Значение плотности песка в состоянии естественной влажности

Как определить плотность – истинную и насыпную

Необходимо понимать, что истинная плотность песка строительного отличается от насыпной.

Первое значение состоит из показателей материала в сухом виде, в основе плотности – конкретный песок, что используется во время строительных работ.

Это крайне необходимые показатели, к примеру, чтобы дозировать строительный материал перед смешиванием бетонного .

В основе плотности, как уже писалось ранее, влажность стройматериала. Так, если песок аккумулировал десять процентов влаги, в нем появляются комки, что становятся причиной появления пустот.

Несмотря на зрительное увеличение материала (его объемы кажутся большими) плотность становится ниже, то есть, чтобы замесить , нужно взять больше материала. При большей влажности вода начнет вытеснять пузырьки воздуха между крупинками, в результате песок станет более плотным.

Проводя точные вычисления можно точно узнать, сколько материала нужно заказать для конкретного строительства. И этот показатель не зависит от того, каким образом определена стоимость товара: за кубический метр или за тоннаж.

Более подробно о определении плотности смотрите на видео:

Объемный вес камня

(P1 в г/см3) — вес единицы объема материала в естественном состоянии. Он позволяет установить величину нагрузки от веса облицовки на ее нижние ряды или каркас здания, мощность транспортных механизмов, а также теплотехнические свойства камня.

Взвешивание (не менее чем трехкратное) производится на технических весах; объем наиболее точно определяется путем тщательных измерений геометрически правильных кубов, призм и цилиндров и других образцов, предназначенных для последующих механических испытаний. Для образцов неправильной формы точные значения объема можно получить гидростатическим взвешиванием материала, предварительно насыщенного водой или покрытого парафином.

Отличительные особенности сухого строительного песка

Песчаную смесь можно условно поделить на несколько видов:

тот, что добывался в ;

тот, что добывался с речного дна .

Отличительным показателем отменного качества считается степень плотности песка строительного кг м3. Немаловажную роль для плотности отыгрывает способность материала аккумулировать влагу и его пористость. Плотность песка будет отличаться от плотности , и строительного.

Если человека интересует домашнее разовое возведение дома, может и не высчитываться отдельно, необходимо обратить внимание на средний показатель, что принят за норму. В тот же момент при профессиональном строительстве от этого числа зависит крепость построенной конструкции

Полученное значение поможет узнать качество зернистого состав, к примеру:

Что влияет на плотность цемента?

Насыпная плотность цемента является переменной величиной, в отличие от истиной (удельной). Данный показатель обычно варьируется в диапазоне 1100-1600 кг/м3.

На плотность материала влияет:

Марка цемента. Чем она ниже, тем ниже показатель плотности. К примеру, у цемента марки ЦЕМ 22,5 (М300) плотность ниже, чему материала с маркировкой ЦЕМ 52,5 (М600). Это учитывается при выборе связующего вещества для приготовления бетонов и растворов. Химический состав. Цемент – многокомпонентное вещество, при этом тип и соотношение составляющих бывает разным, что влияет на показатель плотности. Повысить плотность материала могут и специальные добавки для улучшения характеристик цемента. Технология изготовления. Цемент изготавливается сухим, мокрым и комбинированным способом, но во всех случаях производится отжиг подготовленного сырья и дробление получившегося клинкера. Чем мельче фракция, тем меньше пустот между частицами материала, и наоборот. Цемент мелкого помола имеет более высокую плотность. Условия хранения и транспортировки. Упаковка материала должна надежно защищать его от контакта с воздухом, но на практике часто встречаются нарушение герметичности упаковки

В этом случае важно, в каких условиях хранился цемент – на открытом воздухе, в помещении с нормальной или повышенной влажностью. Цемент вбирает влагу, его частицы расширяются и плотнее прилегают друг к другу – плотность материала увеличивается. Также уплотнение происходит при перевозке упаковок с цементом по неровным дорогам, неаккуратной перегрузке, так как сыпучий материал утрясается и утрамбовывается

Срок хранения. В течение некоторого времени после изготовления в сыпучем материале сохраняется статический заряд, из-за которого частички размолотого клинкера отталкиваются друг от друга – чем больше воздушные прослойки между частицами материала, тем ниже его плотность. Соответственно, при длительном хранении цемента этот эффект пропадает и материал уплотняется

Также уплотнение происходит при перевозке упаковок с цементом по неровным дорогам, неаккуратной перегрузке, так как сыпучий материал утрясается и утрамбовывается. Срок хранения. В течение некоторого времени после изготовления в сыпучем материале сохраняется статический заряд, из-за которого частички размолотого клинкера отталкиваются друг от друга – чем больше воздушные прослойки между частицами материала, тем ниже его плотность. Соответственно, при длительном хранении цемента этот эффект пропадает и материал уплотняется.

