Определение насыпной плотности песка: Плотность песка кг м3: сухого и влажного, истинная и насыпная, ГОСТ по определению

Насыпная плотность песка: определение, зависимость, расчет

Главная  »  Стройматериалы  »

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/м³.

Содержание

• Определение показателя
• Зависимость
• Расчет
• Плотность в зависимости от разновидности песка
• Свойства материала

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:

Р = 3200 / 2 = 1600 кг/м³.

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

m = Р / V.

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 м³. 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/м³.

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/м³. 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/м3		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.

Популярное

Как определить плотность песка строительного кг/м3

От автора: здравствуйте, уважаемый читатель. Из данной статьи вы узнаете, как определяется истинная плотность песка строительного кг/м³. Зачем это нужно? — прежде всего — затем, чтобы не быть обманутым при закупке данного стройматериала. Ведь, действительно, определить, сколько конкретно тонн песка для строительных работ вам привезли, — довольно затруднительно. Вы же не будете взвешивать машину, не так ли? И вот, довольно часто поставщики строительных материалов этим пользуются, просто-напросто — недосыпая песок.

Но знание данного критерия важнó не только по причине возможного обмана. Дело в том, что при строительстве, в принципе, важно знать, сколько материала потребуется, скажем, чтобы залить фундамент или перекрытие. Ведь если вдруг не хватит — это может обернуться настоящей катастрофой, особенно, если сдать объект необходимо в кратчайшие сроки.

А начнем мы, пожалуй, с общих определений, чтобы правильно ввести вас в курс дела. Суть в том, что насыпная плотность песка строительного измеряется в зависимости от того, насколько материал уплотнен. С цементом примерно та же ситуация: чем он старше, — тем выше его плотность, так как со временем любое сыпучее вещество «скучивается». Аналогию можно провести даже с обычной мукой, что используется для выпечки.

Из этого следует, что один и тот же объем сыпучего вещества может иметь разную плотность (а, следовательно, — разное количество).

В первоначальном же состоянии (без уплотнения) — материал можно охарактеризовать термином «истинная насыпная плотность».

Стало быть, — насыпная плотность — это плотность материала в состоянии, при котором он не подвергался уплотнению. То есть, — при определении этого значения — необходимо брать во внимание не только объем песчинок (или частей другого стройматериала), но и расстояние, на которое они удалены друг от друга. Из этого — делаем вывод, что насыпная плотность в несколько раз меньше обычной плотности материала.

После того, как материал уплотнится (а зависит это прежде всего — от условий, в которых он хранится и от времени), — плотность его уже перестает быть насыпной. Она становится выше.

Зачем нужно знать, какова плотность песка (природного) для строительных работ? Прежде всего — для сопоставления объема и массы строительного материала. Цена на сыпучие вещества может быть указана не только за 1 т (тонну), но и в кубических метрах. Да и при приготовлении строительного раствора — пропорции вещества могут понадобиться не в весе, а в объеме.

Ниже представлена небольшая таблица, в которой во второй колонке представлена насыпная плотность песка строительного (кг/м³), а в третьей — количество кубов в 1 т.

Важно! С увеличением плотности — увеличивается и несущая способность.

От чего зависит плотность?

Содержание статьи:

Плотность сыпучего вещества (в данном случае — песка) прежде всего зависит от его происхождения и состояния. Таблица ниже демонстрирует нам принципиальные различия насыпной плотности различных видов сыпучего стройматериала.

Как определить насыпную плотность?

Данный показатель, как правило, определяется в лабораторных условиях. По сути, — материал просто взвешивается с использованием мерных сосудов (1 л и 10 л). Литровая ёмкость используется для определения плотности в состоянии, при котором материала не подвергался уплотнению песок высушивается до постоянной своей массы и пропускается сквозь сито, диаметр отверстий которого составляет 5 мм.

Десятилитровая ёмкость используется, когда необходимо определить интересующий нас показатель материала, что содержится в партии. Таким образом мы можем перевести единицы пассы в единицы объема.

В данном случае материал специально не высушивается. Он берется в состоянии влажности, присущей естественному состоянию. Он также пропускается через аналогичное сито (диаметр отверстий — 5 мм).

