Більшість будівельних робітне може обійтися без використання піску, так як він потрібний для виробництва скла, виготовлення штукатурки, бетонного розчину, цегли, пристрої дренажу, підстилаючого шару та іншого. Видобуток проводиться просіюванням, промиванням або відкритим методом. Матеріал має такі характеристики як питома вага, фракційність і насипна щільність, що впливає на кількість до ущільнення при транспортуванні в мішках або насипом самоскидом.

Основні види щільності

Пісок видобувається природним чи штучним шляхом. Частинки бувають різної фракції від 0,05 до 5 мм. Якість безпосередньо залежить від вмісту домішок пилувато-глинистого чи органічного походження, і навіть від міцності крупинок. Однак найбільш важливою є щільність у сухому стані: чим вона вища, тим міцнішим і довговічнішим буде виріб або споруда з розчину з його наявністю.

Існує три параметри, які можна виміряти дослідним шляхом, при цьому величини можуть бути незмінними або залежати від вологості, ущільнення тощо:

1. Справжня щільність- Постійна величина і характеризує вагу піску в ущільненому стані в 1 м3. Так як він виходить внаслідок переробки твердих порід, показник становить 2500 кг/м3, його вийде отримати лише за лабораторне дослідження. Дане значення щорічно перевіряють ще раз, а результати фіксуються в ГОСТ 8736-93.
2. Насипна - вказує на питому масу при природної вологостів підвішеному стані. У лабораторних умовах визначається за допомогою колби, яка засипається на 10 см. Вимірюється до ущільнення та в середньому становить 1,5 г/см3 (1500 кг/м3) та враховує не лише чисту вагу, а й обсяг порожнеч між крупинками.
3. Середня щільність – дана характеристикадодатково включає ступінь насичення вологою. Показує середньостатистична вага, яка міститься в необхідний обсяг. Як правило, вона є вищою за насипну, але не перевищує істинну. Пісок піддається вологості до 7% і визначається параметр. Якщо він досить високий, то це говорить про його відмінну морозостійкість та міцність у природних умовах експлуатації. Щоб отримати достовірніше число, продукт піддається дослідженню кілька разів.

Вологість є досить вагомою причиною, через яку питома вага різко змінюється. Якщо це значення не перевищує 10%, то матеріал може стати легшим завдяки комкування піщин. При підвищенні вологості спостерігається утворення води в порожнечі, яка витісняє повітря, внаслідок чого питома масазростає.

Найчастіше сипучі продукти не здатні повністю просохнути, тому в природних умовах зберігання та експлуатації щільність відрізнятиметься від насипної у велику сторону. Самостійно рівень вологості можна визначити дослідним шляхом. Для цього вимірюється вага певної кількості річкового піскудо і після сушіння в гарячій ємності або на листі металу, потім розраховується різниця між отриманими показниками.

Значення густини для різних видів

Щільність представлена ​​фізичною величиною, що характеризується певною кількістю речовини, що виражена в грамах або кілограмах, в одиниці об'єму. Цей показник, властивий сипучим речовинам, Серед яких і пісок, не можна визначити однозначно. Це зумовлено тим, що обсяг, в якому здатне вміститися одне й те саме його кількість, може виявитися різним. На показник впливають деякі фактори, серед них:

• ступінь трамбування;
• відсоток вологості;
• структура фракцій;
• пористість;
• наявність усіляких включень.

Визначення рівня густини

Щільність піску виступає як головний параметр, рівень якого визначає область його застосування і кінцеву міцність будівель і споруд. Характеристика, що описується, потрібна для здійснення розрахунку витрати піску, коли необхідно отримати певний обсяг будівельної суміші.

Крім того, у ряді випадків виникає необхідність перевести масу піску в об'єм чи навпаки. Якщо необхідно визначити масу 1 м 3 піску або розрахувати обсяг тонни згаданого матеріалу, потрібно зробити такі дії.

Щільність піску або будь-якого іншого матеріалу можна визначити методом розподілу маси (M) на об'єм (V), який був ним зайнятий. Так, ρ=М/V. Масу матеріалу, що займає якийсь обсяг, можна визначити, скориставшись такою формулою: M=ρ*V. А ось обсяг можна розрахувати, якщо відомий показник і маса. Так, обсяг визначається за такою формулою: V=М/ρ.

