Как найти насыпная плотность песка

Определение насыпной плотности

Песок
насыпают совком с высоты 10 см в
предварительно взвешенный сосуд емкостью
1 л до образования над верхом сосуда
конуса из песка, который затем снимают
вровень с краями сосуда, после чего
цилиндр с песком взвешивают.

Насыпная плотность песка _н
вычисляется по формуле:

где
т —
масса мерного сосуда, кг;

т₁
— масса мерного сосуда с песком, кг;

V
— объем
сосуда, м³.

Определение пустотности песка

Пустотность
(объем межзерновых пустот) песка в
стандартном неуплотненном состоянии
определяют на основании значений
истинной плотности и насыпной плотности
песка, установленных предварительно.

Пустотность
песка (V_м.п)
в процентах по объему вычисляют по
формуле:

где

— истинная плотность песка, г/см³;

_н
— насыпная плотность песка, кг/м³.

Определение влажности песка

Влажность определяют путем сравнения
массы песка в состоянии естественной
влажности и после высушивания.

Навеску массой 1000 г песка насыпают в
противень и сразу же взвешивают, а затем
высушивают в этом же противне до
постоянной массы.

Влажность
песка (W)
в процентах вычисляют по формуле

%

где
т —
масса навески в состоянии естественной
влажности;

т₁
— масса
навески в сухом состоянии, г.

Песок обладает способностью сильно
изменять объемную массу и объем при
влажности, что должно учитываться при
его дозировке (рис. 1).

Рис.
1. Зависимость объемной массы песка от
его влажности

Определение содержания
в песке пылевидных и глинистых частиц

Содержание пылевидных и глинистых
частиц определяют по изменению массы
песка после отмучивания частиц крупностью
до 0,05 мм.

Суммарное содержание
в песке пылевидных, глинистых и илистых
частиц определяется методом отмучивания,
сущность которого состоит в том, что
указанные частицы, будучи взмучены
вместе с песком в воде, осаждаются
значительно медленнее зерен песка и
легко могут быть от него отделены.

Отвешивают
1000 г песка и высыпают в сосуд для
отмучивания (рис. 2). Сосуд заливается
водой с таким расчетом, чтобы высота
слоя над песком была около 200 мм. Залитый
водой песок выдерживают в течение 2 ч,
перемешивая его несколько раз, и тщательно
отмывают от приставших к зернам глинистых
частиц.

После этого содержимое сосуда снова
энергично перемешивают и оставляют в
покое на 2 мин. Через 2 мин сливают, через
два нижних отверстия, полученную при
промывке суспензию, оставляя слой ее
над песком высотой не менее 30 мм. Затем
песок снова заливают водой до указанного
выше уровня. Промывку песка в указанной
последовательности повторяют до тех
пор, пока вода после промывки будет
оставаться прозрачной.

После
отмучивания промытую навеску высушивают
до постоянной массы т₁.

Содержание
в песке отмучиваемых пылевидных и
глинистых частиц (П_отм)
в процентах по массе вычисляют по формуле

%

где
т —
масса высушенной навески до отмучивания,
г;

m₁
— масса высушенной навески после
отмучивания, г.

Рис.
2. Сосуд для отмучивания песка

Определение зернового состава и модуля крупности песка

Гранулометрический состав песка
характеризуется процентным содержанием
в нем зерен различного диаметра, и для
его определения пользуются методом
ситового анализа.

От
пробы песка, прошедшего через сито с
отверстием 
5 мм отбирается навеска 1000 г и просеивается
через комплект сит (2,5 мм; 1,25 мм; 0,63 мм;
0,315 мм; 0,14 мм). Просеивание считается
законченным, если через сито с отверстиями
0,14 мм на чистый лист бумаги за 1 минуту
проходит не более 0,1 % зерен песка от
общей массы просеиваемой навески.
Остатки песка на каждом сите взвешиваются
и вычисляются частные остатки с точностью
до 0,1 г и в % на каждом сите:

%

Полные
остатки на каждом сите
вычисляются в % как сумма частных остатков
на всех предыдущих верхних ситах, начиная
с сита 2,5 мм, и частного остатка на данном
сите:

.

