Как найти зерновой состав песка

Подготовка пробы

Предварительно
производят высушивание пробы песка до
постоянной массы и просев его через
сита 5 и 10 мм с целью определения содержания
гравия в песке и отделения его от песка.
Подготовленную таким образом пробу
(1000 г) подвергают дальнейшему рассеву
на лабораторном трясуне или вручную.

Проведение
испытания

Определение
зернового состава песка производят
путем просеивания его через набор сит
с круглыми отверстиями 2,5 мм и сетками
№ 1,25, 0,63, 0,315 и 0,14 мм.

По окончании
рассева завешивают остатки на ситах с
точностью 0,1 % и определяют частные
остатки (a_i)
на каждом сите (отношение массы остатка
на данном сите к массе просеиваемой
навески) по формуле:

где m_i
— масса остатка на данном сите, г, m
— масса
проcеиваемой
навески, г.

Полные остатки
(A_i)
на каждом сите (сумма частных остатков
на всех ситах с большим размером отверстий
плюс остаток на данном сите) в процентах
вычисляют по формуле:

где a_2,5
и т.д. — частные остатки на ситах, %, a_i
— частный остаток на данном сите.

Модуль крупности
песка (без фракции гравия с размером
зерен крупнее 5 мм) представляет собой
частное от деления суммы ложных остатков
на ситах на 100 и вычисляют по формуле

где A_2,5,
…, A_0,14
— полные остатки на ситах, %.

Результаты
определений зернового состава и расчета
модуля крупности песка заносят в табл.
3.

Таблица 3

Остатки на ситах,	Размеры отверстий сит, мм	Прошло через сито	Модуль крупности,
	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,16 мм	Мк
Масса, г	3	14	7	35	367	553	21
Частные, %	0	1	1	4	37	55	2	1,51
Полные, %	0	1	2	6	43	98	100

Для каждой группы
природного песка по ГОСТ полный остаток
на сите № 063, модуль крупности (M_к)
и проход через сито № 016 должны
соответствовать требованиям, указанным
в табл. 4.

Таблица 4

Группа песка	Полный остаток на сите 063 в % по массе	Модуль крупности, Мк	Проход черезсито № 016 в % по массе
Крупный	более 50	более 2,5	до 10
Средний	от 30 до 50	2,5 — 2,0	10
Мелкий	10 — 30	2,0 — 1,5	15
Очень мелкий	 10	1,5 — 1,0	20

Для оценки
пригодности песка к изготовлению бетона
по результатам определения зернового
состава песка строят график рассева
(рис. 2). Если кривая, характеризующая
зерновой состав исследуемого песка,
располагается между верхней и нижней
кривыми графика, то такой песок считается
пригодным к изготовлению бетона.

Вывод: исследуемый
песок
низкого качества для производства
бетонов; ввод
каких либо добавок не целесообразен,
качество песка компенсируется увеличением
расхода цемента.

Соседние файлы в папке л.р

• #
• #
• #
• #

  22.05.201546.08 Кб137Расчёт состава бетона.xls

• #

  22.05.201525.96 Кб95Расчёт состава бетона.xlsx

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА
И МОДУЛЯ КРУПНОСТИ ПЕСКА

Чечетенко Полина Александровна

студентка
ГПОУ «Донецкий колледж

строительства
и архитектуры»

Булатова Валентина Николаевна

научный руководитель

Аннотация.

В настоящее время в условиях реконструкции строительных
объектов и жилищного фонда  увеличились объемы использования сырьевых
материалов (вяжущих, заполнителей). Пески имеют широкую потенциальную область
потребления и использования. Заполнители (кварцевые пески), на данный момент
являются одним из самых широко используемых  строительных материалов,
применяемых в строительстве  для производства строительных растворов и бетонов
с повышенными  эксплуатационными характеристиками.

