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

Насыпная плотность щебня: способы определения

Насыпная плотность щебня: способы определения

Насыпная плотность щебня: способы определения

Использование речного или карьерного песка и щебня обязательно в большинстве строительных работ. Данные материалы используются очень широко и повсеместно. Важная функция песка и щебня – формирование строительных растворов и бетонных смесей, где материалы используются как заполнители. Необходимо отметить, что в зависимости от необходимых эксплуатационных свойств возможно использование и других сыпучих материалов. Все они имеют определенные свойства, однако должны подчиняться единым стандартам качества. Один из основных стандартов – это насыпная плотность щебня и других сыпучих материалов.

Определение насыпной плотности щебня – это соотношение между массой и занимаемым объемом. Здесь ведется также и учет свободного пространства между отдельными частицами в заполнителе. Чтобы правильно рассчитать состав бетонной смеси, предварительное определение насыпной плотности щебня является обязательным условием. Методика измерения следующая – в сосуд определенной формы и объема засыпается щебень до тех пор, пока над поверхностью не появится конус. Далее конус срезается, происходит взвешивание сосуда. Для расчета насыпной плотности щебня используется формула, в которой разница массы полного и пустого сосуда делиться на его объем.

Как было отмечено выше, испытание щебня на насыпную плотность должно происходить с использованием специальных сосудов, имеющих определенную форму и размер. Отклонение от этих требований может привести к получению некорректных результатов. Размер сосуда зависит в первую очередь от того, насколько крупные зерна наполнителя используются, объем обычно составляет 5-50 литров. В целом, требования относительного того, как должна измеряться насыпная плотность щебня, указываются в ГОСТах. Необходимо отметить, что показатель насыпной плотности щебня – это показатель плотности для неуплотненного состояния. Если происходит уплотнение материала, о насыпной плотности говорить уже не приходится. Каждый сыпучий материал обладает своим значением насыпной плотности, причем учитывается и объем фракций, и пустоты между частицами. В сравнении с обычной плотностью, насыпная будет несколько меньше.

Помимо практического замера при помощи специальных сосудов, существует и более простой вариант определения насыпной плотности щебня – это использование таблиц, в которых указаны условные коэффициенты для перевода. Минус такого способа – это получение примерных, а не точных результатов. Если погрешность в пределах 1% не является критичной, табличный способ может быть вполне приемлемым.

Для такого строительного материала, как щебень, насыпная плотность является основным критерием. От плотности зависит то, насколько прочным окажется используемый материал (так как косвенно определяются пустоты, заполнитель которых будет менее прочным, чем щебень). Насыпная плотность щебня – это характеристика материала для его природного состояния, без последующей возможной ликвидации пустот трамбовкой.

Стандартное правило – чем меньше будут зерновые фракции, тем больше значение насыпной плотности. Если необходимо приготовить бетонную смесь, знание насыпной плотности открывает возможности для экономии. Так, высокое значение укажет на то, что цемента для формирования раствора потребуется меньше. Есть плюсы с точки зрения транспортировки и хранения щебня, ведь требуемые объемы будут известны заранее. Соответственно, возможен также и расчет объема материала для транспортировки, с учетом грузоподъемности используемого транспорта.

Читайте так же:
Где стоит реле зарядки

4. Определение насыпной плотности

Насыпную плотность определяют для сыпучих строительных материалов: цемента, песка, щебня, гравия и др. Насыпная плотность таких материалов может быть определена в рыхлонасыпном, уплотненном и естественном состоянии.

Насыпной плотностью сыпучих материалов называют массу единицы объема материала в насыпном состоянии, т.е. с порами и пустотами, данный параметр можно определять в соответствии с методиками, приведенными в ГОСТ 8735-88 и ГОСТ 8269.0-97.