По
полным остаткам в лабораторном журнале
строят кривую просеивания песка и
сравнивают ее со стандартной областью
допустимого колебания зернового состава.

Крупность
песка характеризуется модулем крупности,
который с точностью до 0,01 вычисляется
по формуле:

где
А_2,5,
А_1,25,
А_0,63,
А_0,315,
А_0,14
— полные остатки на сите с круглыми
отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах
с сетками № 1,25; 0,63; 0,315; 0,14, %.

Рис.
3. График зернового состава песка

5.4. Порядок выполнения
работы:

1. Ознакомиться
   с методами определения свойств песка.

2. Определение
   истинной плотности песка.

3. Определение
   насыпной плотности.

4. Определение
   пустотности песка.

5. Определение
   влажности песка.

6. Определение
   содержания в песке пылевидных и глинистых
   частиц.

7. Определение
   зернового состава и модуля крупности
   песка.

8. Решить задачу.

Соседние файлы в папке Лабораторные работы

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

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/м³.

Известно, что в составе песка имеются зерна средней, крупной и мелкой фракции, влияющие на изменение объема насыпного материала с каждым разом. Условия, согласно которым изменяется показатель:

• степень пористости;
• структура отдельных песчинок;
• количество и тип разнообразных примесей;
• показатель процента влажности;
• уровень увлажненности песка.

Больше всего на изменение объема влияет количество влаги. Чем выше этот показатель, тем меньше у строительного песка показатель плотности, что существенно отличает куб сухого материала от сырого по габаритам.

По размеру различают крупно-, средне — и мелкозернистый материал. Чем больше размер песчинки, тем выше насыпная плотность. Это происходит из-за наличия более существенных пустот. Для меньших песчинок в единице объема за счет большего уплотнения помещается их большее количество. Устранение примесей производится в результате промывания добытого песка, однако это существенно увеличивает его стоимость.

Величина пористости указывает на характер и количество пустот между отдельными крупицами. Чем больше это значение, тем ниже показатель уплотнения. У рыхлого песка эта величина равняется 47%, для утрамбованного — 37%. Влага позволяет уменьшить количество пустот, поскольку вода их заполняет. Количество пустот также уменьшается и в результате транспортировки, поскольку из-за вибрации, которая возникает при движении, материал проседает. Более уплотненный песок для целей строительства следует использовать при создании железобетонных и бетонных изделий с максимальной точностью. Они способны выдерживать самые большие нагрузки с равномерным их распределением.

Назначение материала сильно зависит от показателя его плотности, для каких типов зданий и видов конструкций допустимо его применение. Согласно данному показателю производится расчет расхода того количества, которое требуется для определенных целей. Ведь важно знать количество смеси, которая получится с использованием конкретного типа исходных материалов. Часто требуется преобразовать массу в кубометры и наоборот.

Одни строительные базы продают песок в тоннах, а другие — в кубах.

Чтобы перевести данные в другие единицы измерительной системы, следует воспользоваться школьной формулой для объема и плотности:

Р = m / V, где:

• P — насыпная плотность или степень уплотнения;
• m — расчетная масса сыпучего материала;
• V — имеющийся объем.

Для примера рассчитаем плотность произвольного типа песка весом 3,2 т или 3200 кг, занимающий в объеме 2 м³. Количественное значение плотности согласно формуле находится как:

Р = 3200 / 2 = 1600 кг/м³.

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

m = Р / V.