При приготуванні розчинів, сумішей і при будівництві конструкцій, в основі яких є бетон, слід використовувати пісок у заданій пропорції по відношенню до інших компонентів. Для того щоб правильно визначити частку піску в цих сумішах або конструкціях, буде необхідно точно знати, чому дорівнює його показник густини.

Якщо зробити розрахунки з помилкою, то кількість піску в загальному обсязі виявиться недостатньою або надмірною. Якщо заповнювати нестачу піску, то, швидше за все, доведеться робити це за рахунок дорожчих компонентів, що спричинить невиправдане подорожчання всієї суміші. Якщо кількості піску виявилося більше в обсязі суміші, то це стане причиною зниження якості виробів або розчину. За рахунок цього постраждає морозостійкість, стійкість до стирання та водостійкість, у результаті майстер отримає вироби чи конструкції, характеристики яких відрізнятимуться від тих, що передбачені стандартом.

Повернутись до змісту

Види показника ρ

Пісок характеризується деякими видами щільності, серед них: істинна, насипна та середня.

На рис. 1 представлена ​​таблиця, в якій можна побачити насипну щільність піску в різних станах. Якщо розглядати цей матеріал, він представлений твердою породою нерудного походження. Це пояснює те, що має показник, приблизно рівний 2500 кг/м 3 . Цей показник- Це справжня щільність. За необхідності зробити розрахунки для використання практично слід застосовувати інший показник – насипний. Він характеризує будматеріали в неутрамбованому вигляді та обчислюється з урахуванням обсягу зерен та порожнього простору, що залишається між ними. Це призводить до того, що рівень насипної щільності у всіх випадках менший за істинну. Але при здійсненні трамбування матеріалу, що знаходиться в сипучому стані, можна підвищити рівень його ρ. Так, якщо матеріал знаходиться в кузові машини, то він має природний, неутрамбований стан і йому властивий насипний рівень. Якщо відома дана величина, то є можливість визначити обсяг та масу матеріалу. Це важливо, адже ціна транспортування будматеріалу може бути розрахована не лише за вагою, а й за 1 м3 обсягу.

Щільність піску, що знаходиться в насипному стані, дорівнює 1300-1500 кг/м3. Рівень вологості зовнішнього повітря здатний впливати на об'єм матеріалу, що тягне за собою варіації рівня насипної щільності. Якщо вологість стає більшою, це тягне зниження рівня ρ матеріалу. Це пояснюється злипанням зерен. Зниження цього рівня може тривати до того часу, поки вологість досягне показника 10%. Після цього частинки вологості спричиняють збільшення обсягу рідини в будматеріалі, рівень ρ при цьому починає підвищуватися. Цю особливістьзміни показника слід брати до уваги, якщо дозування проводиться за обсягом.

Повернутись до змісту

Розрахунок насипного рівня ρ

Щоб розрахувати, яка щільність зерен в насипному стані, матеріал заздалегідь належить просіяти, застосувавши сито з розміром осередків не більше 5 мм. Після цього його необхідно помістити в мірну посудину в 1 л. При цьому його потрібно вільно засипати з висоти, яка дорівнює 10 см, утворюючи над судиною конус, який потрібно зрізати, застосовуючи лінійку. Необхідно знати, скільки важить посудина в порожньому та наповненому стані. Здійснити розрахунок насипного рівня допустимо за формулою: ρн=(m2-m1)/V. У ній m1 і m2 – це маси судини у порожньому та наповненому стані, тоді як V – це її обсяг. Таблиця може і не знадобитися, оскільки всі розрахунки можна зробити самостійно.

На рівень середнього показника впливають порожнечі і вологість. Існує залежність: при меншій кількості пір цей показник вищий. Можна припустити, що характеризує фракційний склад.

Середній його рівень відрізняється для певних видів піску. Сухий матеріал на основі кварцу в природному стані має показник щільності в межах 1500-1550 кг/м 3 тоді як при утрамбованому стані цей рівень дорівнює 1600-1700 кг/м 3 . Це вказує на те, що показник середньої густини визначається структурою фракційного складу.

Якщо вам необхідно виготовити бетон, який матиме якості високої міцності та стійкості до морозів, то слід використовувати матеріал, який має збільшену середню щільність.

