Строительные или ремонтные работы нередко производятся с использованием различных песчано-цементных растворов, приготовленных самостоятельно. Качество любой смеси зависит от состояния ее компонентов. Если для цемента все параметры известны, то с песком ситуация сложнее. Плотность сухого песка - важный параметр, во многом определяющий качество и консистенцию раствора. Умение рассчитать это значение так же необходимо строителю, как способность вычислить количество материалов.
Для чего необходимо определение плотности сухого песка
Виды песка
Песок - это сухой сыпучий материал, представляющий собой мелко раздробленные горные породы. Величина фракции колеблется от 0,05 до 5 мм, что создает проблемы при расчетах. Состав строительных смесей требует достаточно аккуратного соблюдения пропорций, иначе прочность материалов не будет соответствовать требованиям СНиП.
Определение плотности песка на практике - весьма сложная задача. Промежутки между отдельными песчинками практически не поддаются измерению, поскольку форма песчинок, полученная при различных условиях дробления горных пород, имеет сложную и неправильную конфигурацию. Между углами и гранями отдельных частиц могут быть промежутки, значительно превышающие размером зазоры между естественными песчинками, чья форма ближе к сферической.
Сухой песок природного происхождения (речной) обладает более плотной структурой, поэтому использование одного и того же объема материала разного происхождения или размера фракции даст смеси, отличающиеся друг от друга своими параметрами. Поэтому очень важно иметь наиболее корректное знание всех параметров компонентов смеси, массы материала, его плотности и прочих показателей.
Основные виды и параметры песка
Сложность в определении вынудила ввести понятие насыпной плотности песка, определяющее величину массы на единицу объема. Существует три вида плотности:
- Истинная. Это показатель предельно сжатого песка, не имеющего пустот между зернами.
- Насыпная. Значение во взвешенном и сухом виде.
- Средняя. Это значение, учитывающее наличие влаги и пористую структуру зерна. Средняя плотность выше насыпной, но меньше истинной.
Влажность - один из важнейших факторов, постоянно меняющих состояние и насыпной вес. Песок хранится, как правило, под открытым небом, вследствие этого степень влажности начинает зависеть от погодных условий. Составы всех строительных растворов предполагают наличие сухого материала, а песок в смеси обладает другими, отличными от идеальных, параметрами. Изменение плотности вынуждает использовать коэффициенты уплотнения, корректирующие значение, которое имеет сухой песок.
Наиболее распространенные варианты поправочных коэффициентов указаны в таблице:
Средняя плотность песка умножается на коэффициент уплотнения, и в результате находится значение, приближенное к реальному. Однако необходимо учитывать наличие погрешности (около 5%), возникающей из-за невозможности с абсолютной точностью установить значение поправки для каждого конкретного случая. Более точный результат дает метод взвешивания, но в условиях строительной площадки он недоступен, поэтому чаще всего используются расчетные показатели.
Расчет плотности песка
Самостоятельное вычисление показателей можно выполнить методом взвешивания. Для этого понадобятся весы или безмен на 20–25 кг, сухая емкость (можно обычное ведро). Порядок действий таков:
- Взвешивается пустая емкость (тара), результат записывается отдельно.
- Емкость полностью засыпается песком. Оптимальный вариант - засыпать с горкой, затем ровной планкой аккуратно убрать излишек и оставить вровень с краями.
- Взвешивается полная емкость.
- Из полученного значения вычитается вес тары.
- Полученное значение делится на объем тары, результат переводится в стандартные единицы - кг/м 3 .
Более точные показатели можно получить, произведя взвешивание несколько раз, набирая материал из разных участков. Необходимо помнить, что строительный песок хранится в условиях, не позволяющих сохранять одну и ту же степень влажности, поэтому следует как можно быстрее использовать его, или периодически выполнять повторные измерения и корректировать расчеты.