Ключевые слова: заполнители, кварцевый песок,
гранулометрический состав, модуль крупности

Песок — это неорганическое вещество, имеющее
естественное либо искусственное происхождение, подразделяющееся на частицы с
размером <5 мм. Исследование химических, физических и механических свойств  кварцевых
песков  позволяет применять их  в различных областях современной строительной
индустрии. Например, в качестве мелких заполнителей для приготовления растворов
и бетонов, а также в производстве стекла, керамики. Несмотря на достоинства
материала, он обладает существенным недостатком, имеет разный модуль крупности.
Исследование модуля крупности песка дает возможность правильно применять его в
разных областях в строительстве и приготовлении растворов и бетонов. Кварцевый
песок  имеет разный модуль крупности, что в дальнейшем определяет его
применение. Например, в качестве мелких заполнителей для приготовления
растворов и бетонов, а также в производстве стекла, керамики. Исследование
модуля крупности песка дает возможность правильного и рационального  применения
 его в разных областях в строительстве. Что означает модуль крупности песка?
Модуль крупности позволяет подобрать материал, необходимый для получения
требуемой стандартом подвижности растворной или бетонной смесей. Характеристики
растворных и бетонных смесей зависят от его состава, а также технических
особенностей. Для приготовления бетонов и растворов в качестве мелкого
заполнителя используется песок. Использование песка в качестве заполнителя в растворных
и бетонных смесях обязательно. От этого зависит подвижность растворной  и
бетонной смесей с расходом цемента. Свойства бетонов  и строительных растворов
в значительной степени зависят от качества мелкого заполнителя (песка), который
вместе с крупным заполнителем (щебнем, гравием) образует каменный скелет,
снижает усадку и расход вяжущего вещества при изготовлении строительных изделий.
Согласно ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» к мелкому
заполнителю (песку) следует относить заполнитель с крупностью зерен от 0,14 до
5 мм. По своему происхождению пески бывают природные и искусственные, по плотности
 (r₀) в сухом неуплотненном состоянии — тяжелые (r₀ >
1200 кг/м³) и пористые (r₀ < 1200 кг/м³).
Природный песок в зависимости от зернового состава бывает крупный, средний,
мелкий и очень мелкий. Качество песка для бетонов и растворов зависит от
различного физического состояния его, наличия посторонних примесей и
оценивается по результатам лабораторных испытаний.

Целью работы является изучение
и отработка  методики определения модуля крупности (гранулометрического
состава) кварцевого песка, оценить качество мелкого заполнителя и сделать вывод
о его пригодности в качестве заполнителя для растворов и  бетонов.

При помощи стандартного набора сит  путем рассеивания
определяем  модуль крупности 2-х составов  кварцевых  песков различных
месторождений. Состав №1 (г. Водиново), состав №2 (Краснолиманское
месторождение).  По результатам проведенных испытаний установим   область
применения данных песков в зависимости от их модуля крупности. Для проведения
испытаний понадобится несложный набор оборудования и образцы песков.

Для проведения работы использую  лабораторное  оборудование:

весы
технические, настольные, гиревые или ци­ферблатные, набор сит с сетками № 1,25;
0,63; 0,315; 0,14 и с круглыми отверстиями диаметром 10,5 и 2,5 мм, сушильный
шкаф.

Испытания провожу в строительной лаборатории,
использую стандартный набор сит.

Подготовка пробы проводится согласно ГОСТ 8735-88
«Песок для строительных работ. Методы испытаний».

1.  Взвешиваю пробу песка (2 кг) на весах, 
высушиваю  до постоянной массы и просеиваю  через  сита с отверстиями диаметром
10 и 5 мм. Остатки на ситах взвешиваю  и вычисляю  содержание в песке фракции
гравия с размером зерен 5—10 мм и вы­ше 10 мм  в процентах по массе.

2. Просеиваю  песок  через сита размером 5 и 10 мм с
целью определения содержания гравия в песке и отделения его от песка.
Подготовленную пробу кварцевого песка  (1000 г)   рассеиваю  при помощи набора
стандартных сит вручную.

3. Использую для исследований  два состава песков — №1
и №2. Гранулометрический (зерновой)  состав каждого из песков задается таблицей,
приведенной ниже. Истинная плотность песка №1 равна 2,62 г/см³,
насыпная – 1,43 г/см³, для песка №2 соответствующие показатели равны
– 2,63 г/см³ и 1,54 г/см³.

Определяю частный остаток

Частный остаток – отношение
остатка на данном сите к общей массе пробы.

где
m_i — масса остатка на данном сите, г;

т
—
масса пробы, г.

Зерновой
состав песков №1 и №2 в виде частных остатков, % запишем в таблицу № 1

                                                                                                       
        Таблица №1

Пустотность песков рассчитаю
 по следующей формуле:

η = (1 – ρ_нс/ρ_ис)·100.

Для
песка №1 мы получим значение – 54,6%, и для песка №2 – 58,6%.

Определяю  полный остаток на сите

Полный остаток – алгебраическая
сумма частных остатков на данном сите и всех ситах с большими размерами
отверстий.

А_i
= ∑а_i (3)

А₅
= а₅ ;

А_2,5
= а₅ + а_2,5 = А₅+ а_2,5;

А_1,25
= а₅ + а_2,5 + а_1,25=А_2,5+ а_1,25
;

А_0,63
= а₅ + а_2,5 + а_1,25 + а_0,63 = А_1,25+
а_0,63;

А_0,315=
а₅ + а_2,5 + а_1,25 + а_0,63 + а_0,315
= А_0,63+ а_0,315;

А_0,14
= а₅ + а_2,5 + а_1,25 + а_0,63 + а_0,315
+ а_0,14 = А_0,315+ а_0,14;

А_<0,14
= а₅+ а_2,5 + а_1,25 + а_0,63 + а_0,31
5+ а_0,14+ а_<0,14 = А_0,14+ а_<0,14.

Полный
остаток A_i на каждом сите рассчитаем как сумму частных остатков на
всех ситах с большим размером отверстий для просеивания зерен, и прибавим к
этому остаток на данном сите. Формула для расчета следующая:

A_i
= a_2,5 + a_1,25 + ··· +a_i.

Согласно
этой формуле вычислим полные остатки на ситах 2,5; 1,15; 0,53; 0,315 и 0,14 и
представим данные в виде таблицы:

Зерновой
состав песков №1 и №2 в виде полных остатков, % запишем в таблицу №2

                                                                                                               
Таблица №2

Для характеристики песка
используют интегральное понятие – модуль крупности М_к,
который определяют как частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех
ситах: от 2,5 до 0,14 мм:

М_к
= (A_2,5 + A_1,25 + A_0,63 + A_0,315 +
A_0,14)/100.

Соответственно,
для песка №1 получим, что модуль крупности М_к  равен 1,51, а для
песка №2 модуль крупности М_к  равен 2,03.

Окончательные
характеристики исследуемых  песков приведены в следующей таблице № 2:

                                                                                                        
       Таблица №2

Свойства	Состав № 1	Состав № 2
Насыпная плотность,г/см3	1,43	1,54
Истинная плотность, г/см3	2,62	2,63
Пустотность, %	54,6	58,6
Модуль крупности	1,51	2,03
Полный остаток на сите № 063 % ,по массе	16	46
Остаток на сите № 014, по массе, %	80	72,2
Характеристика по ГОСТ	Очень мелкий	Крупный

В заключение приведем график зернового состава песков
№1 и №2, а также предельные кривые согласно ГОСТ 10268‑72.

Рисунок
1. График зернового состава песков

На рисунке заштрихованной областью обозначены значения
допустимых характеристик песков и зеленые кривые – это предельные кривые
для песков. Из исследуемых мною составов  песков, песок №2 полностью удовлетворяет 
требованиям по ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия»,
песок
№1 – выходит за границы и должен быть признан для использования в растворах,
производстве стекла и керамики, однако при добавке в него крупнозернистого
песка (поскольку по графику мы видим недостаток крупных зерен: от 0,63 до 1,25
мм) его можно вполне использовать в бетонных работах.

Итоги исследования: 

1.    
Данные
полученных измерений позволяют построить кривую рассеивания, которая
характеризует гранулометрический состав песка и дает возможность понять, для
каких целей его  можно  рационально и экономически обоснованно использовать в
строительстве.

2.    
Анализ
песка по размеру зерен  (модулю крупности) имеет важное значение в
строительстве, так как его характеристики позволяют установить марку материала
и пригодность использования в строительстве.

3.    
Качество
песка очень важно. Применение несоответствующего по качеству песка (вне
соответствия с проектными требованиями) приводит к снижению качества.

Список
используемых источников

1.
ДСТУ Б В.2.7-32-95. Песок плотный природный для строительных материалов,
изделий, конструкций и работ. Технические условия.– К.: Будстандарт, 1997 –
44с.

2.
 Микульский В.Г. и др. Строительные материалы: Учебное издание – М.:
Издательство ассоциации строительных вузов, 2004. – 536 с.

3.
 Комар А.Г. и др. Строительные материалы и изделия: Учеб. для вузов– М.: Высшая
школа, 1988. – 527 с.

4.
 ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний».

5.  ГОСТ 8736-93
«Песок для строительных работ. Технические условия»

В строительстве и промышленном производстве допускается использование сыпучих материалов, которые соответствуют нормам государственных стандартов. Поэтому, прежде чем попасть на стройплощадку, материал проходит проверку качества и другие испытания. В числе таких процедур – определение зернового состава песка с помощью специальных методик. Оборудование и способы исследований приведены в действующем ГОСТе.

Классификация песков по зерновому составу

Крупность зерна, содержание примесей – важнейшие характеристики песчаной массы, которые определяют направления ее использования. Гранулометрический состав материала характеризуется содержанием и соотношением в нем частиц разного размера.

Выделяют следующие зерновые составы песка по ГОСТу, в зависимости от размера частиц и их удельного веса:

• Гравелистый – больше 2,0 мм, содержание по массе – больше 25,0%;
• Крупный – свыше 0,5, удельный вес – не меньше 50,0%;
• Средний – более 0,25, содержание – более 50,0%;
• Мелкий – выше 0,1, доля – 75,0%;
• Пылеватый – ниже 0,1, удельный вес – превышает 75,0%.

Чтобы определить группы по размеру зерна, проводят лабораторные исследования, которые предполагают разделение всего объема на несколько фракций и вычисление удельного веса.

Определение зернового состава и модуля крупности песка

Анализ проводят путем просеивания образца сквозь решета с разным диаметром отверстий.

Стандартная процедура предполагает использование решет с ячейками от 0,16 до 5,0 мм, что дает возможность распределить песчаную массу на такие фракции:

• от 0,16 до 0,315 мм;
• 0,315 – 0,630;
• 0,630 – 1,25;
• 1,25 – 2,50;
• от 2,50 до 5,0.

С помощью результатов исследований можно определить, к какой группе по размеру частиц относится материал – мелкозернистой, крупнозернистой, сделать выводы о возможности его использования для приготовления строительных смесей.

Методика оценки неопределенности зернового состава песка предполагает проведение следующих манипуляций. Образец массой 2 000 грамм высушивают, после чего просеивают через решето с отверстиями 10,0 и 5,0 мм. Согласно нормам государственных стандартов в натуральном песке допускается наличие гравия размером больше 10 мм в объеме 0,5%, а элементов от 5,0 до 10,0 – в пределах 10,0 процентов. Из полученной массы отбирают 1 000 грамм и анализируют без учета крупных примесей.

Время проведения процедуры должно быть таким, чтобы при контрольном исследовании, которое проводится вручную, сквозь каждый вид сит в течение минуты пропускалась 0,1% общего объема пробы. Анализ считается завершенным, если при интенсивном встряхивании микрочастицы практически не падают.

После этого с точностью до 0,1% определяют остатки, результаты сводят в таблицу и изображают на графике. Если, к примеру, кривая линия располагается между двумя линиями, построенными по нормативным показателям, то сырье подходит для приготовления бетонного раствора. На основании полученных результатов по формуле рассчитывают модуль крупности, по которому определяют конкретную группу.

Некоторые интересуются, как на руку определять зерновой состав песка. Для этого следует взять в ладонь горсть сырья, провести его визуальный осмотр. Мелкофракционная субстанция легко просыпается сквозь пальцы. Если материал загрязнен, то на руках останется след.

Но, чтобы быть абсолютно уверенным в качестве, лучше приобрести стройматериал у компании «Инерт Групп», которая занимается добычей и производством инертной продукции с применением современных технологий, и подтверждает ее качество специальными сертификатами.