Как определяют насыпную плотность пустотность песка

Насыпная плотность песка: от чего зависит и пример расчета

Определение насыпной плотности говорит о количестве материала в одном кубометре сыпучего материала. Данную величину определяет, как количество пустот между отдельными элементами, так и размер имеющихся фракций. Нужно знать значение этого показателя для корректного произведения расчета при создании растворов и закупке материала. Единицы измерения — кг/м 3 .

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.

От чего зависит степень уплотнения

Назначение материала сильно зависит от показателя его плотности, для каких типов зданий и видов конструкций допустимо его применение. Согласно данному показателю производится расчет расхода того количества, которое требуется для определенных целей. Ведь важно знать количество смеси, которая получится с использованием конкретного типа исходных материалов. Часто требуется преобразовать массу в кубометры и наоборот.

Одни строительные базы продают песок в тоннах, а другие — в кубах.

Чтобы перевести данные в другие единицы измерительной системы, следует воспользоваться школьной формулой для объема и плотности:

Р = m / V, где:

• P — насыпная плотность или степень уплотнения;
• m — расчетная масса сыпучего материала;
• V — имеющийся объем.

Для примера рассчитаем плотность произвольного типа песка весом 3,2 т или 3200 кг, занимающий в объеме 2 м 3 . Количественное значение плотности согласно формуле находится как:

Аналогично при наличии данных об объеме и известной степени плотности песка, можно найти его вес в сыром виде или в естественном состоянии влажности:

На показатель влияют следующие факторы:

1. Насыпанный обычным способом песок обладает значительно меньшей плотностью, чем уплотненный при укладке;
2. После слеживания материала определенного этапа песок различаться влажностью. Увеличение веса происходит в результате попадания в микропоры между песчинками воды;
3. На значение насыпной массы сыпучего материала влияет наличие органических добавок и грунтосодержащих примесей. Для большинства строительных растворов нужен согласно технологии приготовления мелкий наполнитель высокой степени очистки, что требует корректирования этого показателя с помощью просеивания или промывания;
4. В зависимости от породы происхождения, различают материал разной плотности, которая непосредственно влияет на вес;
5. Формы, а также фракции имеющихся зерен в большей степени определяют плотность песка. Чем более крупные фрагменты содержится в насыпи, тем большее потребуется расстояние между крупицами, заполненными воздушной прослойкой.

Расчет плотности

На стройплощадку доставляется разный тип песка. Использовать его можно как сразу после доставки, так и после определенной обработки. При хранении сыпучего материала без накрытия вне помещения постоянно меняется плотность песчинок.

На практике такие расчеты можно провести самостоятельно. Для этого берется емкость определенного объема. Например, это может быть ведро объемом 8 л. После засыпания материалов в ведро с помощью линейки выравнивается поверхность насыпной горки. Взвесив наполненное ведро, а также определив массу самой емкости, формула для расчета приобретает вид:

Р = (m₂ — m₁) / V, где:

• m₁ — вес используемой для измерения плотности образца емкости;
• m₂ — общая масса засыпанного песком ведра;
• V — объем тары, в нашем случае 8л.

Сначала необходимо преобразовать объем в кубометры, 8 л — это 0,008 м 3 . В килограммах это 0,45 кг, а наполненное ведро с песком весит 12,65 кг. Результирующая плотность определяется как:

Р = (12,65 — 0,45) /0,008 = 1525 кг/м 3 .

С помощью коэффициента уплотнения, не взвешивая песок перед использованием, можно определять его фактическую массу, которая постоянно изменяется для разных типов зернистости материала.

Для получения искомого результата необходимо умножить на коэффициент среднюю плотность стройматериала. В таблице взяты коэффициенты самых популярных типов песка. Однако данное значение высокую точность не гарантирует, обладая погрешностью от 5%. Взвешивание, которое неудобно и порой вовсе не представляется возможным, является единственным наиболее достоверным способом определения показателя плотности. На месте стройплощадки специалистам доступны к использованию любые из имеющихся методов.

При покупке материала следует тщательно рассчитывать степень влажности приобретаемого песка.

Плотность в зависимости от разновидности песка

Чаще всего в строительстве применяется карьерный, речной или строительный материал. Естественным путем образовывается речной песок, поскольку порода подвергается дроблению естественным путем, что обеспечивает песчинкам округлую форму. В этом материале минимальное количество примесей, что перед применением не требует дополнительной обработки. В зависимости от размеров зерен выделяет несколько групп:

• 2,9 — 5 — крупные;
• 2 — 2,8 — средние;
• до 2 — мелкие.