Значения насыпной плотности для песка разных видов
Песок, добытый в разных местах, имеет различную структуру, состав и размер фракции. Чтобы правильно рассчитывать количество компонентов в разных смесях или бетоне, надо учитывать значение насыпной плотности песка того или иного вида.
| Вид | Способ добычи | Плотность сухого материала (насыпная) | |
| г/см 3 | кг/м 3 | ||
| Речной | Добытый со дна реки | 1,5–1,52 | 1500–1520 |
| Речной с размером зерен 1,6–1,8 | 1,5 | 1500 | |
| Речной уплотненный | Мытый, без глинистых фракций | 1,59 | 1590 |
| Речной намывной | Добытый со дна реки намывным методом | 1,65 | 1650 |
| Карьерный | Из карьеров, намывной | 1,50 | 1500 |
| Карьерный, мелкозернистый | Сеяный, сухой | 1,7–1,8 | 1700–1800 |
| Строительный | Соответствует ГОСТ 8736-93. Добытый при разработке месторождений | 1,68 | 1680 |
| Рыхлый | 1,44 | 1440 | |
| Кварцевый | Получаемый в следствии дробления белого кварца | 1,4–1,9 | 1400–1900 |
| Морской | Добытый со дна моря | 1,62 | 1,62 |
| Овражный | Добытый открытым способом, может содержать много примесей | 1,4 | 1400 |
| Гравелистый | С примесью гравия | 1,7–1,9 | 1700–1900 |
| Перлитовый | Полученный на основе вспученных горных пород | 0,075–0,4 | 75–400 |
| Шлаковый | Полученный в результате дробления просева металлургических отходов | 0,7–1,2 | 700–1200 |
Указанные значения действительны для сухого сырья, поэтому при расчетах понадобится учитывать реальное состояние и использовать коэффициенты уплотнения. Если ими пренебречь, то возникнет излишний расход, а состав раствора или бетона будет изменен, что способно снизить прочность заливки или соединения строительных конструкций.
Песок человечество давно использует для строительных нужд, без него дом точно не построить. Он активно используется в сухих строительных смесях, которые продаются в магазинах или как компонент для приготовления цементных растворов. Строительный песок применяется в зависимости от его плотности, например, отдельные виды используются для создания другие для того, чтобы произвести стяжку по бетону.
Песок - это нерудный, с сыпучей консистенцией строительный материал. Как правило, это смесь зерен величиной 0,14-5 мм, которые образовались в период естественного разрушения горных пород. Есть несколько Характеризуются они отличным друг от друга содержанием мелких частиц глины или просто пылевидных элементов.
Самый чистый из них и самый качественный - это речной песок. Морской хуже, так как в его составе уже есть соли, от которых его надо очищать. Карьерный песок и горный отличаются присутствием нежелательной глины, а значит, и качество продукта ниже. Песок в основном имеет такой состав: кварц и а также примеси в виде силикатов и все той же глины.
Для характеристики этого строительного материала существует такое понятие, как плотность песка. Она оценивается коэффициентом пористости. К примеру, мелкозернистые сорта обладают показателем в размере 0,75. Плотность песка строительного, его качество всегда определяется наличием в нем глины. Строители любят работать с уникальным по чистоте - речным продуктом. Он имеет плотность 1,3 т. в кубическом метре. Плотность песка с содержанием глины выше и составляет уже 1,8 т. В таком же объеме.
Этот материал много лет служит основой цементных и бетонных составов. Он очень востребован при укладке автомобильных дорог, при выдувке изделий из стекла и в сельском хозяйстве.
В строительстве принципиальное значение имеет понятие плотности, что представляет собой отношение массы песка к его объему, она имеет единицы измерения: г/см3 и кг/м3. Естественная песка составляет 1300-1500 кг/м3.
Для сыпучих строительных материалов этот показатель изменчив и зависит от степени уплотнения. Имеется в виду, что одно и то же количество продукта занимает разный объем. Плотность песка неизменно зависима от влажности, а любые ее изменения влияют на насыпную плотность. При повышении влажности песчинки покрываются слоем воды и соответственно объем песка резко возрастает. Именно песка при колебании влажности учитывают при расчете дозировки песка по требуемому объему. Если не учитывать этот фактор, строительная смесь не будет обладать необходимым запасом прочности и в целом инженерная конструкция выйдет некачественная.
Сейчас в основном используют его добывают просто - промывкой карьерного песка. Это делается таким образом: большим объемом воды из него вымывают глину и пыль.
Плотность песка строительного зависит и от структуры зерен. Например, высокий показатель прямо свидетельствует о том, что в составе его плотные, особо прочные и морозостойкие зерна. Именно такой материал с повышенным коэффициентом незаменим для строительства в условиях вечной мерзлоты. Он является основой высокопрочного бетона, с отличными показателями морозостойкости.
Плотность в рыхлом состоянии характеризуется показателем 1500 кг/м3, но может увеличиться до 1700 кг/м3. Он характеризуется лучшими гигиеническими характеристиками и представляет собой промытый и прокаленный сухой природный материал. При использовании его в строительстве обеспечиваются высокие гигиенические характеристики жилища. Плотность кварцевого песка - это очень важный параметр, который принимается во внимание при проведении строительных работ.
Средняя плотность песка – важный показатель, от которого напрямую зависят эксплуатационные свойства вещества и будущие параметры бетонной строительной смеси, прочность и устойчивость зданий, а также возможный расход сырья. Она показывает, какая масса песка содержится в одной единице измерения объема, за которую принят кубический метр (1 м3).
Количество вещества, которое умещается в 1м3, сильно зависит от вида песка – так, мелкий строительный отличается большей уплотненностью, нежели песок средней крупности, так как в первом случае зазоры между отдельными частицами стройматериала значительно меньше, и в один кубометр вмещается большая масса.
Этот параметр тесно связан с такими показателями материала, как пустотность и влажность, степень утрамбованности и пористость. Особенности и правильность измерения параметров также могут вносить в конечный результат определенную погрешность. Между указанными факторами существует следующая зависимость: чем больше пустота между частицами и влажность вещества, тем меньше насыпная характеристика и тем меньше чистого песка вмещается в кубометр. Данное правило идентично и для влажности, но с обратным знаком – за счет слипания фракций строительный мокрый материал уплотняется.
Также плотность зависит от структуры зерен, с уменьшением размера которых вырастает данная характеристика, и еще от содержания глины и других примесей. По указанным выше причинам плотность речного песка как правило выше (средний коэффициент 1,5), чем очищенного (у строительного значение соотношения 1,4).
Какие встречаются разновидности?
Плотность в кг/м3 – неоднозначная характеристика, которая имеет две главные разновидности, отличающиеся определением, некоторыми особенностями и способами измерения:
- Истинная. Представляет собой отношение массы тела (в данном случае сухой песок) к его объему и измеряется в кг/м3. При этом не учитываются свободные пустоты между отдельными частицами, то есть речь идет про плотность материала в сжатом состоянии. Истинная плотность (как и любого другого вещества) является постоянной величиной.
- Насыпная плотность. Показатель, который учитывает не только сам объем вещества, как в предыдущем случае, но и все имеющиеся зазоры между частицами. Насыпная всегда меньше, чем истинная и средняя плотность, измеряется в кг/м3.
Также есть и среднее значение, о котором уже было указано выше.
Параметры различных видов материала
Как уже говорилось ранее, плотность сильно варьируется в зависимости от свойств сырья. Помочь проследить данный факт призвана следующая таблица:
Таким образом, один кубический метр сухого песка будет иметь массу от 1200 до 1700 килограмм, а куб мокрого – 1920.
Таблица отражает не все виды – более расширенный список с коэффициентами, необходимыми для расчета плотности сырья, можно найти в справочных источниках.
Для того, чтобы измерить плотность, на месте используют такие способы:
- Применение коэффициентов перевода, которые отличаются для каждого вида материала. Данный метод не совсем точен, так как погрешность при измерениях может достигать 5 %. При больших количествах сырья потери составляют не один кубический метр!