При будівництві можна використовувати дані таблиць, проте слід знати про те, що в рихлому стані кварцовий матеріал має в межах 1500 кг/м 3 , але рівень може досягати позначки в 1700 кг/м 3 .

Щоб визначити насипну щільність, можна скористатися як методом вимірів, який було описано вище. До речі, як посуд можна використовувати і звичайне будівельне відро. Ці розрахунки дозволять отримати найбільш наближений до справжнього результату. Якщо використати відро, то для насипання матеріалу можна застосувати совок.

Без піску сфера будівництва просто зупиниться. Він потрібний для замісу розчину, влаштування дренажу, виготовлення цегли, бетону, штукатурки, скла. Його видобувають трьома способами: промиванням, просіюванням, відкритим способом. У нього є фізичні параметри. Наприклад, насипна щільність будівельного піску впливає на його неущільнену кількість під час доставки в мішках або насипом у кузові самоскида.

Відмінна характеристика

Розділяється пісок на 2 види:

• кар'єрний,
• річковий.

Важливим показником хорошої якостіє ступінь густини. Від неї залежить, скільки піску міститься в 1 м³. Вона, у свою чергу, залежить від вологості та пористості. Для разового домашнього будівництва цей показник не розраховується окремо, а береться середня кількість, прийнята за нормою. Однак у професійній сфері від цього параметра залежить міцність та довговічність зведених об'єктів. Крім цього, по ньому можна визначити загальну кількість сипучого будматеріалу.

Щільність природного будівельного піску дорівнює 1,3-1,8 т/м³. Така відмінність обумовлена ​​домішкою глини (чим її більше, тим вищий показник), а також його видобуток піску будівельного кар'єрного походження. Ця цифра допомагає визначити якість зернового складу, наприклад:

Як за допомогою густини розрахувати кількість?

Маса обчислюється формулою: m=Vxp (m – маса, V – об'єм, p – щільність). Припустимо, треба дізнатись його кількість у 10 м³, тоді дані підставляють таким чином:

m = 10 x 1,3 = 13 т.

Тут використовувався середній показник щільності p, що дорівнює 1,3 т/м³.

Завжди враховуйте, що недостатня щільність означає підвищену порожнечу. Тоді приготування розчину вимагатиме збільшити кількість в'яжучих. Чим це невигідно для будівництва? Збільшення обсягу в'яжучих підвищує витрати та вартість бетонного розчину. У результаті зведення об'єктів стає нерентабельним у сенсі окупності. Це важливо для будівельних фірм. У приватному домобудуванні подорожчання не вплине на витрати, адже масштаби його значно менші.

Підвищення вологості призведе до зменшення густини. Це пояснюється злипанням фракцій. При цьому зниження продовжується, поки вологість досягає 10%. Подальше зростання збільшує обсяг рідини, вона заповнює вільний простір, щільність починає збільшуватися. Постійна зміна параметра змінює якість бетонної суміші. Тут важливо, щоб норми дотримувалися під час постачання.

Як виміряти її підручним способом? У 10-літрове відро насипають пісок з висоти 10 см. Відро має заповнитись повністю з утворенням гірки. Її зрізають горизонтально для отримання гарантовано рівної поверхні наповненого відра. Дану кількість піску зважують, потім вираховують густину. Для цього здійснюють розподіл маси на об'єм: отримані кілограми переводять у тонни, поділяють на 0,01 м3. Ще точніший розрахунок отримують, якщо провести виміри двічі. Потім їх підсумовують, поділяють на 2.

Інші способи розрахунку

Ця характеристика враховується при складанні проекту на проведення земляних робіт. Сипучий виглядґрунту дозволяє застосувати метод шурфіків. Для цього виривають ґрунт у вигляді невеликого шурфіка (ями), витіснений пісок поміщають у спеціальну тару для зважування. Над шурфіком поміщається жерстяний конус, визначення щільності будівельного піску який засипається сухим піском. Далі визначається обсяг шурфіка, від якого віднімається обсяг зваженого піску. Цей спосіб досить простий, він дає лише ймовірні розрахунки, тому іноді використовують радіометричний метод. Він ґрунтується на застосуванні радіоактивного випромінювання. По можливості піску поглинати і розсіювати це випромінювання оцінюється цей параметр.

