что такое пустотность песка
Что такое пустотность песка
Пустотность песка — это отношение его межзернового пространства ко всему пространству его массы. На пустотность влияет форма зерен, уровень влажности, температура воздуха, состав зерна, метод отсыпки и даже способ уплотнения.
Форма зерен во многом влияет на этот показатель. Пустотность сухого рыхлого песка с округлыми зернами поставляет ровно тридцать пять процентов. Пустотность такой же консистенции с угловатыми зернами будет выше на три с половиной процента. Если зерна ломаные кубообразные, то пустотность составит сорок два процента. В случае с ломаными дискообразными — сорок пять процентов.
Если песок намокнет, то вначале объем увеличится, после чего снова вернется в нормальное состояние. При увлажнении объем крупного песка может увеличиться до тридцати процентов, объем среднего — до сорока, мелкого — до пятидесяти процентов.
Причина увеличения объема пустотности в сосуде была раскрыта Ф. Лебедевым. Он наполнял сосуд песком, утрамбовывал его, после чего добавлял туда пять процентов воды от общего веса. В итоге объем не менялся в течение трех дней. После этого он извлекал влажный песок и вновь помещал его в сосуд с тем же трамбованием, при этом объем увеличивался на десять процентов.
По словам Лебедева, так получается вследствие слипания зерен песка, которые окружены плановой водой. В связи с этим теряется их подвижность, поэтому при заполнении сосуда он получается более рыхлым.
В данной ситуации жидкость напоминает смазку. Уплотнение было бы сильнее, если бы не взвешивание песка в воде, за счет которого гравитационные силы уменьшаются. С водой трение между зернами уменьшается, и упаковка зерен становится более плотной. Если температура повысится, то возрастет и пустотность, а объемный вес уменьшится.
На степени пустотности значительно влияет зерновой состав. Меньшая пустотность образуется благодаря прерывистому зерновому составу. В. Охотин снизил пустотность до двадцати двух процентов, смешав шестьдесят процентов фракции 2-4 миллиметра с пустотностью в тридцать восемь процентов и сорок процентов фракции до одной десятой миллиметра с пустотностью в тридцать шесть процентов. Также он опытным путём доказал, что пустотность песка растет с уменьшением размеров зерен благодаря воздушному слою между ними.
Пористость кварца помогает уменьшить статическая нагрузка на уплотненные пески величиной до шестнадцати килограмм на квадратный сантиметр.
Уменьшить пористость с тридцати трех целых семи десятых до двадцати с половиной можно благодаря добавке тридцати пяти процентов мельчайшего песка с фракцией 5-50 к фракции 0,5-0,25 миллиметров. При этом увеличивается внутреннее трение песка.
Если обогатить пески, то пустотность можно снизить до тридцати процентов.
Насыпной вес песка определяют в рыхлом состоянии. Для этого сухой песок необходимо засыпать в емкость объемом пять литров и высотой в пять сантиметров. Обычно пустотность определяют как зависимость между удельным весом и объемным насыпным.
Этот показатель можно сократить благодаря уплотнительным методикам. Чтобы уменьшить пустотность в маленьких мерных сосудах до двадцати процентов, можно использовать метод постукивания. При этом может немного увеличиться начальная пустотность песка из-за его трения о стенки сосуда. Также на результат влияет объем пор стенок мерной емкости.
И. Сорокер и С. Конторович решили провести свой эксперимент. Они уплотняли песок в сосуде объемом один литр в течение двух минут на виброплощадке ЦНИПСА и тем самым снизили пустотность на четверть.
Ф. Лебедев решил выяснить, как воздействует на пористость увлажнение и трамбование. Используя сухой мелкозернистый однофракционный песок, он сумел снизить пористость с сорока четырех до пятидесяти трех процентов. При уплотнении влажного песка его пористость снизилась до тридцати девяти процентов, хотя уплотненность сухого песка составляет тридцать шесть.
Соответственно, благодаря увлажнению увеличивается пористость в два раза сильнее, нежели при уплотнении материала. Эксперимент Лебедева объясняет это явление.
Сильнее всего благодаря уплотнению и увлажнению можно понизить пустотность разнозернистого песка.
Пустотность с влажностью до тринадцати процентов снижается с тридцати семи до тридцати одного с половиной, а с влажностью в восемь целых три десятых процента этот показатель снизится с двадцати восьми до двадцати одной целой четырех десятых.