- Взвешивание насыпного сырья (например, речной) вместе с полностью заполненным им сосудом, после чего расчет путем деления массы песка на объем сосуда.
Определение насыпной плотности играет важную роль в строительстве, так как именно от ее значения во многом зависит количество кубов сырья, необходимого для проведения работ. Особенно это важно в случаях, когда на счету каждый кубометр.
Если планируется строительство дома, то после создания проекта на первый план выходит вопрос приобретения материалов. Чтобы рассчитать, сколько купить песка для замешивания нужного объема кладочного раствора или бетонной смеси, необходимо знать плотность сыпучего компонента. Этот показатель ощутимо влияет на параметры прочности конструкций и зданий. Перевод массы в объем (и обратно) осуществляется еще и потому, что цена материала указывается по-разному: за весовую либо объемную единицу.
Что такое плотность и от чего она зависит
Это физическая характеристика вещества, показывающая массу его единицы объема и выражаемая в г/см3, кг/м3, т/м3. Песок, как и все сыпучие материалы, имеет такую особенность: в зависимости от условий, одно и то же его количество может занимать разный объем. На показатель плотности строительного песка влияют следующие факторы.
1. Величина зерна (модуль крупности). Песок представляет собой смесь частиц размером от 0,14 до 5 мм, образовавшихся естественным путем при разрушении горных пород. Чем меньше размер зерна и однороднее состав, тем плотнее песок. Крупно- и среднезернистый материал используют для изготовления бетона, мелкозернистый – для цементных растворов, мелкофракционный (пылевидный) – для строительных мелкодисперсных смесей.
2. Пористость и уровень уплотнения. Они характеризуют количество пустот в сыпучем веществе. В рыхлом состоянии строительный песок имеет пористость около 47 %, в плотном – не более 37 %. Рыхлость уменьшается за счет насыщения влагой, вибрации, динамических воздействий. Пористость оценивают с помощью специального коэффициента е: для мелкозернистых песков плотного сложения он составляет около 0,75, крупно- и среднезернистых – 0,55. Уплотненная песчаная масса принимает на себя довольно высокие нагрузки и хорошо распределяет напряжение, возникающее в фундаментах.
3. Влажность. Обычно в справочниках приводится плотность при нормальном уровне влажности, регламентируемом ГОСТом. При покупке следует учитывать, что вес кубической единицы сырого материала значительно отличается от теоретического показателя. При росте влажности от 3 до 10 % песчинки обволакиваются водой – за счет этого увеличивается объем, а плотность, соответственно, уменьшается. При дальнейшем влагонасыщении (до 20 %) вода вытесняет воздух и заполняет пустоты между зернами — при этом вес кубометра повышается.
4. Наличие примесей. Иногда содержатся частицы глины, пыли, соли, слюды, гипса, гумуса, щебня, каменной крошки. Они влияют на качественные характеристики строительного материала: если для чистого песка она составляет в среднем 1 300 кг/м3, то для глинистого – 1 800 кг/м3. Очистить песок можно путем промывания водой, но стоимость его при этом возрастает.
Виды плотности
Охарактеризовать строительный песок можно, используя разные показатели его объемного веса: теоретический и фактический.
1. Истинная (прежнее название – удельный вес). Это масса кубометра в абсолютно уплотненном состоянии, без учета воздушных промежутков между частицами. Определяется истинный показатель сложным лабораторным путем, его значение соответствует весу кубометра твердой нерудной песчаной породы – примерно 2500 кг/м3.
2. Средняя (насыпная). При ее определении учитывают, что в расчетный объем входят не только зерна, а поры и пустоты, заполняющие промежутки между ними. Средний показатель обычно ниже истинного значения.
Чтобы самостоятельно определить среднюю плотность, используют ведро емкостью 10 л. В него с высоты 10 метров засыпают песок до образования горки – ее аккуратно срезают по горизонтали на уровне верхней кромки ведра. Материал, поместившийся в емкость, взвешивают, а затем вычисляют его плотность в кг/м3: делят массу в кг на 0,01 (объем ведра в кубометрах).