Насыпную плотность определяют с помощью прибора (рис. 4.1), который состоит из стандартной воронки в виде усеченного конуса и мерного цилиндра объемом 1 л или 10 л. Для испытаний под трубкой воронки устанавливают заранее взвешенный мерный цилиндр. Расстояние между верхним обрезом цилиндра и задвижкой должно быть 50 мм. В воронку насыпают сухой материал, затем открывают задвижку, наполняют цилиндр с избытком, закрывают задвижку и металлической линейкой срезают от середины в обе стороны излишек материала вровень с краями цилиндра. При этом не допускается уплотнение материала. Затем цилиндр о материалом взвешивается с точностью до 1 г. Расчет насыпной плотности материала в рыхлонасыпном состоянии ведут по формуле:

ρн.р.=, [кг/л], (4.1)

где m1 — масса цилиндра с материалом, кг;

m2 — масса цилиндра, кг;

V — объем цилиндра, л.

Испытание повторяют не менее трех раз и вычисляют конечный результат как среднее арифметическое трех измерений.

При транспортировании и хранении сыпучие материалы уплотняются, при этом значение их насыпной плотности может оказаться на 15-30% выше, чем в рыхлонасыпном состоянии. Определить насыпную плотность в уплотненном состоянии можно по приведенной выше методике, однако после заполнения цилиндра материалом его следует уплотнить вибрацией в течение 30-60 сек на виброплощадке путем легкого постукивания цилиндра о стол 30 раз. В процессе уплотнения материал досыпают, поддерживая некоторый избыток его в цилиндре. Далее избыток срезают, определяют массу материала в цилиндре и вычисляют насыпную плотность в уплотненном состоянии.

На основе полученных результатов можно определить уплотняемость материала, которую принято характеризовать коэффициентом уплотнения

Ку=, (4.2)

где: ρн.у. — насыпная плотность материала в уплотненном состоянии, кг/л;

ρн.р. — насыпная плотность материала в рыхлонасыпном состоянии, кг/л;

Рис. 4.1. Схема прибора для определения насыпной плотности материала в рыхлонасыпном состоянии:

1 — стандартная воронка; 2 — задвижка; 3 — мерный цилиндр

5. Определение водопоглошения материала

При определении водопоглощения материалов из горных пород следует руководствоваться ГОСТ 30629-99. Водопоглощение определяют на пяти образцах кубической формы с ребром 40 — 50 мм или цилиндрах диаметром и высотой 40 — 50 мм. Каждый образец очищают щеткой от рыхлых частиц, пыли, высушивают до постоянной массы. Взвешивание образцов и обмер производят после их полного остывания на воздухе. Далее испытание проводят в следующей последовательности. Образцы горной породы укладывают в сосуд с водой комнатной температуры 15 — 20 0 С в один ряд так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов на 20 мм. Образцы выдерживают 48 ч, после чего их вынимают из сосуда, удаляют влагу с поверхности влажной мягкой тканью и каждый образец взвешивают. Массу воды, вытекающей из пор образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

Читайте так же:
Как обслужить необслуживаемый аккумулятор

Водопоглощение материала по массе или по объему равно отношению массы воды, поглощенной образцом материала при насыщении, соответственно к массе или объему образца.

Водопоглощение по массе вычисляют по формуле:

= . 100, [%], (5.1)

где m1 — масса образца в сухом состоянии, кг;

m2 — масса образца в насыщенном водой состоянии, кг.

Водопоглощение по объему вычисляют по формуле:

= . 100, [%], (5.2)

где m1 — масса образца в сухом состоянии, кг;

m2 — масса образца в насыщенном водой состоянии, кг;

V — объем образца, см 3 .

За окончательный результат принимается среднее арифметическое пяти определений водопоглощения.

Объёмная плотность

Понятие не имеет однозначной общепринятой трактовки и в целом близко к понятию «плотность». В различных контекстах прилагательное «объёмная» может нести следующую смысловую нагрузку:

  • подчёркивание факта, что речь идёт о трёхмерной, а не двумерной (поверхностной) или одномерной (линейной) плотности, независимо от величины V ;
  • акцентуация того обстоятельства, что рассматривается довольно большой объект, в пределах которого неизбежны статистические флуктуации параметров материала, даже если он номинально однороден;
  • акцентуация наличия явной негомогенности объекта (например, гранулы совместно с пустотами), когда уместно говорить только о средней плотности.

