Определение плотности песка: ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний (с Изменениями N 1, 2, с Поправкой)

Содержание

Какая бывает плотность песка? Методы определения плотности

  • Показатель истинной или идеальной плотности — отображает соотношение массы идеально сухого песка к объему размером в 1 куб.м, его   измеряют в кг/м3. Объем пустот не учтен и показывает массу песка в сжатом виде. Значение показателя истинной плотности для различного сыпучего сырья обычно остается неизменным.
  • Уровень насыпной плотности — более полно характеризует состояние сыпучего материала, поскольку соотношение веса к объему в данном случае учитывает присутствие воздуха. Насыпная плотность обычно отличается от показателей истинной или средней, особенно если песок очень влажный. Но в период перегрузки и транспортировки материала потребителю, является очень важной характеристикой.
  • Средняя плотность — наиболее полно отображает потребительские свойства материала, влияющие на объем будущих строительных смесей и реальный расход сырья. Данная плотность отображает вес 1 кубического метра песка с учетом влажности и пористой структуры его зерна. Мелкие и влажные фракции сыпучего материала имеют повышенный показатель плотности, а крупные и сухие - более низкую среднюю плотность. Кроме того, при исчислении данного показателя, учитывают, насколько материал утрамбован. В целях уменьшения уровня погрешности, данную плотность чаще измеряют лабораторным путем непосредственно в месте хранения материала.

В зависимости от условий добычи, обработки, хранения, транспортировки, изменяются физические свойства песчаной массы, в том числе и ее плотность. Охарактеризуем основные факторы, свойственные именно песочной массе:

  1. Величина зерен (модуль крупности) — поскольку песок образуется путем разрушения горных пород, то его частицы значительно колеблются в своих размерах, составляющих в среднем от 0,14 до 5 мм. Чем мельче крупинки, меньше примесей, тем плотнее его масса. В строительстве широко используются все фракции материала — от цементных растворов и смесей различного назначения до тяжелых бетонных смесей с наполнителями.  
  2. Уровень пористости песчинок и степень уплотнения — отображают наличие пустот в песчаной насыпи и в самом материале. Рыхлое состояние песка характеризуется показателем пористости до 47%, а более уплотненное — в пределах 37%. По мере высыхания и учащения вибрации при перемещении, значительно снижается рыхлость и повышается удельный вес. Обычно используемый коэффициент пористости для мелкозернистого песка составляет 0,75, а для крупнозернистого и фракций среднего размера — 0,55. Хорошо уплотненный песок, применяемый для подсыпки и выравнивания, способен выдерживать высокие нагрузки и распределять напряжение, приходящееся на фундамент.
  3. Степень увлажненности песка значительно влияет на его массу в 1 куб. метре.  Все приводимые в справочниках уровни плотности, рассчитываются, исходя из идеального уровня влажности примерно на уровне 3-5%. С возрастанием уровня влажности более 10%, промежутки между песчинками активно заполняются водой, вытесняющей воздух, что в конечном счете приводит к увеличению веса и искажению параметров материала.
  4. Присутствие значительного объема посторонних примесей может значительно повлиять не только на качество сырья для бетона и раствора, но и увеличить плотность и массу песка. Это приводит к необоснованному удорожанию неочищенного материала и к непроизводственным затратам по его доведению до кондиции непосредственно на строительной площадке.
  Карьерный и речной песок

Имея ведро емкостью 10 л, можно легко и быстро определить плотность партии песка. Достаточно с большой высоты, порядка 10 метров, насыпать в него порцию песка с горкой. Затем верхнюю часть убираем до ровного края и взвешиваем оставшийся материал брутто. Отняв массу ведра, получаем чистый вес песка. Теперь достаточно разделить его на объем ведра — 0,01 куб. м и получить показатель плотности нашего песка в кг/м3. Но это всего лишь запасной вариант, а в идеале наши сотрудники предоставят вам исчерпывающий перечень характеристик любого сыпучего сырья. Оставьте заявку, и специалист рассчитает:

  • необходимый вам объем строительных материалов;
  • стоимость транспорта для перевозки;
  • количество материала, необходимого для приготовления бетона для будущей бетонной конструкции.

Позвоните нашему менеджеру и уточните детали отпуска и доставки нерудного сырья в любую точку Санкт-Петербурга и области.

Способы определения плотности песка сухого

Оглавление:
  • Основная характеристика строительного материала
    • Каким образом плотность строительного песка зависит от структуры его зерен
    • Характеристика средней плотности строительного материала
    • Как правильно вычисляют насыпную плотность
  • Определение насыпной плотности сухого строительного песка
    • Как сделать точные вычисления

Плотность сухого песка может изменяться, что определяется степенью его уплотнения, поскольку одинаковое количество данного вещества может занимать различный объем. Данный показатель представляет собой физическую величину любого строительного материала, вычисляемую путем деления массы на объем, которая выражается в г/см³ или кг/м³.

Для определения насыпной плотности песка его необходимо высушить при температуре не менее 110° C.

Чтобы определить насыпную плотность сухого песка, его следует сушить с учетом температуры в 105-110° C, пока он не будет иметь постоянную массу. Находясь в естественном состоянии, сыпучие вещества имеют насыпную плотность, поскольку их структура является неуплотненной. Исследуемый параметр связан с объемом частиц, содержащихся в данном веществе, который берется с учетом пространства между зернами. Поэтому его значение всегда будет меньше величины обычного показателя.

Основная характеристика строительного материала

Расчет количества песка через его плотность.

Исследуемая величина параметра характеризует количество строительного компонента, выраженное в г или кг, приходящееся на единицу его объема, измеряемую в см³ либо м³. Определить однозначно данный показатель затруднительно, поскольку он является зависимым от нескольких характеристик:

  1. Степени уплотнения.
  2. Влажности.
  3. Пористости.
  4. Структуры зерен.
  5. Наличия в составе разных примесей.

Данный параметр позволяет увеличить качество прочности возводимых зданий и сооружений в процессе строительства. Учитывая его, можно получить наиболее точные расчеты материальных затрат, когда тот или иной компонент необходим в известном объеме для получения строительного раствора. Поскольку при проведении строительных работ часто необходимо решать задачу, связанную с переводом массы используемого материала в объем, а также наоборот, то необходимо определить массу 1 м³ или объем 1 т сыпучего вещества.

Чтобы проводить данные виды расчетов, обязательно следует брать во внимание (П) плотность. Ее вычисляют по формуле: П = М / V, отсюда масса (М) определяется по формуле: М = П * V. Формула определения объема (V) вещества имеет вид: V = M / П.

Все вещества и компоненты, входящие в состав строительных растворов, смесей, содержатся в них в определенном соотношении. К примеру, правильный расчет доли песка в строительных смесях требует определения точного значения исследуемого параметра. Если его неправильно вычислить, то потребуется компенсировать недостаток сыпучего вещества другими компонентами. Они могут иметь более высокую стоимость.

Кривая изменения объема песков в зависимости от их влажности.

Обязательно необходимо делать верные расчеты всех показателей, связанных с количеством, долей основного строительного компонента в V раствора. Если его количество превысит норму, то характеристики качества строительного раствора способны снизиться. Это произойдет и тогда, когда объема используемого сыпучего вещества будет недостаточно. Все это повлияет на определенные свойства раствора, такие как:

  1. Морозостойкость.
  2. Прочность.
  3. Водостойкость.
  4. Устойчивость к истиранию.

Все характеристики будут иметь существенные расхождения со стандартом. Важно не допустить необоснованное удорожание используемой в процессе строительства смеси.

Вернуться к оглавлению

Каким образом плотность строительного песка зависит от структуры его зерен

Утверждение, которое связано с тем, что величина плотности сыпучего вещества находится в прямой зависимости от структуры зерна, является правильным. Слишком высокое значение показывает, что зерна, составляющие структуру песка, являются плотными, прочными и морозостойкими. Именно такой строительный компонент можно применять при изготовлении высокопрочных бетонов, обладающих повышенным уровнем морозостойкости.

Основные различия в плотности.

Определить крупность карьерного сухого песка можно без особого труда. Для этого берут сито для просеивания. Оно представляет собой ящик, потребуется взять несколько таких ящиков, вставленных друг в друга. Когда вещество насыпано в них, то сито следует болтать из одной стороны в другую. Вся процедура, выполняемая в одиночку, займет около 5 минут. После этого потребуется взвесить сухие остатки из сита, вычислив крупность.

Если сыпучее вещество уплотняется, то значение исследуемого показателя увеличивается, поэтому исследуемую величину уже нельзя назвать насыпной. Если компонент уложен в мешок, то есть находится в определенной таре, то его структура является неуплотненной. Она имеет свою насыпную плотность. При известном значении данной характеристики можно связать массу с объемом сыпучего вещества, поскольку цена на него указывается не только лишь за одну тонну, но и за один кубический метр. Аналогично указывается и количество продукции, используемой для строительства.

Песок имеет насыпную плотность, составляющую от 1300 до 1500 кг/м³, что определяется влажностью среды. При этом характеристики компонента меняются, а это влияет на данный параметр. К примеру, при влажности в 3-10% происходит его снижение в сравнении с характеристиками, свойственными сухому песку.

Вернуться к оглавлению

Характеристика средней плотности строительного материала

Различаются следующие типы параметра плотности для сухого песка: истинный, насыпной и средний.

Важнейшей характеристикой, которая зависит от пустотности и влажности, является параметр, который называется средняя плотность песка.

Характеристики сухого кварцевого песка.

Он представляет собой нерудную породу, которая является твердой, поэтому и плотность его приблизительно одинаковая. Она является истинной, составляет 2500 кг/м³. Уровень пустотности предполагает обратную зависимость от средней плотности вещества. Это свойство позволяет оценивать качество зерна в его структуре.

Удельным весом является то количество вещества, которое помещается в единице объема. Плотность песка в какой-то мере является его весом, поэтому для него выделяют удельный показатель данной характеристики, которая является истинной, относится в большей степени к теоретическому понятию, а на практике такие значения встречаются очень редко.

Все зависит от способа, благодаря которому мельчайшие частички песка или его зерна соединяются между собой при его укладке в емкость. От исследуемого показателя структуры сыпучего компонента при его заполнении определенной емкости зависит расстояние между зернами и значение его удельного веса.

Истинный показатель удельной плотности можно рассчитать лабораторным путем, а обычные расчеты проводятся с использованием специальных таблиц. Если вещество требуется дозировать по объему, то данный показатель учитывается в первую очередь. Он зависит от того, какой объем глины содержится в структуре строительного компонента.

Показатель коэффициент фильтрации песка по сравнению с другими наполнителями.

Если песок является сухим и очищенным, то исследуемый параметр равен 1300 кг/м³. При содержании в нем влаги или глины в большом количестве плотность песка превышает аналогичный параметр для его сухого состояния, составляя при этом 1800 кг/м³.

К примеру, исследуемый показатель сухого кварцевого песка составляет от 1500 до 1550 кг/м³, что характерно для его рыхлого состояния. Значение его средней плотности принимает различные величины. Для наименьшего значения характерен уровень влажности, составляющий 5-7%, что необходимо учитывать, если его дозировка является обычной. Если его средняя плотность компонента при рыхлой структуре равняется 1500 кг/м³, то в уплотненном состоянии параметр может увеличиться до 1700 кг/м³.

Если вещество является уплотненным, то показатель составляет 1600-1700 кг/м³. Здесь наблюдается зависимость среднего показателя от структуры зерен строительного материала. К примеру, при увеличенном показателе, составляющим более 1550 кг/м³, в состав материала будут входить прочные и плотные зерна, устойчивые к морозу. На практике песок, обладающий повышенной средней плотностью, используется для изготовления бетонов, обладающих высокой прочностью и морозостойкостью.

Вернуться к оглавлению

Как правильно вычисляют насыпную плотность

Если сыпучий материал уплотняется, то увеличивается его плотность. Если песок, находящийся в кузове грузового автомобиля, имеет естественное, неуплотненное состояние с определенной насыпной плотностью, то при ее заданном значении реально вычислить и массу песка, и его объем.

Физико-технические свойства применяемых при испытаниях песков.

На практике используют насыпной вес и значение насыпной удельной величины исследуемого параметра для определенного количества сыпучего вещества, насыпанного в емкость размерами 1х1х1 метр. Определение его удельного веса производится на основе известного значения модуля крупности.

Для мелкого речного песка характерна большая величина исследуемого параметра, чем для крупнозернистого строительного материала. Его уровень влажности тоже влияет на удельный вес. Для него свойственна и величина удельного веса, равная от 1200 до 1700 кг/м³. В конечном итоге на данные показатели влияют следующие свойства: минеральный состав сыпучего материала, его фракция и степень влажности.

Если степень влажности среды повышается, то плотность песка, находящаяся в нем, снижается, а причиной этому является слипание фракций. Показатель уменьшается, пока уровень влажности не будет равным 10%. Отличает влажный от сухого песка его низкая плотность и увеличенный объем. Затем происходит процесс увеличения жидкости в структуре компонента, а также возрастание исследуемого показателя из-за покрытия каждой песчинки тонким слоем жидкости. Данная особенность должна быть учтена при дозировании строительного материала по его объему. При повышении уровня влажности происходит наполнение водой межзерновых пустот и вытеснение воздуха, исследуемый показатель опять увеличивается.

Вернуться к оглавлению

Определение насыпной плотности сухого строительного песка

Зерновой состав песков различных групп.

Когда песок высушен, то его следует насыпать в емкость с заданным объемом, чтобы взвесить. Получив его массу без учета массы емкости, результат делят на объем посуды. Полученное частное и будет представлять насыпную плотность песка. Следует повторить все действия трижды, чтобы получить среднее значения искомого показателя.

Для вычисления показателя следует просеять через мелкие сита (5 мм) сухой песок. Он насыпается, падая с определенной высоты (около 10 см), в емкость, объем которой 1 л.

Затем должен образоваться конус над емкостью, который срезается с применением линейки.

Далее, сосуд взвешивается два раза, когда в нем имеется вещество и когда его нет. Плотность насыпная высчитывается по формуле: Pн = ( m2 m1)/V. В ней значения m1, m2 определяют массу сосуда как пустого, так и наполненного, а V объем емкости.

Данный вид испытаний проводится с емкостями, размер или форма которых заданы, так как данные характеристики будут иметь решающее значение для конечного результата. При выборе размера сосуда учитывается крупность зерен в сухом состоянии. Проводить данное испытание необходимо согласно условиям ГОСТа.

Вернуться к оглавлению

Как сделать точные вычисления

Расчет плотности песка методом сквозного просвечивания и методом рассеяния.

Сухой песок имеет насыпную плотность, которая может колебаться в интервале 1450-1650 кг/м³. Определить ее для частиц вещества можно, если использовать градуированный сосуд, который имеет емкость от 250 до 500 см³. Его следует наполнить водой до необходимой отметки, равной 0,5-0,7 от объема.

Используя мерный цилиндр, можно отсчитать V1, который занимает вода. После этого берется проба строительного компонента (150-200 г), которая всыпается в емкость с осторожностью, поскольку необходимо следить за тем, чтобы не произошло оседание зерен на стенки посуды.

Сыпать вещество в сосуд лучше понемногу. Это обеспечит удаление воздуха из сыпучего материала, а также не позволит образоваться вспененному слою на поверхности состава. После полного высыпания пробы необходимо сделать замер согласно шкале сосуда, учитывая объемы жидкости с песком, V2 и V1. Показатель плотности, обозначенный как r (г/см³), находится в результате деления массы основного компонента G на разность его объемов (V2 V1).

Следует повторить опыт не менее 3 раз, а полученный итог представить как среднее арифметическое при трехкратном определении. При предварительном вычислении принимают уровень плотности зерен, равным 2,65-2,70 г/см³.


Определение плотности песка и таблица показателя ρ

Оглавление:
  • Определение уровня плотности
  • Виды показателя ρ
  • Расчет насыпного уровня ρ
  • Альтернативный вариант определения показателя ρ

Плотность представлена физической величиной, характеризующейся определенным количеством вещества, выраженным в граммах или килограммах, в единице объема. Этот показатель, свойственный сыпучим веществам, среди которых и песок, не может быть определен однозначно. Это обусловлено тем, что объем, в котором способно уместиться одно и то же его количество, может оказаться разным. На показатель плотности песка влияют некоторые факторы, среди них:

Основные технические характеристики песка речного.

  • степень трамбовки,
  • процент влажности,
  • структура фракций,
  • пористость,
  • наличие всевозможных включений.

Определение уровня плотности

Таблица характеристик песка по крупности.

Плотность песка выступает в качестве главного параметра, уровень которого определяет область его применения и конечную прочность зданий и сооружений. Описываемая характеристика требуется для осуществления расчета расхода песка, когда необходимо получить определенный объем строительной смеси.

Кроме того, в ряде случаев возникает необходимость перевести массу песка в объем или наоборот. Если необходимо определить массу 1 м3 песка или рассчитать объем тонны упомянутого материала, то нужно произвести следующие действия.

Плотность песка или любого другого материала можно определить методом деления массы (M) на объем (V), который был им занят. Так, ρ=М/V. Массу материала, который занимает какой-то объем, можно определить, воспользовавшись следующей формулой: M=ρ*V. А вот объем можно рассчитать, если известен показатель ρ и масса. Так, объем определяется по формуле: V=М/ρ.

Средние цены на различные виды песка в России.

При приготовлении растворов, смесей и при строительстве конструкций, в основе которых присутствует бетон, следует использовать песок в заданной пропорции по отношению к остальным компонентам. Для того чтобы верно определить долю песка в данных смесях или конструкциях, будет необходимо точно знать, чему равен его показатель плотности.

Если произвести расчеты с ошибкой, то количество песка в общем объеме окажется недостаточным или избыточным. Если восполнять недостаток песка, то, скорее всего, придется делать это за счет более дорогостоящих компонентов, что повлечет неоправданное удорожание всей смеси. Тогда как если количества песка оказалось больше в объеме смеси, то это станет причиной понижения качества изделий или раствора. За счет этого пострадает морозостойкость, устойчивость к истиранию и водостойкость, в итоге мастер получит изделия или конструкции, характеристики которых будут отличаться от тех, что предусмотрены стандартом.

Вернуться к оглавлению

Виды показателя ρ

Песок характеризуется некоторыми видами плотности, среди них: истинная, насыпная и средняя.

Рисунок 1. Таблица характеристик плотности песка.

На рис. 1 представлена таблица, в которой можно увидеть насыпную плотность песка в разных состояниях.Если рассматривать этот материал, то он представлен твердой породой нерудного происхождения. Это объясняет то, что он имеет показатель, примерно равный 2500 кг/м3. Данный показатель это истинная плотность. При необходимости произвести расчеты для использования на практике следует применять иной показатель насыпной. Он характеризует стройматериалы в неутрамбованном виде и вычисляется с учетом объема зерен и полого пространства, которое остается между ними. Это приводит к тому, что уровень насыпной плотности во всех случаях меньше истинной. Но при осуществлении трамбовки материала, который находится в сыпучем состоянии, можно повысить уровень его ρ. Так, если материал находится в кузове машины, то он имеет естественное, неутрамбованное состояние и ему свойственен насыпной уровень. Если известна данная величина, то есть возможность определить объем и массу материала. Это важно, ведь цена транспортировки стройматериала может быть рассчитана не только по весу, но и за 1 м3 объема.

Плотность песка, который находится в насыпном состоянии, равна 1300-1500 кг/м3. Уровень влажности внешнего воздуха способен влиять на объем материала, это влечет вариации уровня насыпной плотности. Если влажность становится больше, то это влечет снижение уровня ρ материала. Это объясняется слипанием зерен. Снижение данного уровня может длиться до тех пор, пока влажность не достигнет показателя в 10%. После этого частицы влажности влекут увеличение объема жидкости в стройматериале, уровень ρ при этом начинает повышаться. Данную особенность изменения рассматриваемого показателя следует брать во внимание, если дозировка производится по объему.

Вернуться к оглавлению

Расчет насыпного уровня ρ

Характеристики сухого кварцевого песка.

Для того чтобы рассчитать, какова плотность зерен в насыпном состоянии, материал заблаговременно предстоит просеять, применив сито с размером ячеек в пределах 5 мм. После этого его необходимо поместить в мерный сосуд в 1 л. При этом его нужно свободно засыпать с высоты, равной 10 см, образовывая над сосудом конус, который нужно срезать, применяя линейку. Необходимо знать, сколько весит сосуд в пустом и наполненном состоянии. Произвести расчет насыпного уровня допустимо по формуле: ρн=(m2-m1)/V. В ней m1 и m2 это массы сосуда в пустом и наполненном состоянии, тогда как V это его объем. Таблица может и не понадобиться, так как все расчеты можно произвести самостоятельно.

На уровень среднего показателя ρ оказывают влияние пустоты и влажность. Существует зависимость: при меньшем количестве пор этот показатель выше. Можно предположить, что ρ характеризует фракционный состав.

Средний его уровень различается для определенных видов песка. Сухой материал на основе кварца в естественном состоянии обладает показателем плотности в пределах 1500-1550 кг/м3, тогда как при утрамбованном состоянии этот уровень равен 1600-1700 кг/м3. Это указывает на то, что показатель средней плотности определяется структурой фракционного состава.

Если вам необходимо изготовить бетон, который будет обладать качествами высокой прочности и устойчивости к морозам, то следует использовать материал, который имеет увеличенную среднюю плотность.

Рисунок 2. Таблица определения плотности сыпучего песка.

При строительстве можно использовать данные таблиц, однако следует знать о том, что в рыхлом состоянии кварцевый материал имеет ρ в пределах 1500 кг/м3, но уровень может достигать отметки в 1700 кг/м3.

Для того чтобы определить насыпную плотность, можно воспользоваться не только методом замеров, который был описан выше. Кстати, в качестве сосуда можно использовать и обычное строительное ведро. Эти расчеты позволят получить наиболее приближенный к истинному результат. Если использовать ведро, то для насыпания материала можно применить совок.

Вернуться к оглавлению

Альтернативный вариант определения показателя ρ

Еще один способ предполагает использование условных коэффициентов перевода, которые можно увидеть ниже. Однако при этом мастер должен учитывать, что такой подход позволит получить только лишь примерный результат, погрешность при котором составит от 0,1 до 5%.С помощью таблицы, которая представлена на рис. 2, можно произвести перевод м3 в тонны сыпучего материала посредством предложенного коэффициента.

Не во всех случаях ρ определяет возможность использовать материал при проведении какого-либо рода работ в строительстве. Так, прежде чем начинать расчеты плотности материала, нужно определить, не слишком ли большое количество глины содержится в его составе. При подтверждении этого обстоятельства песок недопустимо будет применять для изготовления штукатурных смесей, высококачественного бетона и строительных растворов, это объясняется тем, что наличие глины в составе способствует значительному снижению прочностных и морозостойких характеристик.


Как измерить плотность строительного песка?

Оглавление:
  • Разновидности песка
  • Определение плотности

Перед тем как приступать к строительству, нужно иметь четкое представление о наборе необходимых качеств материалов, которые будут использоваться в рабочем процессе. А так как при возведении различных сооружений почти всегда используется песок, то его технические характеристики следует знать обязательно и всегда учитывать.

Классификация природного песка.

Плотность песка строительного один из главных показателей, по которому определяют пригодность этого природного стройматериала для тех или иных видов работ.

Разновидности песка

Песок сыпучий нерудный материал, очень популярный, экономичный и широкодоступный. Имеет широкую область применения в строительстве, так как используется для:

  • строительных работ нулевого цикла,
  • создания дренажа под последующее строительство,
  • засыпки котлована,
  • раствора при кладке кирпича,
  • производства бетона и цемента,
  • изготовления штукатурки и стяжки,
  • наполнителя красителей,
  • подсыпки при строительстве автотрасс,
  • производства дорожных асфальтобетонных смесей.

Гранулометрический состав песков.

Однако следует учитывать, что для каждого вида работ подбирают соответствующий тип песка определенной плотности. На современном рынке сухих строительных смесей этот стройматериал представлен во множестве видов. Среди них встречаются:

  • строительный, соответствующий ГОСТу 8736-93,
  • формовочный, соответствующий ГОСТу 2138-91,
  • речной,
  • морской,
  • горный,
  • овражный,
  • карьерный,
  • кварцевый,
  • базальтовый.

Типы песков разнятся:

  • зерновым составом,
  • модулем крупности частиц,
  • степенью влажности,
  • наличием или отсутствием пустот,
  • уровнем загрязнения солями, пылевидными и глинистыми примесями.

Все вышеперечисленные характеристики влияют на плотность стройматериала. Чем выше уровень загрязнения, влажности (больше 10%) и чем крупнее зерна, тем меньше в песке будет рыхлых пустот и, следовательно, тем он будет плотнее (до 1800 кг/м³). А наименьшая плотность (от 1300 кг/м³) отмечается у сухого, неутрамбованного речного песка, который к тому же является и самым чистым.

Схема разжижения водонасыщенного песка от динамического воздействия.

Повышенная плотность материала является необходимым условием для изготовления морозоустойчивого бетона и различных строительных растворов. Но, для того чтобы бетон и смеси имели высокую прочность, песок должен быть очищен от примесей (просеян или промыт).

Некондиционный речной, неочищенный овражный, горный и другие разновидности песка для таких целей непригодны, так как имеют загрязнения до 5% своего состава. Зато они отлично послужат для дренажного отвода вод, отсыпки дороги и работ нулевого цикла.

Следует также помнить, что плотность песка одного и того же вида может колебаться в зависимости от степени его утрамбовки. Тот же речной может слежаться и иметь уплотнение до 1500 кг/м³, а, к примеру, кварцевый в рыхлом виде будет иметь плотность 1500 кг/м³, в утрамбованном 1700 кг/м³.

Вернуться к оглавлению

Определение плотности

Нужно различать истинную плотность песка от насыпной.

Истинная плотность это показатель высушенного материала, насыпная конкретного песка, который будет использоваться в строительстве.

Это очень важно, например, для дозировки песка строительного как составляющей части бетона.

Насыпная плотность напрямую зависит от степени влажности стройматериала. Так, если влага составляет до 10%, материал становится комковатым, что приводит к образованию пустот. Хотя песок и увеличивается в объеме, плотность снижается, то есть для замеса бетона его расход возрастет. При влажности более 10% вода вытесняет пузырьки воздуха между зернами, и песок уплотняется. Для определения влажности высчитывают разницу в первоначальном весе песка (чаще всего это 1 кг) и его массе после полного высыхания на горячем противне.

Вычисление насыпной плотности песка позволяет понять, каким будет его объем в кубометрах в зависимости от массы. Для этой цели в 10-литровое ведро с высоты 10 см насыпают до самых краев именно тот материал, который будет поставляться на стройку. После этого ведро взвешивают, откидывают массу посудины, и полученный результат делят на объем стройматериала (0,01 куба песка). Для точности данных замер повторяют еще один раз. Затем суммируют оба замера и делят их на 2. Полученная цифра считается окончательным значением объема.

Вследствие проведенных вычислений можно быть уверенным в точности заказа песка для конкретного строительства независимо от того, как определена цена товара: за кубометр или за тоннаж.

Что нужно знать о плотности песка?

3 Фев by admin


Содержание:

  • Что такое коэффициент фильтрации?
  • Виды плотности

  • Строительный песок

  • Речной песок

  • Кварцевый песок
  • Плотность – физическая величина, характеризующая количество вещества (г или кг) в единице объема (см3 или м3). Плотность сыпучих веществ, в том числе песка, не определяется однозначно. Дело в том, что, объем занимаемый одним и тем же количеством песка, может быть разным. Значение плотности песка зависит от таких факторов, как:

    • степень уплотнения;
    • влажность;
    • пористость;
    • структура зерен;
    • присутствие различных примесей.

    Плотность песка является основным параметром, значение которого напрямую определяет сферу его использования и прочностные свойства зданий и конструкций. Плотность также необходима для точного расчета расхода материала в целях получения заданного объема строительной смеси или раствора.

    Кроме того, часто приходится сталкиваться с такой задачей: перевести массу данного строительного материала в объем, и наоборот. Например, нужно найти массу 1 м3 строительного песка, или же объем тонны этого вещества.

    Проведение подобных расчетов не обходится без значения физического параметра – плотности. В общем случае она вычисляется делением массы вещества (M) на занимаемый объем (V): ρ = М/V. Массу песка, занимающего определенный объем, можно найти по формуле: M = ρ*V. Объем же определяется также просто. Если мы знаем значение плотности и массы песка, то его объем равен: V = М/ ρ.

    Строительные растворы, смеси, конструкции из бетона, должны содержать песок в определенной пропорции по отношению к другим компонентам. Поэтому, для правильного расчета доли песка в этих смесях или изделиях, нам потребуется точное значение его плотности.

    В случае неправильного расчета количества песка, доля этого вещества в общем объеме, будет либо недостаточным, либо избыточным. В первом случае, отсутствие песка должно быть скомпенсировано другими компонентами, как правило, более дорогостоящими. Это приведет, в свою очередь, к неоправданному удорожанию материала или изделия.

    Если же, наоборот, количество песка окажется больше, чем нужно, то это приведет к ухудшению показателей качества изделия или раствора. Другими словами, значение их прочности, морозостойкости, водостойкости, устойчивости к истиранию будет существенно отличаться от предусмотренных стандартом.

    Что такое коэффициент фильтрации песка?

    Песок, в качестве универсального, сыпучего материала, находит широкое применение в различных областях:

    • строительство жилья;
    • благоустройство территорий;
    • возведение дорог;
    • выполнение различных строительных работ.

    Помимо основного параметра, рассмотренного выше, он характеризуется модулем крупности, содержанием глинистых веществ, объемно-насыпной массой, коэффициентом фильтрации. Коэффициент фильтрации песка определяется как величина, равная толще песка, которую вода в нем проходит в течение 24 часов (м/сутки). Он определяет способность песка пропускать через себя воду.

    От чего же зависит коэффициент фильтрации песка? Главным образом от концентрации примесей в нем и его структуры. Понятно, что чем меньше примесей, тем выше пропускная способность песка. А также, крупнозернистый песок обладает более высоким коэффициентом фильтрации. Наличие глины приводит к уменьшению его способности пропускать воду. Поэтому, для повышения качества песка, то есть увеличения коэффициента фильтрации, его принято очищать.

    Значение коэффициента фильтрации карьерного песка находится в диапазоне 0,5 – 7 м в сутки. Так называемый намывной песок обладает более высоким качеством. При размере зерен 1-2 мм, коэффициент фильтрации достигает 1-10 м/сутки. Для средней фракции песка (2-2,5 мм) коэффициент фильтрации принимает значения в пределах 5-20 м/сутки.

    Виды плотности

    Песок характеризуется следующими плотностями: истинной, насыпной и средней. Как материал, песок есть твердая нерудная порода. Поэтому обладает такой же плотностью, как и она, приблизительно равной 2500 кг/м3. Это так называемая истинная плотность песка.

    В практических расчетах используется другая плотность, которую называют насыпной. Насыпная плотность характеризует сыпучие строительные материалы в их неуплотненном состоянии. Эта плотность вычисляется с учетом не только объема самих песчинок, но и пустот между ними. В связи с этим, значение насыпной плотности всегда меньше плотности истинной.

    Однако, уплотнив сыпучий материал, можно тем самым увеличить его плотность. Например, если рассматривать песок в кузове самосвала, то он находится в естественном, неуплотненном состоянии и характеризуется своей насыпной плотностью. Зная эту величину, можно найти объем и массу такого песка. Дело в том, что стоимость поставки строительного материала может быть исчислена не только за тонну, но и за кубометр.

    Значение насыпной плотности — 1300-1500 кг/м3. Влажность окружающей среды может изменить параметры объема песка, в связи с чем, меняется и насыпная плотность. При повышении влажности происходит снижение плотности песка. Это происходит благодаря слипанию фракций. Уменьшение плотности происходит до тех пор, пока влажность не станет равной 10%. Затем, влажность приводит к увеличению объема жидкости в песке, и плотность начинает возрастать. Эту особенность изменения плотности песка необходимо учитывать в случае его дозирования по объему.

    Как практически вычисляется насыпная плотность?
    Данная процедура осуществляется следующим образом. Песок предварительно просеивается через маленькое сито (5 мм). Затем его насыпают в мерный сосуд объемом 1 л. При этом он должен свободно падать с некоторой высоты (10 см) и образовать над сосудом конус. Конусообразную часть песка срезают с помощью линейки. Взвешивают сосуд с песком и без песка. Насыпную плотность можно высчитать по следующей формуле: ρн = (m2 – m1)/V, где m1 и m2 – массы пустого и наполненного сосуда, соответственно, V – его объем.

    Подобные испытания нужно проводить с сосудами, форма и размеры которых заданы, поскольку эти характеристики оказывают также влияние на конечный результат. Размер сосуда подбирается в зависимости от крупности зерен. Условия проведения испытаний такого рода определяются ГОСТом.

    На среднюю плотность песка влияют пустоты и влажность. Эмпирически установлена следующая зависимость: чем меньше пор, тем выше плотность. Исходя из этого, можно предположить — плотность песка характеризует его зерновой состав.

    Плотность средняя различна для разных видов песка. Например, сухой кварцевый песок в естественном состоянии имеет плотность около 1500-1550 кг/м3, а в уплотненном – 1600-1700 кг/м3. Отсюда видно, что средняя плотность определяется структурой самих зерен. Высокопрочные и морозостойкие бетоны, как правило, изготавливают из песка с повышенной средней плотностью.

    Строительный песок

    Песок – один из самых распространенных строительных материалов, хотя и играет вспомогательную роль. Где же используется данный стройматериал? Перечислим некоторые области его применения:

    • Строительство автодорог, различные строительные конструкции и здания. Здесь песок используется для укладки песчаных подушек или вспомогательных слоев.
    • Производство бетона. Песок выступает в роли заполнителя.
    • Различные строительные растворы, здесь также песок – это заполнитель.Песок является очень распространенным материалом в природе. В его состав, как правило, входят мелкие частицы различных элементов (известняк, слюда, кварц, полевой шпат и другие). В зависимости от преобладающего компонента (известняк или шпат), его называют известняковый или полевошпатный песок.
    Речной песок

    Данный стройматериал образуется в процессе естественного дробления скальных пород в руслах рек. Частицы такого песка, благодаря длительному воздействию воды, становятся округлой формы. Он практически очищен от глинистых примесей, а также от пыли и других включений.

    В зависимости от размеров зерен речного песка, этот материал делят на 3 группы. Песок, зерна которых менее 2 мм принято называть мелким речным песком. Если размер зерен находится в переделах 2,0-2,8 мм, то этот песок относят к средней группе. Крупным считается песок, размеры зерен в котором составляют 2,9-5,0 мм.

    Основные параметры речного песка должны удовлетворять нормам соответствующего ГОСТ. Плотность указанного материала равна 1650 кг/м3, а значение коэффициента фильтрации – 5-7 м/сутки. Кроме того, еще одно преимущество речного песка – высокая экологичность. Благодаря этой особенности, он может быть использован без вреда для здоровья людей или окружающей среды.

    Перечислим различные строительные работы, где используется речной песок:

    • штукатурные и кладочные растворы;
    • бетонные изделия;
    • сухие смеси;
    • стяжка и кладка;
    • ландшафтные работы;
    • декорирование помещений;
    • благоустройство территорий.

    Область применения песка речного не ограничивается приведенным перечнем. Но везде, где это допустимо по техническим нормам, вместо него используют карьерный песок. Это объясняется только тем, что речной песок обходится дороже, чем карьерный.

    Кварцевый песок

    Кварцевый песок не содержит практически примесей. К отличительным характеристикам указанного вида песка, относятся:
    — химическая однородность;
    — натуральная механическая прочность;
    — стойкость к воздействию различных сред.

    Благодаря вышеперечисленным свойствам, он стал очень востребованным материалом. Его используют в промышленности, быту и хозяйстве. В свою очередь, он подразделяется на несколько видов, которые отличаются как способом производства, так и свойствами.

    Рассмотрим способ получения фракционированного кварцевого песка. Обычно его добывают из природных месторождений. Полученный сырец проходит через несколько технологических преобразований. В результате чего он обогащается. Полученный материал можно разделить на фракции (в зависимости от размеров песчинок). Удалив посторонние примеси, получают кварцевый фракционный песок.

    Из песка мелкой фракции изготавливают строительные и отделочные материалы – абразивы, шпатлевки, краски, разные смеси. У кварцевого песка средней фракции – высокая сорбционная способность. Кроме того, он отличается высокой межзерновой пористостью и грязеемкостью. Эти качества кварцевого песка дают возможность его использования в наполнителях фильтрующих установок. С помощью таких фильтров производится очистка волы, нефтепродуктов.

    В рыхлом состоянии плотность песка кварцевого равна 1500 кг/м3, но может достигнуть и значения 1700 кг/м3. Такие виды материала, как стекло, фарфор и фаянс, стекловолокно, эмаль, — содержат в составе кварцевый песок. Отличные свойства и экологическая безопасность кварцевого песка делают его незаменимым материалом во многих сферах.

    Определение истинной плотности песка — Студопедия.Нет

    Nbsp;

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №___

    «Определение свойств песка для строительных работ. Методы испытаний».

    Выполнил студент группы _______________ ____________________________

    Номер группы)                                                   (ФИО)

    Лабораторная работа защищена ________________________ _______________

    Дата)

    Руководитель работ _____________________________ __________________

    ФИО)                                                            (подпись)

    Г. Ростов-на-Дону

    Г.

    Общие сведения

     

    Песок - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм.

    Природный песок - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования.

    Дробленый песок - песок с крупностью зерен до 5 мм, изготавливаемый из скальных горных пород и гравия с использованием специального дробильно-размольного оборудования.

    Фракционированный песок - песок, разделенный на две или более фракций с использованием специального оборудования.

    Песок из отсевов дробления - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов и неметаллических ископаемых и других отраслей промышленности.

     

    Качество песка характеризуют:

    - зерновым составом и модулем крупности;

    - истинной плотностью;

    - насыпной плотностью;

    - пустотностью;

    - содержанием пылевидных и глинистых частиц;

    - наличием органических примесей;

    - влажностью и др.

    Методы испытаний песка установлены ГОСТ 8735. Большинство испытаний (за исключением определения наличия органических примесей и влажности) проводят на пробах песка, высушенного до постоянной массы.

    Песок в зависимости от значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса.

     

    Определение зернового состава и модуля крупности песка

     

    2.1 Зерновой состав песка характеризуют относительным содержанием в нем зерен определенного размера (фракции), выраженным в процентах. Его определяют путем рассева песка на стандартном наборе сит.

    2.2 Аппаратура:

    - весы; 

    - набор сит с сетками № 1,25; 063; 0315; 016 и сита с круглыми отверстиями диаметрами 10; 5 и 2,5 мм.

     

     

    2.3 Определение содержания зерен гравия в песке

    Пробу песка массой 2 кг просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметром 5 и 10 мм. При этом материал разделяется следующим образом:

    - остаток на сите с диаметром отверстий 10 мм, т.е. зерна крупнее 10 мм;

    - остаток на сите с диаметром отверстий 5 мм, т.е. зерна фракции свыше 5 до 10 мм;

    - зерна, прошедшие через сито с диаметром отверстий 5 мм, т.е. зерна с размером частиц менее 5 мм (содержимое поддона).

    Остатки на ситах с отверстиями диаметром 5 и 10 мм взвешивают и вычисляют содержание в песке, в % по массе, зерен гравия крупнее 10 мм ( ) и зерен фракции свыше 5 до 10 мм ( ) по формулам

     

    ;                                             (1)

     

                                         (2)

    где  – масса остатка на сите с отверстиями диаметром 10 мм, г;

     – масса остатка на сите с отверстиями диаметром 5 мм, г;

     – масса пробы, г.

    Результаты испытаний записывают в таблицу 1

    Таблица 1 – Результаты определения содержания зерен гравия в песке

     

    Показатель Более 10 мм От 5 до 10мм
    Масса остатка на ситах, гр.    
    Содержание зерен гравия в песке, %    

     

    2.4 Определение зернового состава

    От пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску массой 1000 г. Ее просеивают через набор сит с отверстиями диаметром 2,5 мм и сетками № 1,25; 063; 0315 и 016. При этом песок разделяется на фракции: свыше 2,5 до 5 мм; свыше 1,25 до 2,5 мм; свыше 0,63 до 1,25 мм; свыше 0,315 до 0,63 мм; свыше 0,16 до 0,315 мм.

    Просеивание можно считать законченным, если при интенсивном встряхивании сита над листом бумаги не наблюдается падения зерен песка.

    Остатки песка на каждом сите взвешивают.

     

    2.5 Обработка результатов

    По результатам взвешивания остатков на ситах вычисляют частные и полные остатки. На их основе определяют количество частиц мельче данного размера и рассчитывают модуль крупности песка.

    Частными остатками называют остатки песка, образовавшиеся на каждом из контрольных сит.

    Частные остатки , в г, равны массе остатков на ситах.

    Частные остатки , в %, характеризуют относительное содержание в песке зерен определенной фракции. Их рассчитывают с точностью до второго знака после запятой как отношение массы остатка на данном сите к массе просеиваемой навески по формуле

                                                      (3)

    где - масса остатка на данном сите, г;

    - масса просеиваемой навески, г.

    Полным остатком  в %, называют остаток, который был бы на данном сите, если бы просеивание производилось только через это сито. Он численно равен сумме частных остатков на данном сите и всех ситах с большими размерами отверстий:

                                 (4)

    где – частные остатки на соответствующих ситах.

    Количество частиц мельче данного размера , в %, т.е. количество частиц, прошедших через отверстия в данном сите, рассчитывают по формуле

     

    .                                                 (5)

     

    Результаты определения зернового состава песка приводят в таблице 2.

     

    Таблица 2 – Результаты определения зернового состава песка

     

    Наименование

    показателей

    Размер отверстий контрольных сит, мм

    Проход через сито

    с сеткой № 016

    2,5 1,25 0,63 0,315 0,16
    Частные остатки , г            
    Частные остатки , %            
    Полные остатки , %           -
    Количество частиц мельче данного размера , %           -

     

     

    2.5 Определение модуля крупности и группы по крупности песка

    По рассчитанным полным остаткам на контрольных ситах определяют модуль крупности песка ( ):

     

                  (6)

     

    где - полные остатки на ситах, %.

    В зависимости от величины модуля крупности по таблице 3 устанавливают группу по крупности песка.

    Для песка каждой группы по крупности установлены требования по полному остатку на сите № 063 (таблица 3). В отдельных случаях допускается отклонение полного остатка на сите № 063 от указанных значений, но не более чем на ± 5 %.

     

    Таблица 3 – Группы по крупности песка

    Группа песка Модуль крупности Полный остаток на сите № 063, %
    Очень крупный Свыше 3,5 Свыше 75
    Повышенной крупности Свыше 3,0 до 3,5 вкл. Свыше 65 до 75 вкл.
    Крупный Свыше 2,5 до 3,0 вкл. Свыше 45 до 65 вкл.
    Средний Свыше 2,0 до 2,5 вкл. Свыше 30 до 45 вкл.
    Мелкий Свыше 1,5 до 2,0 вкл. Свыше 10 до 30 вкл.
    Очень мелкий Свыше 1,0 до 1,5 вкл. До 10
    Тонкий Свыше 0,7 до 10 вкл. Не нормируется
    Очень тонкий До 0,7 вкл. Не нормируется

     

     

    Определение истинной плотности песка

    3.1 Истинную плотность определяют путем измерения массы единицы объема высушенных зерен песка.

    - весы;

    - стакан для взвешивания.

    3.3 Проведение испытания. Испытываютпесок, просеянный через сито с отверстиями диаметром 5 мм. Его засыпают в стакан и взвешивают.

    Рисунок 1 – Колба Ле-Шателье

     

    Прибор Ле-Шателье наполняют водой до нижней нулевой риски (уровень воды определяют по нижнему мениску). Песок всыпают через воронку небольшими порциями. Уровень жидкости в приборе при этом поднимается. Когда уровень жидкости будет находиться в пределах верхней градуированной части прибора, засыпку песка прекращают. Для удаления пузырьков воздуха прибор поворачивают несколько раз вокруг его вертикальной оси.

    Остаток песка вместе со стаканом взвешивают.

    Объем, занимаемый песком в колбе, соответствует числу у деления, до которого поднялся уровень жидкости.

    Истинную плотность , в г/см3, вычисляют с точностью до второго знака после запятой по формуле:

    .                                      (7)

    Испытания выполняют два раза.

    Если расхождение между их результатами не превышает 0,02 г/см3,среднее значение истинной плотности рассчитывают как среднеарифметическое значение результатов двух испытаний. В противном случае проводят третье испытание и среднее значение истинной плотности определяют как среднеарифметическое двух ближайших значений.

    Результаты записывают в таблицу 4.

     

    Таблица 4 – Результаты определения истинной плотности

     

    Определение сухой плотности на месте методом замены песка

    Метод испытания замены песка используется для определения плотности сухого грунта на месте. Процедуры, материалы, оборудование, и спецификации этого теста основаны на индийском стандарте (IS 2720 часть 28). Этот тест имеет большое значение и широко используется в различные строительные объекты.

    Плотность естественного грунта составляет требуется для оценки несущей способности грунта с целью оценки давления на нижележащие пласты для расчета осадки и устойчивости анализ естественного откоса.

    Метод испытания замены песка также используется для определения плотности уплотненного грунта на месте, чтобы сравнить его с заданной степенью уплотнения, следовательно, он определяет, насколько уплотнение почвы близко к заданной степени уплотнения.

    Аппарат

    1. Песок - разливочный цилиндр
    2. Калибровочная емкость, диаметр 100 мм и высота 150 мм
    3. Инструменты для резки и выемки грунта, такие как скребок, изогнутая ложка
    4. Плоская поверхность: стеклянная или плексигласовая пластина или другая плоская поверхность, квадрат 450 мм, толщина 9 мм или больше
    5. Металлический контейнер для сбора вынутого грунта
    6. Металлический поддон квадратной формы 300 мм и глубиной 40 мм с отверстием диаметром 100 мм в центре
    7. Весы с точностью до 1 грамма
    8. Емкости для содержания влаги
    9. Печь
    10. Эксикатор
    Рис.1: Комплект оборудования для метода испытаний на замену песка

    Материалы

    Чистый, равномерный песок, пропускающий 1 мм IS на сите IS 600 микрон в достаточном количестве. Требуется не содержать органических веществ. Песок нужно было просушить в духовке. и хранить в подходящем месте в течение определенного периода времени, чтобы содержание воды достичь равновесия с атмосферной влажностью.

    Калибровки

    1. Измерьте внутренние размеры калибровочного контейнера, а затем рассчитайте его объем.
    2. Заполните песчаный цилиндр песком на расстоянии примерно 10 мм от его верха. Определите вес заполненного баллона (M 1 ).
    3. Установите цилиндр для заливки песка вертикально на калибровочную емкость. Откройте заслонку, чтобы песок вышел из цилиндра. Когда песок в цилиндре перестанет двигаться, закройте задвижку.
    4. Поднимите разливочный цилиндр из калибровочного контейнера и взвесьте его с точностью до грамма (M 2 ).
    5. Поместите цилиндр для разливки песка на стеклянную пластину. Откройте заслонку и дайте песку вытечь из цилиндра до тех пор, пока песок не перестанет двигаться (песок заполняет конус цилиндра), затем закройте заслонку и осторожно снимите цилиндр для разливки песка.
    6. Возьмите песок на стеклянной пластине и определите его вес (M3)
    7. Повторите шаги с 3 по 6 еще два раза и запишите средний вес (средний M2 и M3)
    8. Определите сухую плотность песка, как показано в таблице 1.

    Таблица 1 Калибровка сухой плотности песка

    Sl. № Наблюдения и расчеты № определения
    - Наблюдение 1 2 3
    1 Объем калибровочного конуса V C - - -
    2 Масса разливочного цилиндра (M 1 ), заполненного песком - - -
    3 Масса разливочного цилиндра после заливки песка в калибровочную емкость и конус (M 2 ) - - -
    4 Масса песка в конусе (M 3 ) - - -
    Расчет с
    5 Масса песка в калибровочной емкости, M C = (1) - (2) - (3) - - -
    6 Сухой плотность песка, p s = M C / V C - - -

    Процедура

    1. Выставьте площадь около 450 мм на поверхности почвы.Обрежьте поверхность до ровной поверхности с помощью скребка.
    2. Поставьте металлический лоток на ровную поверхность.
    3. Выкопайте почву через центральное отверстие лотка, используя отверстие в лотке как образец. Глубина выкопанной ямы должна быть около 150 мм.
    4. Соберите всю выкопанную почву в металлический контейнер и определите массу почвы (M).
    5. Выньте металлический лоток из вырытой ямы.
    6. Заполните цилиндр для песка на расстоянии 10 мм от его верха.Определите его массу (M 1 ).
    7. Поместите цилиндр прямо над вырытой ямой. Дайте песку вытечь из цилиндра, открыв заслонку. Закройте заслонку, когда отверстие будет полностью заполнено и дальнейшего движения песка не будет.
    8. Выньте цилиндр из заполненного отверстия. Определите массу цилиндра (M 4 ).
    9. Возьмите репрезентативный образец вынутого грунта. Определите содержание воды в нем.
    10. Определите сухую плотность почвы, как показано в таблице 2.
    Рис. 2: Процедура испытания почвы методом замены песка

    Таблица 2 Наблюдения и расчеты для сухой Проверка плотности почвы

    SI. № Наблюдения и расчеты № определения
    - Наблюдение 1 2 3
    1 Масса вынутого грунта (M) - - -
    2 Масса разливочного цилиндра (M 1 ), заполненного песком - - -
    3 Масса разливочного цилиндра после заливки в отверстие и конус (M 4 ) - - -
    Расчеты
    4 Масса песка в отверстии,
    M S = M 1 - M 4 - M 3
    - 9008 0 - -
    5 Объем песка в скважине
    V = M с / P с
    - - -
    6 Насыпная плотность = M / V - - -
    7 Содержание воды - - -
    8 Сухая плотность по формуле - - -

    Результат

    Сухую плотность почвы можно рассчитать по следующей формуле:

    Сухая плотность = Насыпная плотность / (1 + содержание воды) Уравнение 1

    Определение сухой плотности почвы методом вытеснения воды

    Метод испытания вытеснения воды используется для определения сухой плотности почвы.Он подходит для оценки плотности связного грунта в сухом состоянии из-за характера требуемого образца.

    образец почвы следует обрезать до получения правильной формы и затем покрыть сделать его непроницаемым для воды. После этого общий объем вощеного образца определяется путем определения объема воды, вытесненной образцом.

    Аппарат

    1. Аппарат вытеснения воды

    2. Весы весовые, точность 1г.

    3. Парафиновый воск (плотность парафина ( Pp ) = 0,91 г / мл).

    4. Режущий нож

    5. Нагреватель

    6. Духовка

    7. Мерная банка

    8. Щетка

    9. Емкость для хранения воды

    Процедура

    1. Возьмите образец почвы. Обрежьте его до правильной формы. Избегайте повторных углов. Взвесьте образец.
    2. Возьмите парафиновый воск и растопите его на нагревателе. С помощью кисти нанесите на образец слой расплавленного парафина.Когда он затвердеет, нанесите еще один слой. Возьмите массу вощеного образца (Mt).
    3. Заполнить водовытесняющий аппарат водой. Когда произойдет перелив, закройте вентиль.
    4. Поместите мерный стакан под переливную трубку аппарата. Откройте вентиль.
    5. Медленно погрузите вощеный образец в воду в устройстве. Вода переливается. Соберите в банку перелившуюся воду. Определите объем собранной воды (Vt).
    6. Выньте восковой образец из прибора.Высушите снаружи.
    7. Удалите парафиновый воск, сняв его.
    8. Разрежьте образец на две части. Возьмите репрезентативный образец для определения содержания воды.
    Рис.1: Процедура испытаний вытеснения воды

    Расчеты

    SI. № Наблюдения и расчеты № определения
    - Наблюдение 1 2 3
    1 Масса образца (M) - - -
    2 Масса вощеного образца (Мт) - - -
    3 Объем вощеного образца по массе смещения ( Вт) - - -
    Расчеты
    4 Масса парафина = Mt - M - - -
    5 Объем парафина (Vp) = (Mt - M) / Pp - - -
    6 Объем образца (V) = Vt - Vp - - -
    7 Содержание воды - - -
    8 Плотность в сухом состоянии = (M / V) / (1 + w) - - -

    Результат

    Плотность почвы в сухом состоянии = _______ г / мл.

    Определение плотности сухой почвы на месте методом замены песка

    Этот тест проводится для определения плотности сухой почвы на месте методом замены песка в соответствии с IS: 2720 (Часть XXVIII) - 1974. Необходимое оборудование:
    i) Цилиндр для заливки песка, соответствующий IS: 2720 (Часть XXVIII) -1974
    ii) Цилиндрический калибровочный контейнер, соответствующий IS: 2720 (Часть XXVIII) -1974
    iii) Инструменты для резки почвы и выемки грунта, такие как скребок, изогнут ложка
    iv) Стеклянная пластина - квадрат 450 мм и толщиной 9 мм или больше
    v) Металлические контейнеры для сбора выкопанной почвы
    vi) Металлический лоток - квадрат 300 мм и глубиной 40 мм с отверстием 100 мм в центре
    vii) Весы с точностью до 1 г

    Методика определения сухой плотности почвы на месте методом замещения песка

    А.Калибровка прибора
    a) Для определения веса песка в конусе разливочного цилиндра необходимо следовать приведенному ниже методу:
    i) Разливочный цилиндр должен быть заполнен таким образом, чтобы уровень песка в цилиндре находится в пределах 10 мм от верха. Его общий начальный вес (W 1 ) должен поддерживаться постоянным на протяжении всех испытаний, для которых используется калибровка. Объем песка, эквивалентный объему вырытой ямы в почве (или равный объему калибровочного контейнера), должен выливаться из цилиндра под действием силы тяжести.Затем следует закрыть заслонку разливочного цилиндра и поставить цилиндр на ровную поверхность, например, на стеклянную пластину.

    ii) Заслонка разливочного цилиндра должна быть открыта, и песок должен вытечь. Когда в цилиндре больше не происходит движения песка, следует закрыть заслонку и осторожно снять цилиндр.

    iii) Песок, заполнивший конус разливочного цилиндра (то есть песок, оставшийся на ровной поверхности), следует собрать и взвесить с точностью до грамма.

    Объявления

    iv) Эти измерения следует повторить не менее трех раз и взять средний вес (W 2 ).
    b) Для определения насыпной плотности песка (Ys) следует использовать метод, описанный ниже:

    i) Внутренний объем (V) калибровочного контейнера в мл следует определять по весу воды, содержащейся в контейнере, когда он заполнен до краев. Объем также может быть рассчитан по измеренным внутренним размерам контейнера.

    ii) Разливочный цилиндр должен быть расположен концентрично на верхней части калибровочного контейнера после заполнения до постоянного веса (W 1 ). Заслонка разливочного цилиндра во время работы должна быть закрыта. Необходимо открыть заслонку и дать песку стечь. Когда в цилиндре больше не происходит движения песка, заслонку следует закрыть. Разливочный цилиндр следует снять и взвесить с точностью до грамма.

    iii) Эти измерения следует повторить не менее трех раз и взять средний вес (W 3 ).

    B. Измерение плотности почвы
    Для измерения плотности почвы необходимо следовать следующему методу:
    i) Плоский участок площадью примерно 450 кв. Мм исследуемой почвы должен быть обнажен и обрезан до ровной поверхности. предпочтительно с помощью скребка.

    ii) Металлический лоток с центральным отверстием следует уложить на подготовленную поверхность почвы так, чтобы отверстие было над той частью почвы, которую нужно испытать. Затем следует выкопать яму в почве, используя отверстие в лотке в качестве образца, на глубину тестируемого слоя максимум до 150 мм.Вынутый грунт следует тщательно собрать, не оставляя рыхлого материала в яме, и взвесить с точностью до грамма (W w ). Перед установкой разливочного цилиндра над вырытой ямой металлический лоток следует снять.

    iii) Содержание воды (w) в вынутом грунте следует определять, как обсуждалось в предыдущих сообщениях. В качестве альтернативы весь вынутый грунт следует высушить и взвесить (W d ).

    iv) Разливочный цилиндр, наполненный до постоянного веса (W 1 ), должен быть расположен так, чтобы основание цилиндра перекрывало отверстие концентрически.Затем следует открыть заслонку и дать песку вытечь в отверстие. Разливочный цилиндр и окружающее пространство не должны подвергаться вибрации в течение этого периода. Когда дальнейшее движение песка прекращается, заслонку следует закрыть. Баллон следует снять и взвесить с точностью до грамма (W 4 ).

    РАСЧЕТЫ

    Объявления

    ОТЧЕТ О РЕЗУЛЬТАТАХ
    Необходимо указать следующие значения:
    i) сухая плотность почвы в кг / м3 с точностью до целого числа; также необходимо рассчитать и указать в г / куб.см с точностью до второго десятичного знака
    ii) содержание воды в почве в процентах, указанное до двух значащих цифр.
    Образец проформы для записи результатов испытаний приведен ниже.

    Тестирование плотности почвы: 3 метода тестирования, на которые вы можете рассчитывать

    Уплотнение почвы - это обычная операция для большинства строительных проектов, которая увеличивает прочность и устойчивость грунта для поддержки земляных работ, конструкций и тротуаров. Методы достижения максимальной плотности почвы хорошо известны, а результаты можно проверить и количественно оценить с помощью стандартных методов. Почвенный материал укладывается слоями или поднимается на глубину от нескольких дюймов до фута и более, а уплотнительное оборудование катится, месит, вибрирует или иногда использует собственный вес для уплотнения почвы.

    Правильный вид испытания на уплотнение

    Технические условия на уплотнение грунта устанавливаются на этапе проектирования проекта и зависят как от ожидаемых общих нагрузок, так и от того, будут ли эти нагрузки статическими или динамическими. Судить об адекватности усилий по уплотнению с использованием качественных измерений, таких как сопротивление проникновению или наблюдение за движением колес, недостаточно для определения того, были ли выполнены спецификации. Стандартные спецификации Проктора (ASTM D698 / AASHTO T 99) хорошо подходят для контроля операций уплотнения для таких сооружений, как земляные насыпи и строительные площадки.Модифицированные спецификации Проктора (ASTM D1557 / AASHTO T 180) лучше подходят для контроля уплотнения почвы на таких участках, как тротуары и взлетно-посадочные полосы аэродромов, где большие нагрузки на колеса создают динамические силы. Типичные требования к уплотнению для проекта могут варьироваться от 90% до 95% стандартного Проктора для неструктурных участков до 98% или более модифицированного Проктора для сильно нагруженных тротуаров.

    Лабораторные испытания задают эталон

    Тесты Проктора - это тесты на соотношение влажности почвы и плотности, которые устанавливают максимальную плотность в сухом состоянии (удельный вес почвы минус вес воды) и оптимальное содержание воды в образцах почвы.Для каждого типа почвы значения сухой плотности и оптимального содержания воды различны. Воду добавляют к четырем-шести порциям высушенного образца почвы в возрастающих количествах. Каждую подготовленную порцию уплотняют в пресс-форму с помощью молотка Проктора или механического уплотнителя грунта, а затем взвешивают и корректируют на содержание влаги. Плотность в сухом состоянии увеличивается по мере того, как добавленная влага смазывает частицы почвы и обеспечивает большее уплотнение при той же приложенной энергии. При превышении оптимального содержания влаги вода начинает вытеснять почву в заданном объеме, и сухая плотность уменьшается.Графический график зависимости плотности от влажности создает четкую кривую, которая показывает влияние влаги на почву во время уплотнения.

    Какой метод определения плотности почвы использовать?

    При испытании на уплотнение почвы используется один из нескольких методов для измерения плотности и влажности почвы в сухом состоянии. Здесь обсуждаются три наиболее распространенных. Результаты этих полевых испытаний сравниваются с результатами испытаний Проктора для того же грунта, установленными в лаборатории, и соотношение выражается как процент уплотнения.Поскольку результаты тестов Проктора сильно различаются в зависимости от типа почвы, наилучшие результаты достигаются при использовании лабораторных образцов из того же источника, который использовался для полевого проекта.

    Тест песчаного конуса

    Плотность песчаного конуса - это точный и надежный метод тестирования, который долгое время использовался для измерения плотности грунта на месте. Процедура описана в ASTM D1556 / AASHTO T 191. Плоская опорная плита с круглым отверстием 6,5 дюйма (165,1 мм) используется в качестве шаблона для размещения отверстия на участке испытания.Во время раскопок используются принадлежности для проверки плотности, такие как молотки, совки, долота и мешки для образцов. Весь выкопанный материал аккуратно собирается и хранится в герметичном контейнере. Предварительно взвешивали Устройство Плотность песка Конус инвертируется на опорной пластине и отверстие металлического конуса вложен в отверстии опорной плиты. Поворотный клапан открывается, и сыпучий тестовый песок известной плотности стекает в выкопанную тестовую скважину. Устройство снова взвешивают, чтобы установить вес песка, необходимый для заполнения отверстия, и рассчитывают объем отверстия.Сырой вес вынутого грунта делится на объем ямы, чтобы определить влажную плотность. Плотность в сухом состоянии рассчитывается путем деления веса влажной почвы на содержание в ней воды. Процент уплотнения рассчитывается путем деления сухой плотности почвы на максимальную сухую плотность по результатам теста Проктора.

    Метод определения плотности песчаного конуса для испытаний на уплотнение

    Плюсы Минусы
    Точность и надежность; долгая история допустимого использования Для завершения испытаний может потребоваться 30 минут или более
    Стандартный метод испытаний ASTM Тяжелому оборудованию в зоне может потребоваться кратковременная приостановка работы
    Не требует обширного обучения Альтернатива тесты должны использоваться там, где значительное количество +1.Материал 5 дюймов (38 мм)
    Для использования не требуется лицензирование или разрешение Не следует использовать для испытания насыщенных, высокопластичных грунтов
    Оборудование и материалы не опасны Все выкопанные материалы должны быть тщательно восстановлены
    Оборудование рентабельно

    Испытание на резиновый шар

    Испытание на плотность резинового шарика имеет некоторые сходства с методом песчаного конуса.Подобно методу песчаного конуса, выкапывается пробная яма, почва аккуратно собирается и откладывается. Над отверстием помещается баллонный прибор для измерения плотности, и вместо того, чтобы использовать песок для измерения объема, откалиброванный сосуд с водой находится под давлением, заставляя резиновую мембрану проникать в выемку. Деления на сосуде снимаются, чтобы определить количество вытесненной воды, чтобы можно было рассчитать объем отверстия. Метод испытания описан в ASTM D2167 / AASHTO T 205 (отозван). Испытания выполнить немного проще, чем песчаный конус, и их можно быстро повторить, поскольку вода остается в сосуде.

    Преимущества и недостатки метода резинового шара

    Плюсы Минусы
    Точность и надежность; долгая история допустимого использования Для завершения испытаний может потребоваться 15-20 минут или более
    Стандартный метод испытаний ASTM Баллонные мембраны могут проколоть во время испытаний
    Не требует обширного обучения Предназначен для точного- зернистые или гранулированные грунты без заметных количеств крупнозернистого материала
    Для использования не требуется лицензирование или разрешение Не следует использовать для испытания мягких насыщенных высокопластичных грунтов
    Можно проводить несколько испытаний без изменения плотности среды Все выкопанные материалы должны быть тщательно удалены.
    Оборудование экономически выгодно

    Тесты на влажность почвы и удельный вес:

    Содержание влаги и удельный вес должны проводиться на сохраненных образцах грунта из любого испытания песчаного конуса или резинового шара для завершения расчетов грунта уплотнение.Эти испытания легко провести в лаборатории, но часто они выполняются на месте, чтобы быстро предоставить важные данные об уплотнении подрядчикам земляных работ и другим заинтересованным сторонам. В приведенной ниже таблице показано несколько различных методов, которые можно использовать для определения влажности, и существует множество весов и весов, которые можно использовать для взвешивания образцов почвы в лабораторных или полевых условиях.

    Тесты влажности почвы ASTM

    Тест ядерной плотности

    Измерители ядерной плотности измеряют плотность путем измерения прохождения через почву гамма-излучения между радиоактивным источником цезия-137 (или другим) и схемой обнаружения Гейгера-Мюллера.Одновременно с этим измеряется влажность почвы с использованием отдельного источника америция 241. При типичном использовании источник плотности, заключенный на конце скользящего зонда, опускается на расстояние до 12 дюймов (305 мм) в испытательную зону в предварительно установленный пилотное отверстие, и уровни радиации измеряются в течение одной минуты. Это называется тестом «прямой передачи». Показания также можно снимать в режиме «обратного рассеяния», когда зонд не выдвигается из основания устройства. Для этого метода не требуется пилотное отверстие, но результаты считаются менее надежными.Датчики ядерной плотности эффективны в крупных проектах, требующих быстрых результатов для множества испытаний, но они подчиняются многим нормативным требованиям и требуют повышения квалификации и контроля доз облучения персонала. Методы испытаний описаны в ASTM D6938 / AASHTO T 310.

    Ядерный манометр для испытаний на плотность и влажность почвы: плюсы / минусы

    Плюсы Минусы
    Тесты плотности / влажности завершаются за несколько минут Дорогостоящее испытательное оборудование
    Стандартный метод испытаний ASTM Хранение, использование, транспортировка и обращение с нормативными требованиями регулируются
    Точность и повторяемость приемлемы для полевых операций Из соображений безопасности требуется контроль персонала с помощью значков дозиметра
    Электроника может включать в себя функции регистрации данных и отчетов о местоположении Операторам требуется повышенное обучение и сертификация по технике безопасности
    Оптимальный метод для крупных проектов, требующих множества испытаний в день Электроника может быть чувствительной к суровым условиям
    Возможно используется с широким диапазоном типов грунта. Показания чувствительны к чрезмерным пустотам.

    За пределами результатов испытаний

    Каждый из этих различных методов выполнения испытаний плотности уплотнения грунта имеет свои преимущества и недостатки.Абсолютная точность любого метода не является решенным вопросом, но все они дают результаты, которые являются надежными и могут быть приняты проектными группами и регулирующими органами при правильном применении. Наиболее важным фактором для правильного выполнения земляных работ является наличие квалифицированного персонала, будь то техники, операторы оборудования или руководители проектов. Испытание на уплотнение показывает, что один небольшой участок соответствует требованиям спецификаций. Только обученный и опытный глаз может подтвердить, что тест является репрезентативным для общих условий на объекте.

    Мы надеемся, что это сообщение в блоге помогло вам разобраться в методах и оборудовании, используемом для проверки уплотнения грунта при строительных работах.

    About the author

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *