Определение насыпной плотности песка

Насыпная плотность может быть в сухом стандартном неуплотненном состоянии или в партии в состоянии естественной влажности с учетом имеющихся в нем зерен гравия. В первом случае она необходима для определения пустотности песка, для расчета состава бетона, во втором – для перевода количества поставляемого песка из весовых единиц в объемные.

Песок для тяжелого бетона класса В15 и выше и для бетона, подвергаемого замораживанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь насыпную плотность не ниже 1,55 г/см³, в остальных случаях – не ниже 1,4 г/см³.

Оборудование и материалы: проба песка массой 5–10 кг; весы технические; мерный цилиндрический сосуд; совок; шкаф сушильный; металлическая линейка; сито с отверстиями 5 мм.

Проведение испытаний. Насыпную плотность песка в стандартном неуплотненном состоянии определяют при помощи мерного цилиндрического сосуда вместимостью 1 л. Пробу песка массой от 5 до 10 кг (в зависимости от содержания и размера фракций гравия) высушивают до постоянной массы и просеивают через сито с круглыми отверстиями 5 мм.

Просеянный песок с высоты 10 см всыпают в предварительно взвешенный мерный сосуд с избытком. Избыток срезают линейкой и сосуд с песком взвешивают.

Обработка результатов. Насыпную плотность вычисляют по формуле

ρ_нп= (m₁ –m)/V, (3)

где ρ_нп – насыпная плотность песка, г/см³; m – масса пустого мерного сосуда, г; m₁ – масса мерного сосуда с песком, г; V – объем сосуда, см³.

Испытания повторяют два раза на новых навесках песка. За окончательный результат берут среднее арифметическое из двух определений. Результаты записывают в табл. 3.

Таблица 3

Определение плотности песка

Пустотность песка вычисляют по ранее определенной истинной и насыпной плотности песка по формуле

, (4)

где П_п – пустотность, %; р_н – насыпная плотность песка, г/см³; р_и – истинная плотность песка, г/см³.

Для бетонов считается хорошим песок с пустотностью не более 40%.

Определение зернового состава и модуля крупности песка

Зерновой состав песка оказывает существенное влияние на качество бетона. В тяжелом бетоне песок заполняет пустоты между зернами крупного заполнителя, а пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом. Цементным тестом обволакиваются также зерна песка. Лучшим является песок с минимальной пустотностью и меньшей суммарной поверхностью частиц. Он наиболее экономичен. Песок по зерновому составу делят на пять групп.

Песок природный и из отсевов дробления подразделяют на группы: повышенной крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Обогащенный природный песок подразделяют на группы: повышенной крупности, крупный, средний и мелкий.

Обогащенный песок из отсевов дробления подразделяют на группы: повышенной крупности, крупный и средний.

Группа песка определяется по модулю крупности и полному остатку на сите с сеткой №063, которые должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 4.

Таблица 4

Зерновой состав песка

Если песок по модулю крупности относится к одной группе, а по полному остатку на сите № 063 – к другой, то определяющим показателем является модуль крупности. В паспорте же на песок указывают остаток на сите № 063.

Крупный песок имеет небольшую суммарную поверхность зерен, но значительную пустотность, мелкий – большую суммарную поверхность зерен и малую пустотность. Модуля крупности недостаточно для оценки качества песка по зерновому составу. Хорошим считается песок с оптимальным содержанием зерен разных размеров, он обычно имеет пустотность не выше 38%. Качество песка оценивают путем построения графика зернового состава, приведенного на рис. 1.

Размеры отверстий сит, мм

Рис. 1. График зернового состава песка: 1 – допускаемая нижняя граница крупности песка (модуль крупности – 1,5); 2 – рекомендуемая нижняя граница крупности песка (модуль крупности – 2,0) для бетонов класса В15 и выше, а также для бетонов безнапорных бетонных и железобетонных труб: 3 – рекомендуемая нижняя граница крупности песка (модуль крупности – 2,5) для бетонов классов В22,5 и выше, а также для бетонов напорных и низконапорных железобетонных труб; 4 – допускаемая верхняя граница крупности песка (модуль крупности – 3,25)

Лучшим для бетона является средний песок. Он имеет относительно небольшую развернутую суммарную площадь зерен и оптимальный зерновой состав. Очень мелкий песок (М_кр св. 1,0 до 1,5) для бетонов применять не рекомендуется. Его можно использовать в районах, где отсутствуют пески с М_кр свыше 1,5 в смеси с укрупняющей добавкой.

В песке для бетона ограничивается количество частиц меньше 0,16 мм и крупнее 5 мм.

Содержание зерен, проходящих через сито с сеткой № 016, в процентах по массе, не должно превышать:

• · в песках природном и из отсевов дробления повышенной крупности, крупном и среднем 10
• · то же в мелком и очень мелком 15
• · в обогащенном песке повышенной крупности, крупном и среднем 5
• · то же в мелком 10
• · в обогащенном песке из отсевов дробления 5

Наличие зерен размером свыше 5 мм, в процентах по массе, не должно превышать:

• · в природном песке 10
• · в песке из отсевов дробления 15
• · в обогащенном песке и в обогащенном песке из отсевов дробления 5

Содержание зерен размером свыше 10 мм не должно превышать 0,5% в песках всех видов.

Для бетонов гидротехнических сооружений можно применять пески с М_кр от 1,5 до 3,5 оптимального зернового состава с полными остатками на сите 2,5 мм от 0 до 30%, 1,25 – от 5 до 55%, 0,63 – от 20 до 75%, 0,315 – от 40 до 90% и на 0,16 – от 85 до 100%. При применении мелких песков с М_кр от 1,5 до 20 в бетонные смеси следует вводить поверхностно–активные добавки.

Оборудование и материалы: проба песка массой 2 кг; стандартный набор сит с отверстиями размером 10; 5; 2,5; 1.25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм с поддоном; технические весы; вибростол; сушильный шкаф.

Проведение испытаний. Отвешивают пробу песка массой 2 кг, предварительно высушенного до постоянной массы, и просеивают через сита с отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Вычисляют остатки на этих ситах Гр₁₀ и Гр₅ по массе с точностью до 0,1% по формулам

Гр₁₀ = (М₁₀/М) · 100; Гр₅ = (М₅/М)× 100, (5)

Где М₁₀ и М₅ – остатки на ситах, %; М – масса пробы, г.

Из песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, берут навеску в 1000 г и просеивают через стандартный набор сит с отверстиями 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм, расположенных в последовательности по мере уменьшения отверстий.

Вычисляют остатки на этих ситах, которые называются частнымипо формуле

, (6)

где а_i – частные остатки на ситах, %; m_i – масса остатка на данном сите, г; m– масса просеивое мой навески, г.

Затем с той же точностью определяют полные остатки А_i в процентах по формуле

A_i = а_2,5 + а_1,25 + a_0,63 + a_0,315 +a_0,16, (7)

Где А_i – полные остатки, %; a_2,5, a_1,25... a_i– частные остатки на ситах, %.

Модуль крупности определяют по формуле

М_кр = (А_2,5 + А_1,25 + А_0,63 + А_0,315 + А_0,1б)/100, (8)

Где М_кр – модуль крупности; А_2,5, А_1,25, А_0,63, А_0,315, А_0,1б – полные остатки на ситах, %.

Результаты испытания записывают в табл. 5.

Таблица 5