Что такое пустотность песка
ПЕСОК ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Sand for construction work. Testing methods
Дата введения 1989-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 05.10.88 N 203
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер раздела, пункта
1.6, 3.2, 4.2, 5.2.2, 7.2, 12.2.1.2, 13.2, 14.2
3.2, 4.2, 5.1.2, 5.2.2, 6.2, 7.2, 8.1.2, 8.2.2, 9.1.2, 10.2, 13.2
3.2, 4.2, 5.1.2, 5.2.2, 6.2, 7.2, 8.1.2, 8.2.2, 9.1.2, 10.2, 13.2
5 ИЗДАНИЕ (Сентябрь 2018 г.) с Изменениями N 1, 2 (ИУС 11-89, 5-2001)
Изменение N 1 утверждено и введено в действие Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 22.06.89 N 109
Изменение N 2 принято Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 17.05.2000
Зарегистрировано Бюро по стандартам МГС N 3705
За принятие изменения проголосовали:
Наименование органа государственного управления строительством
Госстрой Азербайджанской Республики
Министерство градостроительства Республики Армения
Минстройархитектуры Республики Беларусь
Комитет по делам строительства Министерства энергетики, индустрии и торговли Республики Казахстан
Государственный комитет при Правительстве Кыргызской Республики по архитектуре и строительству
Министерство окружающей среды и благоустройства территорий Республики Молдова
Комитет по делам архитектуры и строительства Республики Таджикистан
Госкомархитектстрой Республики Узбекистан
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 12, 2018 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Настоящий стандарт распространяется на песок, применяемый в качестве заполнителя для бетонов монолитных, сборных бетонных и железобетонных конструкций, а также материала для соответствующих видов строительных работ, и устанавливает методы испытаний.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Область применения методов испытаний песка, предусмотренных настоящим стандартом, указана в приложении.
1.2. Пробы взвешивают с погрешностью 0,1% массы, если в стандарте не даны другие указания.
1.3. Пробы или навески песка высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105±5)°С до тех пор, пока разница между результатами двух взвешиваний будет не более 0,1% массы. Каждое последующее взвешивание производят после высушивания не менее 1 ч и охлаждения не менее 45 мин.
1.4. Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго знака после запятой, если не даны другие указания относительно точности вычисления.
1.5. За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение параллельных определений, предусмотренных для соответствующего метода.
1.6. Стандартный набор сит для песка включает сита с круглыми отверстиями диаметрами 10; 5 и 2,5 мм и сита проволочные со стандартными квадратными ячейками N 1,25; 063; 0315; 016; 005 по ГОСТ 6613 (рамки сит круглые или квадратные с диаметром или боковой стороной не менее 100 мм).
Примечание. Применение сит с сетками N 014 допускается до оснащения предприятий ситами с сетками N 016.
1.7. Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (25±10)°С. Перед началом испытания песок и вода должны иметь температуру, соответствующую температуре воздуха в помещении.
1.8. Воду для проведения испытаний применяют по ГОСТ 2874* или ГОСТ 23732, если в стандарте не приведены указания по использованию дистиллированной воды.
1.9. При использовании в качестве реактивов опасных (едких, токсичных) веществ следует руководствоваться требованиями безопасности, изложенными в нормативно-технических документах на эти реактивы.
1.10. Для проведения испытаний допускается применять импортное оборудование, аналогичное приведенному в настоящем стандарте.
Нестандартизованные средства измерений должны пройти метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326**.
** На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
2. Отбор проб
2.1. При приемочном контроле на предприятии-изготовителе отбирают точечные пробы, из которых путем смешивания получают одну объединенную пробу от сменной продукции каждой технологической линии.
2.2. Отбор точечных проб с технологических линий, транспортирующих продукцию на склад или непосредственно в транспортные средства, осуществляют путем пересечения потока материала на ленточном конвейере или в местах перепада потока материала при помощи пробоотборников или вручную.
Для проверки качества песка, отгружаемого непосредственно в забое карьера, точечные пробы отбирают в процессе погрузки в транспортные средства.
2.3. Точечные пробы для получения объединенной пробы начинают отбирать через 1 ч после начала смены и далее отбирают через каждый час в течение смены.
Интервал отбора точечных проб при ручном отборе может быть увеличен, если предприятие-изготовитель выпускает продукцию стабильного качества. Для установления допустимого интервала отбора проб ежеквартально определяют коэффициент вариации значений содержания зерен, проходящих через сито с сеткой N 016, и содержания пылевидных и глинистых частиц. Для определения коэффициента вариации этих показателей в течение смены через каждые 15 мин отбирают точечные пробы массой не менее 2000 г. По каждой пробе определяют содержание зерен, проходящих через сито с сеткой N 016, и содержание пылевидных и глинистых частиц. Затем вычисляют коэффициенты вариации этих показателей в соответствии с ГОСТ 8269.0.
В зависимости от полученного максимального значения коэффициента вариации для двух определяемых показателей принимают следующие интервалы отбора точечных проб в течение смены:
Что такое пустотность песка
Пустотностью песка называют отношение объема межзернового пространства песка ко всему объему, занимаемому массой песка. Пустотность песка зависит от формы зерен, влажности, температуры, зернового состава, способа отсыпки и уплотнения.