На показатель влияют следующие факторы:

1. Насыпанный обычным способом песок обладает значительно меньшей плотностью, чем уплотненный при укладке;
2. После слеживания материала определенного этапа песок различаться влажностью. Увеличение веса происходит в результате попадания в микропоры между песчинками воды;
3. На значение насыпной массы сыпучего материала влияет наличие органических добавок и грунтосодержащих примесей. Для большинства строительных растворов нужен согласно технологии приготовления мелкий наполнитель высокой степени очистки, что требует корректирования этого показателя с помощью просеивания или промывания;
4. В зависимости от породы происхождения, различают материал разной плотности, которая непосредственно влияет на вес;
5. Формы, а также фракции имеющихся зерен в большей степени определяют плотность песка. Чем более крупные фрагменты содержится в насыпи, тем большее потребуется расстояние между крупицами, заполненными воздушной прослойкой.

На стройплощадку доставляется разный тип песка. Использовать его можно как сразу после доставки, так и после определенной обработки. При хранении сыпучего материала без накрытия вне помещения постоянно меняется плотность песчинок.

На практике такие расчеты можно провести самостоятельно. Для этого берется емкость определенного объема. Например, это может быть ведро объемом 8 л. После засыпания материалов в ведро с помощью линейки выравнивается поверхность насыпной горки. Взвесив наполненное ведро, а также определив массу самой емкости, формула для расчета приобретает вид:

Р = (m₂ — m₁) / V, где:

• m₁ — вес используемой для измерения плотности образца емкости;
• m₂ — общая масса засыпанного песком ведра;
• V — объем тары, в нашем случае 8л.

Сначала необходимо преобразовать объем в кубометры, 8 л — это 0,008 м³. В килограммах это 0,45 кг, а наполненное ведро с песком весит 12,65 кг. Результирующая плотность определяется как:

Р = (12,65 — 0,45) /0,008 = 1525 кг/м³.

С помощью коэффициента уплотнения, не взвешивая песок перед использованием, можно определять его фактическую массу, которая постоянно изменяется для разных типов зернистости материала.

Для получения искомого результата необходимо умножить на коэффициент среднюю плотность стройматериала. В таблице взяты коэффициенты самых популярных типов песка. Однако данное значение высокую точность не гарантирует, обладая погрешностью от 5%. Взвешивание, которое неудобно и порой вовсе не представляется возможным, является единственным наиболее достоверным способом определения показателя плотности. На месте стройплощадки специалистам доступны к использованию любые из имеющихся методов.

При покупке материала следует тщательно рассчитывать степень влажности приобретаемого песка.

Чаще всего в строительстве применяется карьерный, речной или строительный материал. Естественным путем образовывается речной песок, поскольку порода подвергается дроблению естественным путем, что обеспечивает песчинкам округлую форму. В этом материале минимальное количество примесей, что перед применением не требует дополнительной обработки. В зависимости от размеров зерен выделяет несколько групп:

• 2,9 — 5 — крупные;
• 2 — 2,8 — средние;
• до 2 — мелкие.

Среднее значение показателя насыпной плотности приблизительно 1650 кг/м³. Данный материал обладает главным преимуществом — экологичностью и безопасностью.

Стоимость такого типа песка очень высокая, поэтому согласно техническим нормам он легко может заменяться карьерным.

Этот вид материала содержит в составе различные породы — кварц, слюду, шпат. Название присваивается такое, какой именно элемент в нем преобладает. Главная область применения — это создание подсыпки, подушек для фундамента, прокладки автомобильных дорог.

Различают также показатель истиной степени уплотнения. Данная величина определяется исключительно в лабораторных условиях. Для этого показателя пустоты и зазоры не учитывается.

Размер зерна влияет на количество вяжущего вещества для конкретного типа раствора. Чтобы конструкция получилась прочной, все пустоты должны закрываться цементом. Это повышает себестоимость бетонного или цементного состава. В карьерном песке нужно обратить внимание на степень радиоактивности. Для возведения жилых зданий необходимо пользоваться материалом этого типа только 1 класса качества.

Заключение

Показатель насыпной плотности — очень важный параметр песка, который влияет на качество и прочность будущих сооружений. Помимо этого его нужно знать для расчетов строительных смесей, требуемого количества материала. Именно поэтому данную величину игнорировать нельзя.

Популярное

Одним из наиболее востребованных и широко распространенных в разных сферах деятельности материалов является песок. Он широко востребован в жилом и промышленном секторах, активно применяется при возведении, ремонте, реконструкции различных объектов и сооружений, востребован в других сферах деятельности. Одной из важнейших технических характеристик считается плотность песка. Для пользователей всех уровней важно правильно понимать этот параметр, чтобы эффективно, рационально и грамотно использовать при выполнении различных видов работ.

Сколько плотность песка?

Основной отраслевой стандарт, устанавливающий тех. условия на песок для строительных работ — ГОСТ 8736-2014. В документе определены основные параметры и характеристики, а также указано, сколько плотность песка должна быть для природных составов: от 2,0 до 2,8 г/см³. Здесь же даются характеристики, общее описание и требования к смесям как песков природного происхождения, так и отсевов, получаемых в результате дробления.

Какая плотность песка важно знать, так как материал имеет разную структуру и размеры частиц (диапазон 0,05 … 5,0 мм). Между песчинками создаются воздушные прослойки, что не позволяет на практике быстро и точно определить данный показатель. А точное введение, например, в состав цементного раствора необходимого объема песка важно для достижения лучших прочностных характеристик.

Также для определения плотности песка важно, в каком состоянии, сухом или влажном находится продукт. Так, например, у речного песка структура плотнее по сравнению с добываемым в открытых карьерах или создаваемым искусственным путем — отсева.

Все это приводит к возникновению определенных сложностей при подсчете плотности. Поэтому специалисты используют понятие насыпной плотность песка. Именно она и позволяет максимально точно определить m вещества на ед. объема.

Насыпная плотность песка кг/м3

Насыпной плотностью называется числовое выражение, отражающее соотношение массы исследуемого материала (пробы) и занимаемого объема. Рассчитывается показатель в разных единицах измерения, все зависит от используемой меры объема.

В стандартном, общепринятом понимании насыпная плотность рассчитывается в кг/м³. В некоторых источниках информации можно встретить тонны на куб. метр, а также граммы на куб. сантиметр.

Истинная плотность песка всегда будет выше насыпной. В любой емкости для транспортировки, будь то кузов самосвала, ведро или мешок, песок не может находиться в максимально уплотненном состоянии. Между песчинками по-прежнему остаются частицы воздуха, поэтому при производстве расчетов инженеры-проектировщики и иные специалисты всегда ведут расчеты с использованием насыпной плотности песка строительного.

По ГОСТ 8736 для сыпучего материала со средними показателями влажности насыпная плотность песка, предназначенного для выполнения различных видов строительных работ, должна находиться в диапазоне 1550 – 1700 кг/м.куб. Специалисты рекомендуют при покупке песка обращать внимание именно на этот показатель, если планируется использовать песок для приготовления цементно-песчаных растворов и бетонных смесей. А отклонение от установленных нормативных значений может повлиять на качество подготавливаемых материалов.

Определенная величина насыпной плотности песка может меняться с течением времени. На это оказывают влияние следующие важные факторы:

• Величина уплотнения;

• Способ добычи материала, его происхождение;

• Особенности искусственно созданного песка путам сбора и подготовки отсева;

• Наличие свободного пространства между песчинками;

• Средние размеры фракций;

• Наполнение массы различными минералами – кварц, слюда, полевой шпат и пр;

• Влажность.

Все, перечисленные выше параметры, тем или иным образом могут влиять на характеристики материала, меняя удельный вес песка. Поэтому правильно будет определять плотность непосредственно перед выполнением тех или иных технологических операций, связанных с использованием песка.

Плотность песка кг м3 таблица

Анализируя таблицу, можно сделать вывод что, средний удельный вес песка в 1 м3 — 1 600 кг. Теперь переведём в тонны:

Средняя плотность песка — 1,6 т/м3.

Насыпная плотность строительного песка — 1,68 т/м3;

Насыпная плотность карьерного песка — 1,5 т/м3;

Насыпная плотность речного песка — 1,52 т/м3;

Насыпная плотность сухого песка — 1,45 т/м3;

Насыпная плотность мытого песка — 1,5 т/м3;

Насыпная плотность кварцевого песка — 1,65 т/м3;

Насыпная плотность мелкого песка — 1,75 т/м3;

Насыпная плотность среднего песка — 1,65 т/м3;

Насыпная плотность крупного песка — 1,55 т/м3.

Истинная плотность песка

Определяют данную величину по-разному. Фактически, истинной плотностью песка считается качественная характеристика того минерала, который с течением времени разложился на мельчайшие частицы или же был раздроблен при помощи специальной дробильной установки.

Некоторые специалисты предпочитают считать истинной такую плотность, в которой не учитывается наличие воздушных прослоек, зазоров между отдельными песчинками. Для сравнения: если во время выполнения определенного технологического процесса оперируют параметром насыпной плотности в 1500-1600 кг/м³, то ему будет соответствовать истинная плотность в 2000-3000 кг/м³ (среднее значение – 2500)!

Удельный вес песка

Данным параметром оперируют инженеры-проектировщики, разрабатывающие чертежи важных и ответственных строительных объектов:

• Высотных зданий и небоскребов;

• Различных гидротехнических сооружений;

• Мостов, виадуков, эстокад, многоуровневых дорожных развязок;

• Иных бетонных конструкций повышенной сложности.

От правильно произведенных расчетов, определения плотности песка напрямую зависят такие важные качественные характеристики, как прочность, теплопроводность, звукоизоляция, сейсмоустойчивость строений и сооружений.

Чтобы правильно определить удельный вес песка можно использовать ведро фиксированного объема (до 10 литров) и высоты (10 см). Внутрь аккуратно засыпается песок без утрамбовки. После этого емкость взвешивается, а вычисление производится по формуле:

P = (m2-m1) / V

Здесь m2 – это общий вес, который покажут весы, а m1 — масса емкости. V (объем), прежде чем вставлять в формулу, необходимо перевести в куб.м.

Калькулятор плотности или удельного веса песка онлайн

Для просчета насыпной плотности песка удобно использовать калькулятор удельного веса песка. Благодаря его функционалу, можно просто определить вес песка любого объема. Онлайн калькулятор плотности песка сможет рассчитать тоннаж песка, исходя из данных о виде и объема песка. Он не только позволяет узнать сколько тонн песка в кубе (1 м3), но и поможет определить вес песка на любой объем.

Песок — это сыпучее вещество, состоящее из зёрен каменных или минеральных пород. Отечественные нормативы определяют размер гранул строительного песка от 0,16 мм до 5,0 мм. Всё, что крупнее 5 мм — это гравий или щебень. 

Частицы мельче 0,16 мм практически не используются в строительном деле, поскольку при соединении с водой превращаются в грязь. Гранулы этого размера не используются и в системах фильтрации и дренажа, поскольку перестают пропускать воду.

Песок получают двумя путями:

1. Добычей из природных карьеров и со дна водоёмов — рек и морей.
2. Размалыванием и рассеиванием скальных горных пород, кварца и других минералов.

Поскольку основной объём песка используется в строительстве, плотность становится одной из наиболее важных характеристик этого материала. Она зависит от влажности, процентного содержания глинистых и пылевидных частиц, мощности уплотняющего воздействия водой или вибрационных механизмов, времени вылёживания и состояния разрыхлённости.

Плотность песка, в отличие от щебня, может, в зависимости от влажности, изменяться в достаточно широких пределах. При насыщении сухого песка влагой плотность его сначала снижается — вода увеличивает зазоры между песчинками. Начиная с 10-процентного показателя влажности плотность песка начинает возрастать, поскольку вода в чистом виде заполняет все пустоты и масса единицы объёма вещества увеличивается. Из практики всем известно, что ведро с мокрым песком весит больше, чем с сухим — плотность влажного песка больше.

Глинистые частицы и комки глины увеличивают плотность песка, что является одним из признаков засорения его этими загрязнителями. Так, насыпная плотность песка с глиной может достигать 1800 кг/м³, в то время как очищенный от неё материал имеет показатель 1500 кг/м³.

Важными для хозяйственной деятельности являются показатели истинной и насыпной плотности песка.

Насыпная плотность песка

Насыпная — это та плотность, которой обладает песок сразу после отсыпки без какого-либо механического или влажностного уплотнения. Определить её можно и в домашних условиях. Для этого нужно взять сухой мерный сосуд, объём которого точно выверен, взвесить его, насыпать в него доверху песок с горкой, снять горку плоским предметом без уплотнения, и снова взвесить сосуд. Если полученную массу песка (за вычетом массы сосуда) в килограммах разделить на объём в литрах, получите насыпную плотность песка в кг/дм³, которую легко перевести в кг/т умножением числа на 1000. Пример. 2 кг/дм³ — это 2000кг/м³ (или 2т/м³).

В лабораторных условиях насыпную плотность определяют аналогично, но используют мерную посуду и измерительный прибор той точности, которую регламентирует ГОСТ.

Знание насыпной плотности нужно при заказе песка на выполнение работ с дозированным расходом материала, при покупке его в объёмных или массовых единицах. Обман покупателей нечестными продавцами песка часто строится на махинациях со значениями объёма и веса этого материала.

Истинная плотность песка

Понятие этого термина существенно отличается от предыдущего.

Истинная плотность песка — это плотность того монолита, который со временем рассыпался в песок, или который раздробили в песчинки на дробильной установке.
Иногда истинной называют плотность без учёта воздушных зазоров между песчинками.

Истинная плотность всегда выше насыпной. Если средней величиной насыпной плотности песка считают 1500-1600 кг/м³, то истинная плотность этого материала будет в пределах между 2000 кг/м³ и 3000 кг/м³. Средним значением в отрасли условно считают показатель истинной плотности песка в 2500 кг/м³.

Значения истинной плотности песка используются при проектировании ответственных гидротехнических сооружений, небоскрёбов и других сложных бетонных конструкций. От неё во многих случаях зависят функциональные характеристики прочности, теплопроводности, звукоизоляции, деформативности строений.

Определение плотности песка — насыпной и истинной — производят лабораторными методами по ГОСТ 8735. На объектах для этих целей используют баллонные плотномеры.

Плотность песка — важная техническая характеристика материала, которую нужно хорошо понимать, чтобы умело использовать.

Все, что нужно знать о насыпной плотности песка

В процессе строительства используется большое количество различных материалов, одним из которых является песок. Его применяют как основу для замеса цементно-песчаного раствора, для обустройства песчаной подушки фундамента и других строительных процессов. Широкая сфера применения стала возможна благодаря физико-техническим характеристикам этого сыпучего материала, одной из которых является насыпная плотность.

Что это такое?

Несмотря на то что есть определенная формула, по которой определяют данную физическую величину, получить точное значение довольно тяжело, даже после лабораторных испытаний. Все дело в том, что идеальное уплотнение песка возможно в природных условиях его залегания. Поэтому для получения хотя бы приближенного параметра принято применять специальный коэффициент.

После целого ряда лабораторных испытаний было установлено, что средний коэффициент насыпной плотности песка равен от 1400 кг/ м³ до 1800 кг/ м³. Данная информация четко прописана и контролируется ГОСТ.

Влияющие факторы

Каждый фактор, который был указан выше, обязательно нужно учитывать. В случае когда песок используется в процессе строительства объектов, его насыпную плотность проверяют непосредственно перед самым применением.

Плотность разных видов песка

Есть еще один вид песка – искусственно созданный. Его получают в процессе дробления горной породы. Поэтому в его составе есть кварц, керамзит. Характеризуется высокой насыпной плотностью – от 1670 кг/м³ до 1750 кг/м³.

Определение и расчет

В следующем видео вас ждет демонстрация виртуальной лабораторной работы «Определение насыпной плотности материала».