Процедура определения плотности выглядит так: уже просеянный материал насыпается в мерный сосуд с высоты ±10 см. Для этого следует использовать совок. Когда сосуд будет заполнен, — горку следует снять при помощи металлической линейки. Уровень высоты песка должен быть вровень с краями мерного сосуда. Далее — этот мерный сосуд вместе с содержимым следует взвесить на точных весах. Само собой разумеется, что нас интересует исключительно чистый вес содержимого, потому вес ёмкости следует вычесть.

Чтобы перевести единицы массы в единицы объема, — процедура, в сущности, всё та же. Как, впрочем, и оборудование. Но вот только насыпать материал нужно уже не с 10 см, а со 100 см.

Ниже приведена формула, по которой и определяется интересующий нас показатель.

В данном γн — это показатель плотности, m1 — это масса мерного сосуда без содержимого, m2 — общая масса, а V — соответственно, объем.

Чтобы наглядно ознакомиться с процедурой определения, — посмотрите видео, представленное ниже, где исследования проводятся в виртуальной лаборатории, в идеальных условиях.

Заключение

На этом всё, уважаемый читатель. Спасибо, что ознакомились со статьей. Сегодня мы узнали, как определить насыпную плотности, а также — выяснили, зачем это делать. Для удобства и ясности — мы привели таблицу и формулу. Надеюсь, что изложенные материалы оказались для вас полезными.

Если вас интересует другой строительный вопрос, — воспользуйтесь навигацией по сайту для поиска нужной информации. Уверен, здесь найдется то, что вам нужно. Удачи и до новых встреч на Seberemont, дорогой читатель.

Объемная плотность — измерение | Информационные бюллетени

Ключевые моменты

• Насыпная плотность – это вес почвы в заданном объеме.


• Почвы с объемной плотностью выше 1,6 г/см3, как правило, ограничивают рост корней.


• Объемная плотность увеличивается с уплотнением и имеет тенденцию к увеличению с глубиной.


• Песчаные почвы более склонны к высокой объемной плотности.


• Насыпная плотность может использоваться для расчета свойств почвы на единицу площади (например, кг/га).

 

Справочная информация

Объемная плотность почвы (BD), также известная как сухая объемная плотность, представляет собой массу сухой почвы (M _{твердых веществ} ), деленную на общий объем почвы (V _почвы ). Общий объем почвы представляет собой объединенный объем твердых частиц и пор, которые могут содержать воздух (V _воздух ) или воду (V _вода ) или и то, и другое (рисунок 1). Средние значения содержания воздуха, воды и твердого вещества в почве легко измерить, и они являются полезным индикатором физического состояния почвы.

Почва BD и пористость (количество поровых пространств) отражают размер, форму и расположение частиц и пустот (структура почвы). И BD, и пористость (V _пор ) дают хорошее представление о пригодности для роста корней и проницаемости почвы и жизненно важны для системы почва-растение-атмосфера (Cresswell and Hamilton, 2002; McKenzie et al. , 2004). ). Обычно желательно иметь почву с низким BD (<1,5 г/см ³ ) (Hunt and Gilkes, 19).92) для оптимального движения воздуха и воды через почву.

 

вода ).

 

Измерение объемной плотности

Измерение объемной плотности можно выполнить, если вы подозреваете, что ваша почва уплотнена, или в рамках планов управления удобрениями или орошением (см. информационный бюллетень «Насыпная плотность — использование на ферме»). Чтобы учесть изменчивость, полезно провести несколько измерений в одном и том же месте с течением времени и на разных глубинах в почве, например, на глубине 10, 30 и 50 см, чтобы посмотреть как на поверхность почвы, так и на недра. Также полезно измерять объемную плотность при сравнении методов управления (например, возделываемых и невозделываемых), поскольку физические свойства почвы часто изменяются (Хант и Гилкес, 19).92).

Наиболее распространенный метод измерения BD почвы заключается в сборе известного объема почвы с помощью металлического кольца, вдавленного в почву (неповрежденная сердцевина), и определении веса после высыхания (McKenzie et al. , 2004).

 

 

Отбор проб почвы

Этот метод лучше всего подходит для влажных почв без гравия. При отборе проб летом можно смочить почву вручную, чтобы сохранить нетронутым керн насыпной плотности. Для этого поместите бездонный барабан на почву и залейте водой, дав возможность естественному увлажнению в течение 24 часов.

