Плотность песка строительного в кг/м3 и удельный вес – технические характеристики и свойства материала
Песок – это рыхлый материал, происходящий из осадочных горных пород, преимущественно из кварцевых зерен разной крупности (диоксид кремния – SiO₂) и шпата. Этот стройматериал применяется в жилом и промышленном строительстве, в ремонте объектов и сооружений, и в других областях народного хозяйства, связанных с созданием объектов из природных каменных материалов. Для каждой категории строительных работ необходимо использовать породы с конкретными химическими, минералогическими и гранулометрическими параметрами. Среди определяющих характеристик – плотность сыпучего строительного вещества, удельный вес в кг/м3.
Технические характеристики строительного песка ГОСТ 8735 2014
Песчаный грунт состоит из минеральных обломков с размером зерен 0,005-2,0 мм, что определяет степень его пористости. Рыхлый материал имеет пористость ≈ 47%, плотный ≤ 37%. Насыпная плотность отслеживается по коэффициенту пористости «e», основная зависимость коэффициента плотности – от объема воды и крупности гранул. Мокрый и мелкий компонент всегда плотнее, чем сухой крупнозернистый.
Характеристики:
- Крупность по модулю.
- Коэффициент фильтрации.
- Объемно-насыпной вес.
- Радиоактивность.
- Пропорции пыли, ила, глины.
Состав песка и его и свойства:
- Химический состав любого песчаного исходника (лесной, речной, карьерный, морской) – это кристаллический кремнезем (SiO)₂, глина (основные элементы – Al2O3 и SiO2), вода (H₂O), оксид железа (Fe₂O₃). Морское и речное сырье почти не имеют примесей из-за их вымывания. Естественная влажность материала лежит в пределах 5-10%;
- Минералогический состав сыпучки мелкой, средней крупности и крупной – однообразен, в нем преимущественно присутствует кварц (60-98%) и полевые шпаты в разном соотношении от 0,5% до 15%. Остальное содержание – акцессорные минералы, которые не влияют на категорию сыпучего вещества;
- Гранулометрический состав – это соотношение по объему и массе разных фракций зерен и частиц грунта.
Удельный и объемный вес
Классификация гранулометрического состава, как и лещадность щебня, проводится по размеру зерен с применением коэффициента Mk: очень крупный – 1,0-2,0 мм, крупный – 0,5-1,0 мм, средней крупности – 0,25-0,5 мм, мелкозернистый исходник – 0,1-0,25 мм, тонкозернистые породы – 0,05-0,10 мм, пыль – 0,005-0,05 мм; глина – ≤ 0,005 мм.
Таблица удельного веса:
Вид сырья | Удельная масса, кг/мЗ |
Природное | 1300-1500 |
Овражный компонент | 1400 |
Строительный рыхлый сухой | 1440 |
Стройматериал согласно требований ГОСТ 8736-93 | 1500 |
Речное чистое | |
Кварцевый высушенный исходник | |
Карьерный | |
Обогащенный | 1500-1520 |
Природный крупнозернистый | 1520-1620 |
Природный среднезернистый | 1540-1640 |
Песчано-гравийная смесь | 1530 |
Горный | 1540 |
Речной плотный | 1590 |
Морской | 1620 |
Речной | 1630 |
Кварцевый, в том числе утрамбованный | 1650 |
Намывной | |
Пылеватый | 1650-1750 |
Строительный сухой трамбованный | 1680 |
Гравелистый | 1700-1900 |
Формованный ГОСТ 2138-91 | 1710 |
Карьерный мелкозернистый | 1700-1800 |
ПГС уплотненная | 1900-2000 |
Мокрый строительный | 1920 |
Пылеватый уплотненный | 1920-1930 |
Пылеватый влагонасыщенный | 2030 |
Строительный плотный и мокрый | 2550 |
Эоловый | 2630-2780 |
Грунт с высоким содержанием кварца | 2660 |
Влагонасыщенный | 3100 |
Таблица объемной массы:
Разновидность материала | Объемная масса для 1 м3 (кг) |
Стройматериал согласно требований ГОСТ 8736-93 | 1500,0 |
Строительное сухое рыхлое | 1440,0 |
Строительное сухое плотное | 1680,0 |
Строительное влажное | 1920,0 |
Строительное влажное трамбованное | 2545,0 |
Формовочный по ГОСТ 2138-91 | 1710,0 |
Речной | 1630,0 |
Речной чистый | 1500,0 |
Речной плотный | 1590,0 |
Кварцевый | 1650,0 |
Сухое кварцевое | 1500,0 |
Кварцевая трамбованная сыпучка | 1650,0 |
Карьерное | 1500,0 |
Насыпная плотность и удельные ее показатели
Показатели насыпной массы зависят от:
- Формы и фракции зерен. Более крупные зерна будут определять меньшую плотность вещества из-за промежутков воздуха между ними;
- Породы минералов;
- Наличия остатков почвы и добавок органики;
- Процентная влажность после промывки или разработки месторождения. Насыпная плотность высушенной сыпучки ниже на 30%, чем влажной;
- Утрамбованное будет плотнее.
Вес на 1 м3 – в таблице ниже:
Вид | Параметры плотности, кг/м3 |
Обычное высушенное | 1200…1700 (зависит от типа породы и фракции) |
Кварц | 1400,0 |
Рыхлый сухой исходный компонент | 1440,0 |
Речной | 1600,0 |
Сухой утрамбованный | 1680,0 |
Влажный | 1920,0 |
Влажный утрамбованный | 2080,0 |
Коэффициент уплотнения
Насыпная плотность исходного сырья– величина переменная, и поэтому, чтобы узнать реальный вес, применяются уплотнительные коэффициенты щебня и песка kу:
Разновидность | Параметр kу |
Рыхлый сухой исходный компонент | 1,05-1,15 |
Мокрый | 1,1-1,25 |
Для организации обратной засыпки котлованов | 0,95 |
Сырье для обратной засыпки канав | 0,98 |
Для организации обратной засыпки пазух | 0,98 |
Для строительства и реконструкции подземных сооружений и объектов около автодорог и ж/д путей | 0,98-1,0 |
Чтобы узнать массу объема, средний показатель плотности kу нужно умножить на средний показатель плотности исходного. Параметр kу дает точность результата расчетов ≥ 5%.
Любое сыпучее вещество имеет высокую водопроницаемость, поэтому модуль деформации мелких фракций может изменяться в диапазоне 30-50 Мпа.
Модуль крупности
Крупность по модулю Mk согласно ГОСТ 8736-2014 – это условный параметр, при помощи которого можно рассчитать превалирующую крупность фракций:
- Объемы весом от двух килограмм и с размером фракций ≥5 мм просеивают через сито;
- Из оставшейся отсева берут 1 кг песка, и просеивают через 5 сит по очереди. Размер ячеек – 2,5-0,16 мм. Объемы не просеявшегося песка в %/кг, контролируют до тех пор, пока материал не перестанет проваливаться сквозь ячейки сит.
Параметр Mk рассчитывается по формуле:
Mk = (А х 2,5 + А х 1,25 + А х 0,63 + А х 0,315 + А х 0,16 )/100, где:
А – остаток материала на всех 5 ситах (%/кг).
Коэффициент фильтрации сухого песка
Рассчитывая фракцию и уровень очистки, пользуются модулем крупности Mk, присутствием примесей глины, вес и объем, и Kf – коэффициент фильтрации, значения которого приведены ниже:
Состав грунта | Kf | Kf |
Гравийная почва, галька | 0,125-0,175 | 0,135-0,25 |
Карьерный сыпучий | 0,175-0,3 | 0,20-0,4 |
Супесь | 0,22-0,32 | 0,28-0,5 |
Суглинок | 0,3-0,38 | 0,45-0,65 |
Глина | 0,35-0,45 | 0,55-0,75 |
Крупнообломочные грунты | 0,25 | 0,35 |
Точный расчет Kf нужен, чтобы определить водопроницаемость. Скорость протекания воды через слой исходника рассчитывают при помощи специального коэффициента – это гидравлический градиент значением 1, измеряется как м/сут. Результат – это плотность, то есть, толща материала, на которую проникла влага за 24 часа. Про плотность газобетона узнайте тут.
Класс радиоактивности
Радиоактивное состояние зависит от:
- Географии добычи. Особенно высоким значение радиоактивности может быть у карьерного стройматериала;
- Состав. В исходное могут добавляться дробленые горные породы, и они могут быть радиоактивными.
Самая низкая радиоактивность будет у естественно добытого морского и речного сырья. Наибольшую радиоактивность можно обнаружить у искусственных компонентов. Про состав и применение арболитовых блоков узнайте здесь.
Российское законодательство предписывает проводить маркировку сыпучих веществ с указанием уровня радиоактивности. Вся информация должна отображаться в результатах испытаний и в сертификатах.
Марки сырья и фракции зерен: мелкий, средний, крупнозернистый
Сыпучее классифицируется по маркам:
- Марка 800 – изверженные горные типы минералов;
- Марка 400 – метаморфические минералы;
- Марка 300 – осадочные типы.
Группа крупности и зерновой состав материала подразделяется на такие фракции:
- Крупные, размер 2,0-5,0 мм;
- Материал средней крупности с размером гранул 0,5-2,0 мм;
- Мелкофракционный материал с размером гранул ≤ 0,5 мм.
Фракции определяют дальнейшее применение по классам – первому или второму. Про удельный объем и плотность мрамора читайте в этой статье.
Виды песка в строительстве и их применение
Сырье естественного происхождения:
- Морской, речной и озерный тип.
- Эоловый (нанесенный ветром).
- Аллювиальный – намытый постоянным или прерывистым потоком воды.
- Делювиальный стройматериал – отложенный у подножьях гор и на горных склонах.
Добыча сыпучки производится на открытых месторождениях. По способам добычи получения и очистка сырье делится на:
- Материал, добытый из водоемов;
- Горные породы – овражный и карьерный песок;
- Искусственный состав.
Требования к стройматериалу определяются в ГОСТ 8736-2014 и ГОСТ 8736-93. Чаще всего используют речной, карьерный и мытый пески, так как их состав имеет высокие экологические, химические, минералогические и гранулометрические показатели. Про технические условия для негашеной комовой извести читайте по этой ссылке.
Строительный искусственный песок
Искусственное получается в процессе воздействий на горные породы или производственные отходы механическими способами:
- Сырье с основой из керамзита получают путем дробления керамзитовых гравийных пород;
- Чистый компонент получают дроблением чистого кварца;
- Перлитовая составляющая получается при измельчении вулканических минералов;
- Шлак (термозит) – материал безотходной промышленности;
- Мраморную основу получают дроблением мрамора.
При сравнении натуральных и искусственных сыпучек сырье неприродного происхождения занимает первое место по чистоте всех показателей.
Особенности добычи
Технологические приемы при добыче песка любого происхождения отличаются наполнением процессов добычи и очистки. Карьерный песок добывают сухим (открытым) и гидравлическим механизированным способом. Минимизация присутствия примесей в материале происходит при проведении вскрышных бульдозерных работ, добыча ведется экскаватором с одним ковшом. В чем разница между пенополистиролом и экструдированным пенопластом читайте в этом материале.
Добыча морского или речного песка проводится драглайнами, скреперами, землечерпалками и специальными земснарядами для отсоса грунта.
Преимущества и недостатки
Среди основных достоинств применения песка в строительстве – экологичность, текучесть, негорючесть (температура плавления – 1100С˚-1200˚С), нетоксичность, большой период разложения, низкая стоимость добычи:
- Карьерный песок – это минимальные затраты на очистку, обработку и просеивание.
- Упрощенный способ добычи любых разновидностей песка;
- Низкая себестоимость добычных технологий, дешевые расценка на хранение и доставку.
Видео
Про определение плотности песка смотрите в этом видео:
Заключение
Песок, подходящий для использования в одной сфере, может не подходить для других областей, поэтому рекомендуется изучить характеристики материала, чтобы они соответствовали его назначению:
- Из карьерного и мытого речного исходного компонента не делают растворы и штукатурные смеси, так как в составе есть много примесей, которые следует удалять.
- Себестоимость добычи и других подготовительных процессов определяет область применения.
- Качество материала ограничивает его применение до определенных узкопрофильных отраслей.
- Форма и фракция зерен определяют применение сыпучки, как отдельного материала, или в составе с другими добавками.
- Дробленые горные породы излучают завышенный радиационный фон, что также сказывается на ареале использования.