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.

Абсолютно чистого исходника в природе не встречается – всегда присутствуют примеси в виде глины, чернозема, силикатов и других минералов. Поэтому в строительстве рекомендуется использовать сеяный материал.

Характеристики:

1. Крупность по модулю.
2. Коэффициент фильтрации.
3. Объемно-насыпной вес.
4. Радиоактивность.
5. Пропорции пыли, ила, глины.

Состав песка и его и свойства:

1. 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%;
2. 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;
3. 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 M^k: 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:

Таблица объемной массы:

Насыпная плотность и удельные ее показатели

Насыпная плотность – это соотношение веса сыпучки к объему вещества в см3 или м3.

Показатели насыпной массы зависят от:

1. Формы и фракции зерен. Более крупные зерна будут определять меньшую плотность вещества из-за промежутков воздуха между ними;
2. Породы минералов;
3. Наличия остатков почвы и добавок органики;
4. Процентная влажность после промывки или разработки месторождения. Насыпная плотность высушенной сыпучки ниже на 30%, чем влажной;
5. Утрамбованное будет плотнее.

Вес на 1 м³ – в таблице ниже:

Коэффициент уплотнения

Насыпная плотность исходного сырья– величина переменная, и поэтому, чтобы узнать реальный вес, применяются уплотнительные коэффициенты щебня и песка k_у:

Чтобы узнать массу объема, средний показатель плотности k_у нужно умножить на средний показатель плотности исходного. Параметр k_у 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 M_k согласно ГОСТ 8736-2014 – это условный параметр, при помощи которого можно рассчитать превалирующую крупность фракций:

1. Объемы весом от двух килограмм и с размером фракций ≥5 мм просеивают через сито;
2. 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 M_k рассчитывается по формуле:

M_k = (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 M_k, присутствием примесей глины, вес и объем, и K_f – коэффициент фильтрации, значения которого приведены ниже:

Точный расчет K_f 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:

1. Географии добычи. Особенно высоким значение радиоактивности может быть у карьерного стройматериала;
2. 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:

1. Марка 800 – изверженные горные типы минералов;
2. Марка 400 – метаморфические минералы;
3. Марка 300 – осадочные типы.

Группа крупности и зерновой состав материала подразделяется на такие фракции:

1. Крупные, размер 2,0-5,0 мм;
2. Материал средней крупности с размером гранул 0,5-2,0 мм;
3. 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:

1. Морской, речной и озерный тип.
2. Эоловый (нанесенный ветром).
3. Аллювиальный – намытый постоянным или прерывистым потоком воды.
4. 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:

1. Материал, добытый из водоемов;
2. Горные породы – овражный и карьерный песок;
3. 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:

1. Сырье с основой из керамзита получают путем дробления керамзитовых гравийных пород;
2. Чистый компонент получают дроблением чистого кварца;
3. Перлитовая составляющая получается при измельчении вулканических минералов;
4. Шлак (термозит) – материал безотходной промышленности;
5. 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

Речные и морские компоненты не требуют и очистных мероприятий;

Среди основных достоинств применения песка в строительстве – экологичность, текучесть, негорючесть (температура плавления – 1100С˚-1200˚С), нетоксичность, большой период разложения, низкая стоимость добычи:

1. Карьерный песок – это минимальные затраты на очистку, обработку и просеивание.
2. Упрощенный способ добычи любых разновидностей песка;
3. 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:

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.