Используя соответствующие инструменты (см. информационную рамку), подготовьте ненарушенную плоскую горизонтальную поверхность в почве лопатой на той глубине, на которой вы хотите взять пробу. Вдавите или осторожно вбейте стальное кольцо в почву. Для защиты кольца можно использовать деревянный брусок. Не вдавливайте кольцо слишком далеко, иначе почва уплотнится. Выкопайте вокруг кольца, не нарушая и не рыхляя почву, содержащуюся в нем, и осторожно удалите его с неповрежденной почвой (рис. 2). Удалите излишки почвы за пределами кольца и срежьте все растения или корни на поверхности почвы ножницами). Насыпьте почву в полиэтиленовый пакет и закройте его, отметив дату и место взятия образца. Распространенными источниками ошибок при измерении BD являются нарушение почвы при отборе проб, неточная обрезка и неточное измерение объема кольца. Гравий может затруднить обрезку керна и дать неточные значения, поэтому лучше взять больше образцов, чтобы таким образом уменьшить ошибку.

 

Рис. 2: Кольцо объемной плотности с неповрежденным грунтовым ядром внутри.

 

Расчеты

Объем почвы

Объем почвы = объем кольца

Для расчета объема кольца:

i. Измерьте линейкой высоту кольца в сантиметрах с точностью до миллиметра.

ii. Измерьте диаметр кольца и уменьшите это значение вдвое, чтобы получить радиус®.

III. Объем кольца (см ³ ) = 3,14 x r ² x высота кольца.

Если диаметр кольца = 7 см и высота кольца = 10 см. Объем кольца = 3,14 x 3,5 x 3,5 x 10 = 384,65 см ³

Вес сухого грунта

Для расчета веса сухого грунта почвы:

i. Взвесьте жаростойкий контейнер в граммах (W ₁ ).

ii. Аккуратно удалите всю почву из пакета в контейнер. Подсушите грунт 10 минут в микроволновке или 2 часа в обычной духовке при 105ºC.

III. Когда почва высохнет, взвесьте образец на весах (W ₂ ).

iv. Масса сухой почвы (г) = W ₂ – W ₁

Насыпная плотность

Насыпная плотность (г/см ³ ) = Масса сухой почвы (г) / Объем почвы (см ³ )

Насыпная плотность обычно выражается в мегаграммах на кубический метр (Мг/м ³ ), но также используются численные эквиваленты г/см ³ и т/м ³ (1 Мг/м ³ = 1 г/см ³ = 1 т/м ³ ) (Cresswell and Hamilton, 2002).

 

Критические значения для уплотнения

Критическое значение объемной плотности для ограничения роста корней зависит от типа почвы (Hunt and Gilkes, 1992), но в целом объемная плотность более 1,6 г/см ³ имеет тенденцию ограничивать рост корней роста (McKenzie et al. , 2004). Песчаные почвы обычно имеют более высокую объемную плотность (1,3–1,7 г/см ³ ), чем мелкие илы и глины (1,1–1,6 г/см ³ ), потому что они имеют больше, но меньше пор. В глинистых почвах с хорошей структурой поровое пространство больше, потому что частицы очень маленькие, и между ними помещается множество мелких пор. Почвы, богатые органическим веществом (например, торфяные почвы), могут иметь плотность менее 0,5 г/см ³ .

Объемная плотность увеличивается при уплотнении (см. информационный бюллетень «Подповерхностное уплотнение») на глубине и в очень плотных грунтах или сильно затвердевших горизонтах может превышать 2,0 г/см ³ (NLWRA, 2001; Cresswell and Hamilton, 2002).

 

Почвы с крупными фрагментами

Фракция почвы, прошедшая через сито с размером ячеек 2 мм, представляет собой мелкоземную фракцию. Материал, остающийся на сите (частицы > 2 мм), представляет собой крупные фрагменты и гравий. Наличие гравия оказывает существенное влияние на механические и гидравлические свойства почвы. Общее поровое пространство уменьшается в почве с большим количеством гравия, и растения более восприимчивы к воздействию засухи и заболачивания. Если в почве больше 10 % гравия или размер камней больше 2 см, обычные показания насыпной плотности будут неточными, так как насыпная плотность большинства крупных фрагментов составляет 2,2–3,0 г/см 9 .0044 3 (Маккензи и др., 2002). Это важно учитывать при использовании измерений объемной плотности для расчета уровней питательных веществ в расчете на площадь, так как это может привести к переоценке.

Метод экскавации или замены воды полезен для почв, которые слишком рыхлые, чтобы собрать неповрежденный керн или комок, или для почв, содержащих гравий. Как неповрежденный комок, так и методы раскопок подробно описаны Крессвеллом и Гамильтоном (2002).