Середні додаткові величини кар'єрного піску:

• радіоактивність – 1 клас;
• насипна густина 1,4 т/м³;
• щільність зерен 2,6 г/см³;
• вміст глини 1,9%.

Середні додаткові характеристикирічкового піску:

• радіоактивність класу А (47 БК/кг);
• насипна щільність дорівнює 1,4±0,1 т/м³;
• кількість домішок – 0,1%.

Порожнеча визначається насипною щільністю. Самостійно це значення можна виміряти в такий спосіб: у мірний посуд об'ємом 1 л засипається проба і зважується. Якщо вологість занадто висока, проба поміщається в посудину об'ємом 10 л, далі значення переводяться в необхідні величини. Вміст глинистих домішок знижує щільність насипу, погіршує якість матеріалу. З піску з високим вмістом глини не можна виготовляти штукатурки, якісний бетон, різні будівельні розчини, тому що у них знижується морозостійкість та міцність.

Будівельні або ремонтні роботинерідко виробляються з використанням різних піщано-цементних розчинів, приготовлені самостійно. Якість будь-якої суміші залежить від стану її компонентів. Якщо цементу всі параметри відомі, то з піском ситуація складніше. Щільність сухого піску - важливий параметр, що багато в чому визначає якість та консистенцію розчину. Вміння розрахувати це значення так само необхідно будівельнику, як і здатність обчислити кількість матеріалів.

Для чого необхідне визначення густини сухого піску

Види піску

Пісок - це сухий сипкий матеріал, що є дрібно роздробленими гірськими породами. Розмір фракції коливається від 0,05 до 5 мм, що створює проблеми при розрахунках. склад будівельних сумішейвимагає достатньо акуратного дотримання пропорцій, інакше міцність матеріалів не відповідатиме вимогам БНіП.

Визначення щільності піску практично - дуже складне завдання. Проміжки між окремими піщинками практично не піддаються виміру, оскільки форма піщинок, отримана при різних умовахдроблення гірських порід, має складну та неправильну конфігурацію. Між кутами та гранями окремих частинок можуть бути проміжки, що значно перевищують розміром зазори між природними піщинками, чия форма ближча до сферичної.

Сухий пісок природного походження(річковий) має більш щільну структуру, тому використання одного і того ж обсягу матеріалу різного походженняабо розміру фракції дасть суміші, що відрізняються один від одного своїми параметрами. Тому дуже важливо мати найбільш коректне знання всіх параметрів компонентів суміші, маси матеріалу, його густини та інших показників.

Основні види та параметри піску

Складність у визначенні змусила запровадити поняття насипної щільності піску, що визначає величину маси на одиницю об'єму. Існує три види щільності:

• Справжня.Це показник гранично стисненого піску, що не має порожнеч між зернами.
• Насипна.Значення у зваженому та сухому вигляді.
• Середня.Це значення, що враховує наявність вологи та пористу структуру зерна. Середня щільність вища за насипну, але меншу за істинну.

Вологість - один із найважливіших факторів, що постійно змінюють стан і насипну вагу. Пісок зберігається, як правило, під просто неба, Внаслідок цього ступінь вологості починає залежати від погодних умов. Склади всіх будівельних розчинівприпускають наявність сухого матеріалу, а пісок у суміші має інші, відмінні від ідеальних, параметри. Зміна густини змушує використовувати коефіцієнти ущільнення, що коригують значення, яке має сухий пісок.

Найбільш поширені варіанти поправочних коефіцієнтів вказані в таблиці:

Середня щільність піску множиться на коефіцієнт ущільнення, і в результаті є значення, наближене до реального. Однак необхідно враховувати наявність похибки (близько 5%), що виникає через неможливість з абсолютною точністю встановити значення виправлення для кожного конкретного випадку. Точніший результат дає метод зважування, але в умовах будівельного майданчика він недоступний, тому найчастіше використовуються розрахункові показники.

Розрахунок щільності піску

Самостійне обчислення показників можна здійснити шляхом зважування. Для цього знадобляться ваги або безмін на 20-25 кг, суха ємність (можна звичайне відро). Порядок дій такий:

• Зважується порожня ємність (тара), результат записується окремо.
• Місткість повністю засипається піском. Оптимальний варіант- Засипати з гіркою, потім рівною планкою акуратно прибрати надлишок і залишити врівень з краями.
• Зважується повна ємність.
• З отриманого значення віднімається вага тари.
• Отримане значення ділиться на обсяг тари, результат переводиться у стандартні одиниці - кг/м3.

Точніші показники можна отримати, здійснивши зважування кілька разів, набираючи матеріал з різних ділянок. Необхідно пам'ятати, що будівельний пісокзберігається в умовах, що не дозволяють зберігати ту саму ступінь вологості, тому слід якнайшвидше використовувати його, або періодично виконувати повторні вимірювання та коригувати розрахунки.

Значення насипної густини для піску різних видів

Пісок, здобутий у різних місцях, має різну структуру, склад та розмір фракції. Щоб правильно розраховувати кількість компонентів у різних сумішах чи бетоні, треба враховувати значення насипної густини піску того чи іншого виду.

Зазначені значення є дійсними для сухої сировини, тому при розрахунках потрібно враховувати реальний стан і використовувати коефіцієнти ущільнення. Якщо ними знехтувати, то виникне зайва витрата, а склад розчину або бетону буде змінено, що здатне знизити міцність заливання або з'єднання будівельних конструкцій.

Пісок – це сипкий матеріал. Виміряти його справжню щільність важко – між піщинками видалити проміжки практично неможливо. Тому для піску більш застосовним є поняття насипна щільність піску. Це середнє значення ваги матеріалу на одиницю об'єму.

Поняття та значення

За визначенням насипної густини піску ховається значення маси матеріалу в сухому вигляді на одиницю об'єму, що вимірюється в кубометрах або кубічних сантиметрах.

Існує безліч видів піску за походженням, фракцією. Дрібні піщинки щільніше укладаються в об'єм, ніж великі, отже їх маса значно більша. І навпаки.

Так, пісок, здобутий з річки, зазвичай гладкий і відшліфований, має щільну структуру. Його вага на куб у середньому становить 1500-1600 кг/м 3 згідно з ГОСТ 8736-93. Піщалки з кар'єру часто пористі з гострими кутамиі гранями, такі важать набагато менше – близько 1300 кг/м3.

Фактори визначення густини

Насипна вага піску залежить від кількох факторів:

• Фракція та форма піщинок визначає щільність сипучого матеріалув більшою мірою. Чим більші фрагменти, тим більша відстань між ними залишається і навпаки. Округлі та квадратні піщинки займають більший простірніж плоскі.
• Порода походження. Чим щільніший мінерал, з якого утворився пісок, тим більша маса.
• Залишки ґрунту та органічних домішок також впливають на насипну масу піску. Технологія приготування будівельних розчинів передбачає використання дрібного дрібного наповнювача, тому даний параметр може бути скоригований промиванням або просіюванням насипу.
• Вологість після миття чи видобутку піску. Вода проникає в пори піщин та збільшує їх вагу. Насипна щільністьсухого піску до 30% менше мокрого. Принаймні висихання маса знижується, а обсяг збільшується.
• Пісок, ущільнений при укладанні, має набагато більшу щільність на одиницю об'єму, ніж насипаний у звичайному стані.

Значення маси на кубометр можна наочно відстежити у таблиці насипної щільності природного піску:

Розрахунок зміни обсягу та маси

Пісок доставляється на будівельний майданчикв різному вигляді: сухий чи вологий, річковий чи кар'єрний. Використовувати його можуть не відразу: матеріал застосовується за необхідності. Якщо насип зберігається просто неба, піщинки постійно змінюють вологість в залежності від погодних умов. Ці фактори доводиться враховувати технологам перед приготуванням робочих розчинів та засипання котлованів.

Оскільки насипна щільність піску дрібного і великого постійно змінюється, визначення фактичної маси обсягу без зважування використовують коефіцієнти ущільнення. Деякі з них відображені у таблиці:

На коефіцієнт множать середню щільність матеріалу, виходить результат, що шукається. У таблиці наведені найбільш потрібні значення k у.

Насипний коефіцієнт ущільнення піску не гарантує точного результату – похибка може становити 5 і більше відсотків. Єдиним достовірним способом визначити масу одиниці обсягу матеріалу залишається зважування, що не завжди можливе та зручне. Фахівці можуть використовувати будь-який з доступних методів визначення густини на місці.