Истинное значение является постоянной величиной и имеет вспомогательное значение. Чтобы грамотно вести строительство, делать практические расчеты и оценивать качество приобретаемого материала, важнее знать средний показатель. Например, если кубометр весит менее 1300 кг, это свидетельствует о большом количестве пустот и требует их заполнения вяжущим веществом. Стоимость материалов при этом возрастает, делая строительство более дорогостоящим.
Плотность различных видов
Ориентировочные показатели насыпной (средней) плотности, указанные в таблице, помогут приобрести песок с нужными параметрами, быстро перейти от веса к объему, посчитать весовые доли строительного раствора.
Средняя плотность песка - важный показатель, от которого напрямую зависят эксплуатационные свойства вещества и будущие параметры бетонной строительной смеси, прочность и устойчивость зданий, а также возможный расход сырья. Она показывает, какая масса песка содержится в одной единице измерения объема, за которую принят кубический метр (1 м3).
Количество вещества, которое умещается в 1м3, сильно зависит от вида песка - так, мелкий строительный отличается большей уплотненностью, нежели песок средней крупности, так как в первом случае зазоры между отдельными частицами стройматериала значительно меньше, и в один кубометр вмещается большая масса.
Этот параметр тесно связан с такими показателями материала, как пустотность и влажность, степень утрамбованности и пористость. Особенности и правильность измерения параметров также могут вносить в конечный результат определенную погрешность. Между указанными факторами существует следующая зависимость: чем больше пустота между частицами и влажность вещества, тем меньше насыпная характеристика и тем меньше чистого песка вмещается в кубометр. Данное правило идентично и для влажности, но с обратным знаком - за счет слипания фракций строительный мокрый материал уплотняется.
Также плотность зависит от структуры зерен, с уменьшением размера которых вырастает данная характеристика, и еще от содержания глины и других примесей. По указанным выше причинам плотность речного песка как правило выше (средний коэффициент 1,5), чем очищенного (у строительного значение соотношения 1,4).
Какие встречаются разновидности?
Плотность в кг/м3 - неоднозначная характеристика, которая имеет две главные разновидности, отличающиеся определением, некоторыми особенностями и способами измерения:
- Истинная. Представляет собой отношение массы тела (в данном случае сухой песок) к его объему и измеряется в кг/м3. При этом не учитываются свободные пустоты между отдельными частицами, то есть речь идет про плотность материала в сжатом состоянии. Истинная плотность (как и любого другого вещества) является постоянной величиной.
- Насыпная плотность. Показатель, который учитывает не только сам объем вещества, как в предыдущем случае, но и все имеющиеся зазоры между частицами. Насыпная всегда меньше, чем истинная и средняя плотность, измеряется в кг/м3.
Также есть и среднее значение, о котором уже было указано выше.
О том, как выбрать песок для пескоструйного аппарата, можно узнать здесь.Параметры различных видов материала
Как уже говорилось ранее, плотность сильно варьируется в зависимости от свойств сырья. Помочь проследить данный факт призвана следующая таблица:
Таким образом, один кубический метр сухого песка будет иметь массу от 1200 до 1700 килограмм, а куб мокрого - 1920.
Таблица отражает не все виды - более расширенный список с коэффициентами, необходимыми для расчета плотности сырья, можно найти в справочных источниках.
Для того, чтобы измерить плотность, на месте используют такие способы:
- Применение коэффициентов перевода, которые отличаются для каждого вида материала. Данный метод не совсем точен, так как погрешность при измерениях может достигать 5 %. При больших количествах сырья потери составляют не один кубический метр!
- Взвешивание насыпного сырья (например, речной) вместе с полностью заполненным им сосудом, после чего расчет путем деления массы песка на объем сосуда.
Определение насыпной плотности играет важную роль в строительстве, так как именно от ее значения во многом зависит количество кубов сырья, необходимого для проведения работ. Особенно это важно в случаях, когда на счету каждый кубометр.