См. информационный бюллетень «Объемная плотность — использование на ферме» для получения информации об интерпретации результатов объемной плотности и использовании ее для расчета общего содержания питательных веществ и углерода.

 

Дополнительная литература и ссылки

Cresswell HP and Hamilton (2002) Анализ размера частиц. В: Физические измерения и интерпретация почвы для оценки земли . (Редакторы NJ McKenzie, HP Cresswell и KJ Coughlan) Издательство CSIRO: Collingwood, Victoria. стр. 224-239.

Хант Н. и Гилкс Р. (1992) Справочник по мониторингу ферм . Университет Западной Австралии: Недлендс, Вашингтон.

Маккензи Н., Кофлан К. и Крессвелл Х. (2002) Физические измерения и интерпретация почвы для оценки земли . Издательство CSIRO: Коллингвуд, Виктория.

McKenzie NJ, Jacquier DJ, Isbell RF, Brown KL (2004) Почвы и ландшафты Австралии. Иллюстрированный сборник . Издательство CSIRO: Коллингвуд, Виктория.

NLWRA (2001) Австралийская сельскохозяйственная оценка 2001. Национальный аудит земельных и водных ресурсов.

 

Авторы: Кэтрин Браун (Университет Западной Австралии) и Эндрю Уэрретт (Департамент сельского хозяйства и продовольствия, Западная Австралия).

 

Этот информационный бюллетень на сайте www. soilquality.org.au был профинансирован программой «Здоровые почвы для устойчивых ферм», инициативой Фонда природного наследия правительства Австралии в партнерстве с GRDC и регионами WA NRM Совета по водосбору и NRM Южного побережья, через Национальный план действий по солености и качеству воды и инвестиции в Национальную программу по уходу за землей WA и правительства Австралии.

Главный исполнительный директор Департамента сельского хозяйства и продовольствия штата Западная Австралия и Университет Западной Австралии не несут никакой ответственности по причине небрежности или иным образом вытекающим из использования или разглашения этой информации или любой ее части.

Ассоциация кремнезема и формовочных песков (SAMSA), часть Ассоциации минеральных продуктов (MPA)

Для измерения отношения объема к весу для влажного или сухого песка используются два метода:

Метод быстрого определения — сухие пески

Аппарат

Мерный цилиндр 100 мл, точность деления 1 мл

Весы с допуском ± 1 г.

Метод

Сухой песок известной массы (X) граммов помещается в мерный цилиндр. Его осторожно наклоняют в одну сторону, а затем возвращают в вертикальное положение – затем показание в мл берется от верхней части уровня песка (показание А).

Затем мерным цилиндром несколько раз осторожно постукивают по столу или линейкой до тех пор, пока уровень песка не станет постоянным; затем это записывается {Чтение B).

Затем результаты выражаются в объемной плотности для рыхлого и уплотненного состояния, т.е.

Метод точного определения — влажный или сухой песок

Аппарат

Цилиндрический металлический контейнер объемом 3 л

Металлический стержень для трамбовки

Большая ложка

Весы ± допуск Ig

Метод 1 — неуплотненный

Наполнить тарированную трехлитровую емкость сухим песком до отказа с помощью большого черпака, высыпая с высоты не более 50 мм над емкостью. Удалите лишний песок поверочной линейкой с верхней части контейнера и взвесьте массу песка (A) кг, оставшуюся в контейнере.

Насыпная плотность без уплотнения = A / 0,003 = кг/м ³

Метод 2 — уплотненный

Заполните тарированный трехлитровый контейнер примерно на одну треть сухим песком, как описано в методе 1. Ударьте, чтобы выровнять поверхность песка, а затем уплотните, позволив трамбовочному стержню свободно падать с высоты 50 мм над поверхностью песка с достаточное количество капель для покрытия всей площади поверхности. Добавьте такое же количество песка и повторите упражнение. Наконец, заполните контейнер до краев и повторите упражнение еще раз. Удалите лишний песок поверочной линейкой с верхней части контейнера и взвесьте массу песка (B) кг, оставшуюся в контейнере.

Насыпная плотность в уплотненном виде = B / 0,003 = кг/м ³

Испытания можно также использовать для определения насыпной плотности влажного песка, когда также может быть полезно определить и указать содержание влаги.