Влияние формы зерен на пустотность песка можно проследить ниже.
Форма зерен Пустотность сухого рыхлого песка, %
Примерно круглые. 35,0
Угловатые. 38,5
Ломаные кубообразные. 42,0
Ломаные дискообразные. 45,0
При смачивании сухого песка его объем по мере роста влажности сначала возрастает, а затем снова уменьшается, как это видно к рис.1, относящегося к песку средней крупности. Объем, занимаемый сухим песком, при увлажнении может возрасти для крупных песков на 20—30;%, для песков средней крупности — на 30—40% и для мелких песков — на 40—50%.
Причина увеличения пустотности песков, загружаемых в сосуд, по мере их увлажнения до известного предела была раскрыта Ф. Лебедевым. Он наполнял сосуд сухим песком с трамбованием, а затем вливал в него 5% воды по весу, что не изменяло объема песка в течение 3 суток. Затем влажный песок извлекали из сосуда и вновь загружали в него с таким же трамбованием; в этом случае объем, занятый песком, возрастал на 10%.
Рис. 1. Влияние влажности песка на занимаемый им объем
А. Ф. Лебедев объясняет это явление слипанием зерен песка, окруженных пленочной водой, и потерей подвижности зерен песка, в связи с чем при заполнении сосуда образуется более рыхлая структура. Дальнейшее увлажнение приводит к устранению слипания зерен песка в контактах, восстановлению их подвижности и образованию в ряде случаев, как это было отмечено выше, более плотной структуры.
Вода действует уже как смазка и процесс уплотнения был бы еще более полным, если бы не вступал в силу новый фактор — взвешивание зерен песка в воде, которое значительно уменьшает гравитационные силы. Песок, полностью залитый водой, занимает несколько меньший объем ( на 7—8%), чем рыхлонасыпанный сухой песок. Это объясняет более плотной упаковкой зерен песка, образующейся при пониженном взаимном трении зерен песка в водной среде. С повышением температуры песка пустотность несколько возрастает, а его насыпной объемный вес снижается, как это видно из рис. 2.
Зерновой состав песка существенно влияет на его пустотность. Чисто геометрически наименьшая пустотность может быть получена мри прерывистом зерновом составе. Смешивая 60% фракции 4— 2 мм (пустотность 38%) и 40% фракции 0,25—0,1 мм (пустотность 36%). В. Охотин снижал пустотность до 22%.
С уменьшением размеров зерен песка его пустотность растет за счет тонкого воздушного сольватного слоя, окружающего зерна песка, как это было показано опытами В. В. Охотина.
Статическая нагрузка на уплотненные пески величиной до 16 кг/см2 уменьшала пористость зерен кварца и полевого шпата
до 7- 8%.
Добавка 35% мельчайших фракций 5—50 γ к фракции 0,5—0,25 мм уменьшала пористость с 33,7 до 22,5%, но существенно увеличивала коэффициент внутреннего трения песка.
Природные пески обычно имеют непрерывный зерновой состав, но содержание отдельных фракций может колебаться в широких пределах; в то же время пустотность рыхлонасыпанных природных песков колеблется в сравнительно небольших пределах—37—41%, лишь изредка уменьшаясь до 34%.
По данным П. А. Александрова, при возведении железобетонных сооружений на острове Ява были использованы природные пески с пустотностью от 38 до 23%; резкое изменение пустотности не учитывалось при подборе состава бетона. В результате были получены бетоны, объемный вес которых колебался от 1,7 до 2,5 т/м3, причем в ряде случаев арматура подвергалась сильной коррозии. В этих данных, однако, нет количественного анализа, в частности колебания объемного веса в указанных пределах трудно объяснить только неучетом изменения пустотности песка, — большую роль могли играть также вид и содержание крупного заполнителя в бетоне.
Различными способами уплотнения можно снизить пустотность песков. Простым постукиванием удается в ряде случаев уменьшить пустотность песка в небольших мерных сосудах на 10—20% и
Однако в этом случае начальная пустотность рыхлонасыпного песка может быть несколько увеличенной вследствие трения песка стенки сосуда и повышенного объема пор у его стенок.
И. И. Сорокер и С. И. Конторович уплотняли песок в литровом сосуде в течение 2 минут на виброплощадке ЦНИПСа. Это снижали пустотность песка на 25%.
Д. Ф. Лебедев исследовал воздействие увлажнения и трамбованиян песков на их пористость. В сухом мелкозернистом однофракционном песке трамбованием удавалось снизить пористость с 44 до 53 %; с уплотнением влажного песка пустотность его снижалась до 39% (вместо 36%: пустотности уплотненного сухого песка). Следовательно, увлажнение увеличивает пористость не уплотняемого песка в два раза сильнее, чем песка уплотняемого, что хорошо объясняется вышеприведенной гипотезой Ф. Лебедева.
Определение пустотности песка
2.3 Определение пустотности песка
Пустотность песка в стандартном неуплотнном состоянии рассчитывают на основании предварительно установленных значений истиной и насыпной плотности песка.
Пустотность песка Vпв % по объему вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле:
2.4 Определение зернового состава и модуля крупности песка
Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения тяжелого бетона заданной марки. В тяжелом бетоне песок служит для заполнения пустот между зернами крупного заполнителя. В то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом. Кроме того, этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. Для уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Мелкий же, наоборот, обладает меньшей пустотностью, но очень большой суммарной поверхностью зерен. Поэтому для получения бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента целесообразно применять крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц.
Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера. Для определения зернового состава песка применяют ситовой анализ. Отбирают пробу песка массой 2 кг, высушивают до постоянной массы и просеивают сквозь сито 5 и 10 мм, определяя засоренность песка гравием или щебнем. Остатки на ситах необходимо взвесить и вычислить содержание в песке фракции с размером зерен (5-10) мм (Гр5) и выше 10 мм (Гр 10) в % по массе по формулам:
Г10=
∙100 (2.4)
Г5=
∙100 (2.5)
m10- остаток на сите с отверстиями диаметром 10 мм, г;
Затем отвешивают из пробы, прошедшей сквозь сито № 5 навеску 1000 г для определения зернового (гранулометрического) состава песка без фракциигравия. Подготовленную навеску просеивают сквозь набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и сетками №1,2-5;0,63; 0,315; и 0,14. Просеивание с читают законченным, когда при контрольном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходит не более 0,1 % общего веса. При ручном проживании разрешается определять окончание просеивания следующим упрощенным способом: каждое сито интенсивно трясут над листом бумаги, просеивание считается законченным, если при этом практически не наблюдается падения зерен песка. Остатки на каждом сите взвешивают с точностью до 0,1 г.
По результатам просеивания вычисляют частный и полный остатки на каждом сите и модуль крупности.
Частным остатком на каждом сите называют отношение массы остатка на данном сите к массе просеиваемой навески в процентах. Частные остатки на каждом сите вычисляют по формуле:
Мк = 
(2.8)
В зависимости от модуля крупности песка и полного остатка на сите № 0,63 пески по крупности делятся на группы; крупный, средний, мелкий, очень мелкий, таблица 2.2.
Таблица 2.2. Классификация песков по крупности
Что такое пустотность песка
ПЕСОК ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
Sand for construction works. Specifications
Дата введения 2015-04-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт по проблемам добычи, транспорта и переработки минерального сырья в промышленности строительных материалов» (ФГУП «ВНИПИИстромсырье»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2014 г. N 70-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 ноября 2014 г. N 1641-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 8736-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2015 г.
6 ИЗДАНИЕ (февраль 2019 г.) с Поправкой* (ИУС 10-2015)
* См. ярлык «Примечания».
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 2, 2021
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на природные пески с истинной плотностью зерен от 2,0 до 2,8 г/см и смеси природных песков и песков из отсевов дробления, предназначенные для применения в качестве заполнителей тяжелых, легких, мелкозернистых, ячеистых и силикатных бетонов, строительных растворов, сухих строительных смесей, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и оснований взлетно-посадочных полос и перронов аэродромов, обочин дорог, производства кровельных и керамических материалов, рекультивации, благоустройства и планировки территорий и других видов строительных работ.
Настоящий стандарт не распространяется на пески из отсевов дробления плотных горных пород.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 25584-2016 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 31424-2010 Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня. Технические условия
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 песок: Природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке валунно-гравийно-песчаных, гравийно-песчаных и песчаных месторождений.
3.2 песок обогащенный: Природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, с улучшенным зерновым составом и меньшим содержанием пылевидных и глинистых частиц, полученный с использованием специального оборудования.
3.3 песок фракционированный: Природный неорганический сыпучий материал, разделенный на две или более фракций с использованием специального оборудования.
4 Технические требования
4.1 Песок, обогащенный песок и фракционированный песок должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготовляться по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем.
4.2 Основные виды, параметры и размеры
4.2.1 В зависимости от зернового состава (см. таблицу 3) и содержания пылевидных и глинистых частиц (см. таблицу 4) песок подразделяют на два класса:
В зависимости от крупности зерен (модуля крупности) песок классов I и II подразделяют на группы:
4.2.2 Каждую группу песка характеризуют значением модуля крупности Мк, указанным в таблице 1.