Среднее значение показателя насыпной плотности приблизительно 1650 кг/м 3 . Данный материал обладает главным преимуществом — экологичностью и безопасностью.

Стоимость такого типа песка очень высокая, поэтому согласно техническим нормам он легко может заменяться карьерным.

Этот вид материала содержит в составе различные породы — кварц, слюду, шпат. Название присваивается такое, какой именно элемент в нем преобладает. Главная область применения — это создание подсыпки, подушек для фундамента, прокладки автомобильных дорог.

Свойства песка

Вид	Плотность, кг/м 3		Пустотность, %	Модуль крупности	Водопотребность, %
	насыпная	истинная
Речной	1230	2650	53,6	3,1	12,0
Шлаковый	1320	2950	55,2	3,0	12,8

Различают также показатель истиной степени уплотнения. Данная величина определяется исключительно в лабораторных условиях. Для этого показателя пустоты и зазоры не учитывается.

Размер зерна влияет на количество вяжущего вещества для конкретного типа раствора. Чтобы конструкция получилась прочной, все пустоты должны закрываться цементом. Это повышает себестоимость бетонного или цементного состава. В карьерном песке нужно обратить внимание на степень радиоактивности. Для возведения жилых зданий необходимо пользоваться материалом этого типа только 1 класса качества.

Заключение

Показатель насыпной плотности — очень важный параметр песка, который влияет на качество и прочность будущих сооружений. Помимо этого его нужно знать для расчетов строительных смесей, требуемого количества материала. Именно поэтому данную величину игнорировать нельзя.

Источник

Определение насыпной плотности песка

Качество строительства в значительной мере определяется качеством строительных материалов, которое, в свою очередь, зависит от средств и методов контроля при их производстве.

В последнее время в технологии изготовления строительных материалов и конструкций произошли существенные изменения. Значительно расширилась номенклатура материалов, увеличилась сырьевая база строительных материалов за счет использования вторичного сырья и отходов промышленности.

Все это требует серьезного подхода к определению качества строительных материалов.

Цель лабораторных работ – углубить теоретические знания студентов в области строительного материаловедения, освоить методики определения качества строительных материалов и изделий и приобрести навыки научно-исследовательской работы.

Порядок прохождения лабораторного

1. К прохождению лабораторного практикума допускаются студенты, имеющие у себя методические указания по выполнению лабораторных работ и самостоятельно изучившие материал данной лабораторной работы.

2. Студенты не прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе в лаборатории строительных материалов к работе не допускаются.

3. Получив задание, студент изучает теоретический материал по записям лекций и рекомендуемым учебникам, изучает ход работы и знакомиться с лабораторной установкой по настоящему лабораторному практикуму.

4. После собеседования преподаватель допускает студента к проведению экспериментальной работы.

5. Все необходимые для проведения работы реактивы и материалы студент получает у лаборанта.

6. Студент ведет работу согласно лабораторному практикуму и заданию преподавателя, записывая в рабочий журнал или отдельную тетрадь все данные, наблюдения, результаты работы.

7. По окончанию работы рабочий журнал или тетрадь предъявляется преподавателю. Студент тщательно убирает рабочее место и сдает неиспользованные материалы и чистое оборудование лаборанту.

8. По результатам каждой работы студент составляет отчет. В отчете следует привести характеристику испытываемого материала, сделать краткое теоретическое введение и затем описание методики проведения опыта, привести схему установки и рабочего прибора, исходные и полученные результаты при данных условиях.

9. В заключении необходимо обобщить полученные данные на основе теоретических представлений, сравнить с данными литературных источников, сделать соответствующие выводы.

Лабораторная работа №1.

Изучение физических свойств песка

Цель работы:ознакомление с приборами и методикой оценки качества песка.

Оборудование и материалы:весы технические, мерные емкости 0,5 и 1 л, мерный цилиндр, сушильный шкаф, стандартный набор сит, металлическая линейка, песок кварцевый.

Внимание!Вначале надо выполнить пункт 1, 2 пятой части работы «Определение влажности песка».

Теоретическая часть

Введение. Заполнители для бетонов и растворов. Песок

Заполнителями для бетонов и растворов называют природные или искусственные сыпучие каменные материалы. Они являются основной составной частью бетонов и растворов. Занимая в бетоне 80-85% его объема, заполнители образуют жесткий скелет бетона и этим уменьшают его усадку и предотвращают образование усадочных трещин. Качество заполнителей в значительной мере влияет на технические свойства тяжелого бетона.

Классификация обломочных горных пород, используемых в качестве заполнителей в бетонах, приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Заполнители в бетонах

Структура обломочных пород	Размер породы	Вещественный состав	Угловатые обломки	Округлые обломки
Крупно- обломочная	>100 мм	Обломки одной или нескольких горных пород (граниты, кварциты, известняки и др.)	Глыбы	Валуны
100-10 мм	Щебень	Галька
10-2 мм	Дресва	Гравий
Средне- обломочная	2-0,1 мм	Кварц (до 90%), полевые шпаты, слюда, обломки горных пород	Пески

Песок (природный) – рыхлая смесь зерен крупностью 0,1-2,0 мм (по классификации, используемой в строительстве 0,14-5 мм), образовавшихся в результате естественного разрушения массивных горных пород. Кроме природных песков применяют искусственные, получаемые путем дробления горных пород.

Песок относится к средне-обломочным породам и состоит из кварца (90%), полевых шпатов, слюды и других горных пород. Поверхность частиц песка в зависимости от условий образований может быть гладкой или шероховатой, а форма округлой или остроугольной. Природные пески в зависимости от условий залегания могут бытьречные, морские и горные.Речные и морские пески имеют округлую форму зерен. Горные пески содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетонами.

Показатели качества песка. Для оценки качества песка, предназначенного для бетонов, в лаборатории определяют его основные показатели: насыпную плотность, истинную плотность, пустотность (пористость), влажность, содержание пылевидных и глинистых частиц, органических примесей, зерновой состав и модуль крупности.

Практическая часть

Задание на выполнение лабораторной работы №1.

1. Определить основные показатели качества песка: насыпную плотность, истинную плотность, пустотность, группу песка (по гранулометрическому составу), влажность песка.

2. Определить пригодность песка к производству бетона (по кривой просеивания).

3. Определить количество большегрузных самосвалов, необходимых для вывоза песка из карьера.

Определение насыпной плотности песка

Насыпная плотность песка – физическая величина, определяемая отношением массы песка к его занимаемому объему, в неуплотненном состоянии, т.е. вместе с порами, пустотами между зернами и содержащейся в песке влагой.Насыпную плотность песка рассчитывают по формуле:

, (2.1)

где ρ_НАС – насыпная плотность песка в кг/м 3 или в г/см 3 ; m₁ – масса цилиндра с песком в кг или г; m₂ – масса пустого цилиндра в кг или г;

V – объем цилиндра в м 3 или в см. 3

Насыпная плотность песка зависит от степени уплотнения, влажности и пустотности. Сухой и рыхлонасыпанный кварцевый песок имеет насыпную плотность 1500. 1600 кг/м 3 . При встряхивании песок уплотняется, и плотность его увеличиваться до 1600. 1700 кт/м 3 .

Самый большой объем песок занимает при влажности 5. 7%, с повышением или понижением влажности объем песка уменьшается. Насыпную плотность песка необходимо знать для расчета состава бетона, определения пустотности песка, а также для расчетов, связанных сперевозкой песка, проектированием складов, заполнителей и т.д.

Ход выполнения работы	Значение
1) Высушить 3 кг песка в сушильном шкафу при температуре 110°С до постоянной массы.
2) Просеять песок через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм.
3) Взвесить пустой цилиндр, г.	m2=. г
4) Засыпать охлажденный песок совком с высоты 10 см в цилиндр. Когда цилиндр заполнится песком с некоторым избытком в виде конуса, то следует удалить избыток песка металлической линейкой. (Осторожно без толчков и встряхиваний)
5) Взвесить цилиндр с песком, г.	m1=. г
6) Вычислить объем цилиндра по формуле: где: D – диаметр цилиндра, см; Н – высота цилиндра, см.		V=. см 3
7) Рассчитать насыпную плотность песка по формуле: Заполнить строку 2 итоговой таблицы 5.		ρНАС=. г/см 3

8) Вывод. В результате выполнения лабораторной работы определена насыпная плотность песка ρ_НАС= . г/см 3 , которая совпадает со стандартным значением 1,5-1,6 г/см 3 или т/м 3 .

Источник