В последнем случае в качестве синонимов могут использоваться словосочетания типа кажущаяся плотность (в противоположность «истинной», то есть локальной) мли насыпная плотность, частично являющиеся кальками эквивалентных иноязычных наименований.

Содержание

Примеры использования термина [ править | править код ]

В механике сплошных сред обозначает плотность смеси или совокупности веществ с неоднородным составом элементов, вещества могут находиться в любом из трех агрегатных состояний. При одинаковых условиях окружающей среды данная характеристика является переменной величиной при изменении химических соединений составляющих элементов. Аналогичное определение осредненной плотности небесных тел в астрономии дается исходя из соотношения массы тела и его объема. При этом, как правило, составляющий тело материал имеет в значительной степени неоднородный химический состав, находится при сильно различающихся температуре, давлении и может находиться в любом из агрегатных состояний, включая плазму, а для релятивистских объектов может в основном состоять из нейтронного, кваркового или преонного вещества. В случае однородного состава элементов, то есть в случае очищенного от примесей химического вещества, все части которого находятся при одинаковых температуре и давлении, данная характеристика совпадает с обыкновенной плотностью.

В теориях поля идентичный термин объёмной плотности (заряда) дается с помощью теоремы Гаусса, также существует определение плотности энергии и другие аналогичные определения.

Плотность твердых веществ [ править | править код ]

В случае твердых веществ с неоднородным составом или жидкостей, которые содержат взвешенные твердые частицы, на значение объемной плотности также оказывает влияние пористость структуры, нарушение молекулярной и структурной целостности твердых материалов.

Плотность почвы [ править | править код ]

Основное агрофизическое свойство почвы. Определяет сопротивление прониканию в почву как сельскохозяйственных орудий так и корней растений. Таким образом, косвенно влияет на урожай. Плотность почвы важно знать не только в сельском хозяйстве.

Рассчитывается плотность почвы как отношение массы образца к его объёму. Это классическая формула для бурового метода определения плотности почвы. Исключение составляют каменистые почвы: для них плотность определяют методом Зайдельмана.

Плотность сыпучих веществ [ править | править код ]

Для сыпучих строительных материалов, таких как, например, песок, плотность изменяется в зависимости от степени уплотнения: одно и то же количество песка может занимать разный объем. В своем естественном неуплотненном состоянии сыпучие материалы обладают насыпной плотностью [ источник не указан 251 день ] .

Насыпная плотность сыпучего строительного материала – это его плотность в неуплотненном состоянии. Она учитывает не только объем самих частиц материала (песчинок или отдельных камней гравия), но и пространство между ними, таким образом насыпная плотность меньше обычной. При уплотнении сыпучего материала его плотность становится больше и перестает быть насыпной. Цемент в мешке, отвал щебня или шесть кубов песка в кузове грузовика – все они находятся в неуплотненном состоянии и имеют свою насыпную плотность. Насыпная плотность необходима для того, чтобы связывать объем и массу сыпучих материалов [ значимость факта? ] , так как цены на них могут указываться, как за тонну, так и за кубометр [ источник не указан 251 день ] . Точно так же количество этих материалов, например, их пропорции для приготовления бетона, могут понадобиться и в тоннах, и в кубометрах.

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 .

Определение плотности

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.

От чего зависит степень уплотнения

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.

Плотность материала

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 м 3 . Количественное значение плотности согласно формуле находится как:

Р = 3200 / 2 = 1600 кг/м 3 .

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

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.

Расчет плотности

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 м 3 . 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/м 3 .

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.

Плотность в зависимости от разновидности песка

Плотность 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/м 3 . 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.

Свойства песка

ВидПлотность, кг/м 3Пустотность, %Модуль крупностиВодопотребность, %
насыпнаяистинная
Речной1230265053,63,112,0
Шлаковый1320295055,23,012,8

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector