Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Насыпная плотность песка: от чего зависит и пример расчета

Насыпная плотность песка: от чего зависит и пример расчета

Определение насыпной плотности говорит о количестве материала в одном кубометре сыпучего материала. Данную величину определяет, как количество пустот между отдельными элементами, так и размер имеющихся фракций. Нужно знать значение этого показателя для корректного произведения расчета при создании растворов и закупке материала. Единицы измерения — кг/м 3 .

Факторы определения плотности

Насыпной вес песка зависит от нескольких факторов:

  • Фракция и форма песчинок определяет плотность сыпучего материала в большей степени. Чем крупнее фрагменты, тем большее расстояние между ними остается и наоборот. Округлые и квадратные песчинки занимают большее пространство, чем плоские.
  • Порода происхождения. Чем плотнее минерал, из которого образовался песок, тем больше масса.
  • Остатки грунта и органических примесей также оказывают влияние на насыпную массу песка. Технология приготовления строительных растворов предполагает использование очищенного мелкого наполнителя, поэтому данный параметр может быть скорректирован промыванием или просеиванием насыпи.
  • Влажность после мытья или добычи песка. Вода проникает в поры песчинок и увеличивает их вес. Насыпная плотность сухого песка до 30% меньше, чем мокрого. По мере высыхания масса снижается, а объем увеличивается.
  • Песок, уплотненный при укладке, имеет гораздо более высокую плотность на единицу объема, чем насыпанный в обычном состоянии.

Значение массы на кубометр можно наглядно отследить в таблице насыпной плотности природного песка:

Состояние пескаЗначение плотности, кг/м 3
Сухой в обычном состоянии1200…1700 (зависит от типа породы и фракции)
Кварцевый1400
Сухой рыхлый1440
Речной1600
Сухой уплотненный1680
Мокрый1920
Мокрый уплотненный2080

Какие факторы оказывают влияние на изменение плотности?

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.
Читать еще:  Производство и применение профильной трубы из нержавеющего металла

Карьерный и речной песок

Модуль крупности песка — в чем измеряется?

В нормативных документах модуль крупности песка обозначается как Мкр. В справочной литературе иногда встречается утверждение, что единица измерения модуля крупности песка – это миллиметр. Такое мнение ошибочно, так как значение модуля крупности — величина условная и для ее обозначения никакая единица измерения не используется.

В зависимости от значения модуля крупности песок относят к одной из следующих групп:

  • с модулем 1,0 1,5 — к очень мелкому, используемому для создания различных строительных мелкодисперсных смесей;
  • песок мелкий, модуль крупности 1,5 2,0 — считается мелкозернистым, применяемым для изготовления кирпичей, а в смеси с цементом — растворов и некоторых марок бетона, используемого, в основном, для создания тех мостовых конструкций, которые будут размещаться под водой;
  • с модулем 2,0 2,5 — среднезернистый песок, используемый для изготовления бетона класса В15 и выше;
  • с модулем 2,5 — песок крупнозернистый, применяемый для изготовления бетона класса В25.

Однако такое разделение песка не является догмой. Некоторые поставщики указывают в сертификате другие значения, например, модуль крупности песка 2-2 или песок с модулем 3,0-3,5.

Устройства предназначены для решения следующих задач на производстве при контроле процессов и качества:

    Непрерывной мониторинг доли воды в составе сыпучих продуктов в процессе производства:На конвейерах и транспортерахВ шнековых питателях, при винтовой подачеВ бункерах и дозаторах, миксерахПоддержание требуемой влажности материалов в строительстве (влагомер песка)Контроль влажности в процессе производства топливных пеллет (влагомер для опилок)Контролирование процесса сушки на производстве и в сельском хозяйстве (влагомеры зерна)Управление дозаторамиЛабораторные практикумы

Плотность материала в не уплотненном состоянии – значение с технологической и коммерческой стороны

Масса в строительной практике является соотношением массы к объему, что занимает материал в уплотненном или не уплотненном состоянии. Это число особенно значимо с экономической и технологической стороны.

Чтобы изготовить бетонную смесь или раствор с целью создания песчаной подушки, необходимо пользоваться материалом с известными показателями.

С экономической точки зрения целесообразно рассчитывать несколько основных критериев – вес в объемной единице и плотность в отдельных условиях.

Определение плотности песка имеет значение с точки зрения соотношения его массы и фактически занимаемого объема. С экономической точки зрения плотность влияет на деньги, что готов потратить заказчик – он должен приобрести пригодный к использованию материал, достаточного объема.

Читать еще:  Проектирование и монтаж дымохода

Для этого целесообразно установить количество частиц в объемной единице без уплотнений и учитывать показатели влажности, что существенно оказывают влияние на вес.

Определение плотности материала в не уплотненном состоянии согласно ГОСТу должно проводиться согласно стандартной процедуре.

Берется необходимое количество материала, учитывается заданная способность аккумулировать влагу, отправляется в мерную емкость и неоднократно взвешивается.

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:

Состояние песчаной насыпиКоэффициент уплотнения
Рыхлая, сухая1,05–1,15
Влажная1,1–1,25
Обратная засыпка котлованов0,95
Обратная засыпка0,98
Засыпка пазух0,98
Обустройство инженерных сетей возле железных и автомобильных дорог0,98–1,0

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.

Определение плотности жидкости ареометрами (денсиметрами)

Применение ареометров (денсиметров) для определения относительной плотности жидкостей основано на законе Архимеда.

Ареометр (рис. 202) представляет собой стеклянную трубку, расширенная (нижняя) часть которой заполнена балластом — чистой и сухой металлической дробью, залитой слоем смолы с температурой плавления не ниже 80 °С. Благодаря балласту во время измерения плотности ареометр находится в вертикальном положении. На верхней части нанесена шкала. Чем меньше плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр, поэтому верхние деления шкалы соответствуют наименьшей, а нижние — наибольшей плотности. Отсчет показаний производится по нижнему мениску.

Читать еще:  Расчет объема изоляции трубопроводов и укладка материала

Стеклянные ареометры общего назначения, предназначаемые для измерения плотности жидкости, выпускаются со шкалами, градуированными в единицах плотности, а ареометры для измерения содержания веществ в двухкомпонентных растворах — со шкалами, градуированными в процентах растворенного вещества (по объему или по массе).

Выпускаются также ареометры специального назначения: для нефти, для морской воды, молока, для определения концентрации сухих веществ в сахаросодержащих веществах (сахарометры), для определения крепости водно-спиртовых растворов (спиртометры) и др. На шкалах специальных ареометров нанесены деления, показывающие концентрации раствора в процентах (по объему или по массе).

Сифонные ареометры используют в частности для измерения плотности электролита в аккумуляторах. Ареометр состоит из стеклянного сосуда цилиндрической или грушевидной формы. На верхнюю часть сосуда плотно насаживается резиновый шар, на нижнюю — резиновая трубка. Внутри стеклянного сосуда помещен маленький ареометр. Сжав предварительно резиновый шар, опускают резиновую трубку в аккумулятор. При разжимании шара в стеклянный сосуд всасывается электролит в количестве достаточном, чтобы ареометр мог свободно плавать.

При измерении плотности испытуемую жидкость помещают в стеклянный цилиндр для ареометров и при температуре жидкости 20 °С осторожно опускают в нее чистый сухой ареометр, на шкале которого предусмотрена ожидаемая величина плотности. Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он не тонет; при этом необходимо следить, чтобы ареометр не касался стенок и дна цилиндра. Отсчет производят через 3-4 мин после погружения по делению на шкале ареометра, соответствующему нижнему мениску жидкости (при отсчете глаз наблюдателя должен быть на уровне мениска). В случае определения плотности темноокрашенных жидкостей отсчет допускается производить по верхнему мениску.

Определение ареометром плотности летучих веществ не допускается, так как при энергичном испарении снижается температура жидкости.

Особенности применения метода двойного зондирования

Относительно грунтов, характеризующихся неоднородной влажностью определение динамической плотности выполняют в два этапа. Первый проводят так, как описано выше. При повторной оценке плотности используют штамп-основание. Для этого рядом с первичной лункой делают круглую в плане выемку диаметром 100 мм и глубиной 250 мм. Штамп строго вертикально помещают на дно и не менее, чем 40 циклами ударной нагрузки производят окончательное уплотнение грунта. Те слои грунта, которые оказываются в штампе, должны быть не менее 50 мм по высоте. Их также доуплотняют аналогичным способом.

После выравнивания грунта, находящегося над скважиной, штамп извлекают и забранный им объём тестируют на плотность указанным ранее способом, используя специальную таблицу, приведённую в паспорте динамического плотномера.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector