалить из песка сторонние примеси и компоненты и получить в итоге чистый продукт высокого качества.
Применяется для производства раствора и кирпичей, а также в обустройстве автодорог и при изготовлении ж/б изделий.
Сеяный – материал просеивается через специальное оборудование, оснащенное системой сит и ячеек. В процессе очистки от песка отделяются глиняные частицы, пыль и мелкие камешки. В результате материал освобождается от сторонних примесей и крупных фракций.
Может применяться для приготовления строительных растворов и смесей.
Грунтовой песок – неочищенный продукт с содержанием посторонних компонентов (до 40%) . Материал отличается низкой стоимостью и больше подходит для черновых процедур – выравнивания земельных участков и заполнения траншей.
Плотность
Существует несколько видов рассматриваемого материала.
Но к наиболее полезным можно отнести два типа:
- истинную;
- насыпную.
Истинная плотность материла – это плотность самих песчинок.
При определении истиной плотности не учитывается количество воздуха между крупицами, которое может составлять 35-40% от общего объема, а также плотность частиц пыли и глиняных компонентов.
Отсюда следует, что истинная плотность всегда больше (в 1,5-1,9 раз) чем насыпная. Согласно техническим требованиям, указанным в ГОСТ 8736-2014, этот параметр должен составлять 2-2,8 г/см3.
Определение плотности
Возможные способы, их суть, необходимые приспособления и инструменты для измерительных процедур обозначены в ГОСТ 8735-88. В этом же стандарте указаны этапы испытательных действий и методы обработки полученных данных.
Насыпную плотность материала определяют путем его взвешивания в специальных цилиндрических емкостях из металла.
Для этого используют сосуды объемом 1 дм3 и 10 дм3. Малая емкость применяется для взвешивания сухого и просеянного песка, более вместительная – для непросеянного материала естественной влажности.
Песок по праву является самым распространенным и популярным строительным материалом благодаря своим прекрасным качествам с свойствам. узнаете, сколько весит куб песка.
В последнее время стали довольно часто применять силиконовую штукатурку при отделке фасадов, у нее хорошие характеристики и она имеет прекрасный внешний вид. Перейдя по можно ознакомиться с различными ее видами.
Стеновые панели являются прекрасной защитой коридора от непредвиденных обстоятельств, поскольку они имеют твердую, легко очищаемую, скользкую поверхность. Стеновые – это стильно, просто и надежно.
Пустые и наполненные сосуды взвешиваются, после чего по формуле высчитывают величину насыпной плотности. Для выполнения расчетных процедур в быту используют десятилитровое ведро, куда с небольшой высоты (примерно 10 см) насыпают песок «с верхом».
После этого «горку» убирают, сравнивая материал с краем ведра, оставшийся в нем песок взвешивают и выясняют чистый вес в килограммах, без емкости. Полученный показатель делят на 0,01 м3 , благодаря чему удается высчитать насыпную плотность песка или вес 1 м3 продукта в тоннах.
Истинную плотность песчинок определяют в лаборатории одним из двух методов:
- пинкометрическим способом – с помощью пинкометра (специальной стеклянной емкости);
- ускоренным методом, при котором используют прибор Ле-Шалье – стеклянный сосуд с воронкообразным верхом и шкалой на горлышке.
Более подробно о определении плотности пека смотрите на видео:
Характеристики
Помимо плотности, существуют и другие характеристики , по которым могут оцениваться свойства песка:
- наличие посторонних примесей. Их в материале должно быть как можно меньше. Так, допустимое содержание органических компонентов составляет – 3%, а серы и сульфидов – до 1%;
- влажность . От нее зависит масса песка. Чем влажнее материал, тем больше вес, и наоборот. Согласно стандартам этот параметр не должен превышать 7%;
- уровень радиоактивности (зависит от месторождений). Материал с повышенной степенью радиоактивности не может использоваться в жилищном строительстве;
- коэффициент . Под этим подразумевается способность материала пропускать воду. У карьерного песка этот показатель составляет 0,5-0,7 метров в сутки.
- коэффициент ;
Заключение
Подытожив, можно сказать, что карьерный песок – это продукт, который может быть использован в самых различных сферах: сельскохозяйственной отрасли, обустройстве дорог и строительстве зданий, для приготовления растворов и декорирования дачных участков.
При этом материал обладает приемлемой ценой, что также является причиной, по которой стоит отдать ему предпочтение.
Если планируется строительство дома, то после создания проекта на первый план выходит вопрос приобретения материалов. Чтобы рассчитать, сколько купить песка для замешивания нужного объема кладочного раствора или бетонной смеси, необходимо знать плотность сыпучего компонента. Этот показатель ощутимо влияет на параметры прочности конструкций и зданий. Перевод массы в объем (и обратно) осуществляется еще и потому, что цена материала указывается по-разному: за весовую либо объемную единицу.
Что такое плотность и от чего она зависит
Это физическая характеристика вещества, показывающая массу его единицы объема и выражаемая в г/см3, кг/м3, т/м3. Песок, как и все сыпучие материалы, имеет такую особенность: в зависимости от условий, одно и то же его количество может занимать разный объем. На показатель плотности строительного песка влияют следующие факторы.
1. Величина зерна (модуль крупности). Песок представляет собой смесь частиц размером от 0,14 до 5 мм, образовавшихся естественным путем при разрушении горных пород. Чем меньше размер зерна и однороднее состав, тем плотнее песок. Крупно- и среднезернистый материал используют для изготовления бетона, мелкозернистый – для цементных растворов, мелкофракционный (пылевидный) – для строительных мелкодисперсных смесей.
2. Пористость и уровень уплотнения. Они характеризуют количество пустот в сыпучем веществе. В рыхлом состоянии строительный песок имеет пористость около 47 %, в плотном – не более 37 %. Рыхлость уменьшается за счет насыщения влагой, вибрации, динамических воздействий. Пористость оценивают с помощью специального коэффициента е: для мелкозернистых песков плотного сложения он составляет около 0,75, крупно- и среднезернистых – 0,55. Уплотненная песчаная масса принимает на себя довольно высокие нагрузки и хорошо распределяет напряжение, возникающее в фундаментах.
3. Влажность. Обычно в справочниках приводится плотность при нормальном уровне влажности, регламентируемом ГОСТом. При покупке следует учитывать, что вес кубической единицы сырого материала значительно отличается от теоретического показателя. При росте влажности от 3 до 10 % песчинки обволакиваются водой – за счет этого увеличивается объем, а плотность, соответственно, уменьшается. При дальнейшем влагонасыщении (до 20 %) вода вытесняет воздух и заполняет пустоты между зернами — при этом вес кубометра повышается.
4. Наличие примесей. Иногда содержатся частицы глины, пыли, соли, слюды, гипса, гумуса, щебня, каменной крошки. Они влияют на качественные характеристики строительного материала: если для чистого песка она составляет в среднем 1 300 кг/м3, то для глинистого – 1 800 кг/м3. Очистить песок можно путем промывания водой, но стоимость его при этом возрастает.
Виды плотности
Охарактеризовать строительный песок можно, используя разные показатели его объемного веса: теоретический и фактический.
1. Истинная (прежнее название – удельный вес). Это масса кубометра в абсолютно уплотненном состоянии, без учета воздушных промежутков между частицами. Определяется истинный показатель сложным лабораторным путем, его значение соответствует весу кубометра твердой нерудной песчаной породы – примерно 2500 кг/м3.
2. Средняя (насыпная). При ее определении учитывают, что в расчетный объем входят не только зерна, а поры и пустоты, заполняющие промежутки между ними. Средний показатель обычно ниже истинного значения.
Чтобы самостоятельно определить среднюю плотность, используют ведро емкостью 10 л. В него с высоты 10 метров засыпают песок до образования горки – ее аккуратно срезают по горизонтали на уровне верхней кромки ведра. Материал, поместившийся в емкость, взвешивают, а затем вычисляют его плотность в кг/м3: делят массу в кг на 0,01 (объем ведра в кубометрах).
Истинное значение является постоянной величиной и имеет вспомогательное значение. Чтобы грамотно вести строительство, делать практические расчеты и оценивать качество приобретаемого материала, важнее знать средний показатель. Например, если кубометр весит менее 1300 кг, это свидетельствует о большом количестве пустот и требует их заполнения вяжущим веществом. Стоимость материалов при этом возрастает, делая строительство более дорогостоящим.
Плотность различных видов
Ориентировочные показатели насыпной (средней) плотности, указанные в таблице, помогут приобрести песок с нужными параметрами, быстро перейти от веса к объему, посчитать весовые доли строительного раствора.
Плотность представлена физической величиной, характеризующейся определенным количеством вещества, выраженным в граммах или килограммах, в единице объема. Этот показатель, свойственный сыпучим веществам, среди которых и песок, не может быть определен однозначно. Это обусловлено тем, что объем, в котором способно уместиться одно и то же его количество, может оказаться разным. На показатель влияют некоторые факторы, среди них:
- степень трамбовки;
- процент влажности;
- структура фракций;
- пористость;
- наличие всевозможных включений.
Определение уровня плотности
Плотность песка выступает в качестве главного параметра, уровень которого определяет область его применения и конечную прочность зданий и сооружений. Описываемая характеристика требуется для осуществления расчета расхода песка, когда необходимо получить определенный объем строительной смеси.
Кроме того, в ряде случаев возникает необходимость перевести массу песка в объем или наоборот. Если необходимо определить массу 1 м 3 песка или рассчитать объем тонны упомянутого материала, то нужно произвести следующие действия.
Плотность песка или любого другого материала можно определить методом деления массы (M) на объем (V), который был им занят. Так, ρ=М/V. Массу материала, который занимает какой-то объем, можно определить, воспользовавшись следующей формулой: M=ρ*V. А вот объем можно рассчитать, если известен показатель ρ и масса. Так, объем определяется по формуле: V=М/ρ.
При приготовлении растворов, смесей и при строительстве конструкций, в основе которых присутствует бетон, следует использовать песок в заданной пропорции по отношению к остальным компонентам. Для того чтобы верно определить долю песка в данных смесях или конструкциях, будет необходимо точно знать, чему равен его показатель плотности.
Если произвести расчеты с ошибкой, то количество песка в общем объеме окажется недостаточным или избыточным. Если восполнять недостаток песка, то, скорее всего, придется делать это за счет более дорогостоящих компонентов, что повлечет неоправданное удорожание всей смеси. Тогда как если количества песка оказалось больше в объеме смеси, то это станет причиной понижения качества изделий или раствора. За счет этого пострадает морозостойкость, устойчивость к истиранию и водостойкость, в итоге мастер получит изделия или конструкции, характеристики которых будут отличаться от тех, что предусмотрены стандартом.
Вернуться к оглавлению
Виды показателя ρ
Песок характеризуется некоторыми видами плотности, среди них: истинная, насыпная и средняя.
На рис. 1 представлена таблица, в которой можно увидеть насыпную плотность песка в разных состояниях.Если рассматривать этот материал, то он представлен твердой породой нерудного происхождения. Это объясняет то, что он имеет показатель, примерно равный 2500 кг/м 3 . Данный показатель – это истинная плотность. При необходимости произвести расчеты для использования на практике следует применять иной показатель – насыпной. Он характеризует стройматериалы в неутрамбованном виде и вычисляется с учетом объема зерен и полого пространства, которое остается между ними. Это приводит к тому, что уровень насыпной плотности во всех случаях меньше истинной. Но при осуществлении трамбовки материала, который находится в сыпучем состоянии, можно повысить уровень его ρ. Так, если материал находится в кузове машины, то он имеет естественное, неутрамбованное состояние и ему свойственен насыпной уровень. Если известна данная величина, то есть возможность определить объем и массу материала. Это важно, ведь цена транспортировки стройматериала может быть рассчитана не только по весу, но и за 1 м 3 объема.
Плотность песка, который находится в насыпном состоянии, равна 1300-1500 кг/м 3 . Уровень влажности внешнего воздуха способен влиять на объем материала, это влечет вариации уровня насыпной плотности. Если влажность становится больше, то это влечет снижение уровня ρ материала. Это объясняется слипанием зерен. Снижение данного уровня может длиться до тех пор, пока влажность не достигнет показателя в 10%. После этого частицы влажности влекут увеличение объема жидкости в стройматериале, уровень ρ при этом начинает повышаться. Данную особенность изменения рассматриваемого показателя следует брать во внимание, если дозировка производится по объему.
Вернуться к оглавлению
Расчет насыпного уровня ρ
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/м 3 , тогда как при утрамбованном состоянии этот уровень равен 1600-1700 кг/м 3 . Это указывает на то, что показатель средней плотности определяется структурой фракционного состава.
Если вам необходимо изготовить бетон, который будет обладать качествами высокой прочности и устойчивости к морозам, то следует использовать материал, который имеет увеличенную среднюю плотность.
При строительстве можно использовать данные таблиц, однако следует знать о том, что в рыхлом состоянии кварцевый материал имеет ρ в пределах 1500 кг/м 3 , но уровень может достигать отметки в 1700 кг/м 3 .
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.
Это сыпучее вещество, состоящее из зёрен каменных или минеральных пород. Отечественные нормативы определяют размер гранул строительного песка от 0,16 мм до 5,0 мм. Всё, что крупнее 5 мм - это гравий или щебень.
Частицы мельче 0,16 мм практически не используются в строительном деле, поскольку при соединении с водой превращаются в грязь. Гранулы этого размера не используются и в системах фильтрации и дренажа, поскольку перестают пропускать воду.
Песок получают двумя путями:
- Добычей из природных карьеров и со дна водоёмов - рек и морей.
- Размалыванием и рассеиванием скальных горных пород, кварца и других минералов.
Поскольку основной объём песка используется в строительстве, плотность становится одной из наиболее важных характеристик этого материала. Она зависит от влажности, процентного содержания глинистых и пылевидных частиц, мощности уплотняющего воздействия водой или вибрационных механизмов, времени вылёживания и состояния разрыхлённости.
Плотность песка, в отличие от щебня, может, в зависимости от влажности, изменяться в достаточно широких пределах. При насыщении сухого песка влагой плотность его сначала снижается - вода увеличивает зазоры между песчинками. Начиная с 10-процентного показателя влажности плотность песка начинает возрастать, поскольку вода в чистом виде заполняет все пустоты и масса единицы объёма вещества увеличивается. Из практики всем известно, что ведро с мокрым песком весит больше, чем с сухим - плотность влажного песка больше.
Глинистые частицы и комки глины увеличивают плотность песка, что является одним из признаков засорения его этими загрязнителями. Так, насыпная плотность песка с глиной может достигать 1800 кг/м³, в то время как очищенный от неё материал имеет показатель 1500 кг/м³.
Важными для хозяйственной деятельности являются показатели истинной и насыпной плотности песка.
Насыпная плотность песка
Насыпная - это та плотность, которой обладает песок сразу после отсыпки без какого-либо механического или влажностного уплотнения. Определить её можно и в домашних условиях. Для этого нужно взять сухой мерный сосуд, объём которого точно выверен, взвесить его, насыпать в него доверху песок с горкой, снять горку плоским предметом без уплотнения, и снова взвесить сосуд. Если полученную массу песка (за вычетом массы сосуда) в килограммах разделить на объём в литрах, получите насыпную плотность песка в кг/дм³, которую легко перевести в кг/т умножением числа на 1000. Пример. 2 кг/дм³ - это 2000кг/м³ (или 2т/м³).
В лабораторных условиях насыпную плотность определяют аналогично, но используют мерную посуду и измерительный прибор той точности, которую регламентирует ГОСТ.
Знание насыпной плотности нужно при заказе песка на выполнение работ с дозированным расходом материала, при покупке его в объёмных или массовых единицах. Обман покупателей нечестными продавцами песка часто строится на махинациях со значениями объёма и веса этого материала.
Истинная плотность песка
Понятие этого термина существенно отличается от предыдущего.
Истинная плотность песка - это плотность того монолита, который со временем рассыпался в песок, или который раздробили в песчинки на дробильной установке.
Иногда истинной называют плотность без учёта воздушных зазоров между песчинками.
Истинная плотность всегда выше насыпной. Если средней величиной насыпной плотности песка считают 1500-1600 кг/м³, то истинная плотность этого материала будет в пределах между 2000 кг/м³ и 3000 кг/м³. Средним значением в отрасли условно считают показатель истинной плотности песка в 2500 кг/м³.
Значения истинной плотности песка используются при проектировании ответственных гидротехнических сооружений, небоскрёбов и других сложных бетонных конструкций. От неё во многих случаях зависят функциональные характеристики прочности, теплопроводности, звукоизоляции, деформативности строений.
Определение плотности песка - насыпной и истинной - производят лабораторными методами по ГОСТ 8735. На объектах для этих целей используют баллонные плотномеры.
Плотность песка - важная техническая характеристика материала, которую нужно хорошо понимать, чтобы умело использовать.