Первые три пункта списка учитываются производителем, который указывает истинную плотность цемента. Но прежде чем пускать материал в дело, стоит учесть, как давно изготовлен цемент и как повлияли на него условия хранения и транспортировки. Расчет насыпного цемента можно выполнить самостоятельно.

Разновидности природного песка

Природный и искусственный песок все чаще сегодня встречается на магазинных полках.

Речной

Тот, что добывают с речного дна. Он выделяется своими показателями чистоты. Может иметь желтоватый или сероватый оттенок.

Габариты частиц достигают 0,3 до 0,5мм. Его применяют на этапе смешивания смесей для строительства, а также растворов, при монтаже дренажей. Считается самым используемым и популярным видом.

Карьерный (пылеватый)

Пылеватый добывается классическим способом. Оттенок его коричневатый или желтоватый. В состав материала входят пылевидные примеси и маленькие камешки.

В очищенном и классическом виде карьерный песок используют для густого известкового раствора и комплекса строительных работ, связанных с наружной и внутренней отделкой зданий, на его основе создается цементная стяжка.

Искусственный

Искусственный изготавливают из горного материала.

В итоге удается получить однородный материал, в составе которого отсутствуют химические элементы, перешедшие в состав сплава в процессе их производства, но у частиц остроугольная форма.

Используется для создания цементно-песчаной смеси с повышенными показателями плотности. Наиболее распространенными типами считаются:

на основе кварца. Его добывают в результате дробления и просеивания белоснежного минерала. Применяют кварцевый песок для комплекса строительных работ, связанных с наружной и внутренней отделкой;

на основе керамзита. Его добывают путем дробления керамзитовой обломочной горной породы в виде мелких камешков и неорганических материалов. Также возможен обжог некрупных остаточных глиняных примесей. Используется на этапе замешивания бетона, для засыпания котлован, чтобы выровнять поверхность;

на основе шлаков. Дробление этого материала на мелкие частицы осуществляется путем их моментального охлаждения Н2О. Этот материал характеризуется зернистостью разнообразных размеров: от 0,6 до 10 мм. Используется во время смешивания цементного раствора для строительства.

По содержанию минералов различаются несколько групп, в состав которых входит один или несколько минералов.

Свойства и испытания камней на истираемость, износ, огнестойкость

Пробы камня берут в виде сравнительно больших глыб, из которых можно выпиливать или высверливать в лаборатории не менее 6—9 образцов (кубов со стороной 5—10 см или, лучше, цилиндров с диаметром и высотой 5—10 см). На глыбах должны быть отмечены верх слоя, из которого взята глыба, и указано место карьера, откуда взята проба

Марка камня по прочности

Природные каменные материалы, получаемые из горных пород делят:

по показателям объемного веса на:

легкие (пористые), объемный вес которых не больше, чем у обычного кирпича, т. е. менее 1800 кг/м3;
тяжелые с объемным весом больше 1800 кг/м3;

по прочности при сжатии на марки (предел прочности при сжатии):

а) легкие камни 4; 7; 10; 15; 25; 35; 50; 75; 100; 150; 200 (кг/см2);
б)камни из тяжелых пород ;100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1 000 (кг/см2) и более;

По степени морозостойкости для разных условий применения требуется, чтобы образцы камня выдерживали 10, 15, 25 или 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, а для камней, используемых в особо суровых климатических или эксплуатационных условиях 50, 100 и более циклов (например, в отдельных частях морских и речных гидротехнических сооружений).

Образцы считаются выдержавшими испытания, если на них нет видимых следов повреждений, а прочность их после испытания уменьшилась не более, чем на 25%;

По водостойкости, которая оценивается коэффициентом размягчения

Описание строительного песка

Песок может иметь следующую классификацию:

Природного происхождения: речной, карьерный, морской.
С дополнительной обработкой: кварцевый, строительный, формовочный, сухой.

Природный песок имеет зерна от 0,15 до 5 мм, которые могут состоять из известняка, слюды, кварца и реже из других компонентов. Насыпная плотность может быть в пределах 1300-1500 кг/м3.

Речной песок добывают со дна реки. Он считается более чистым, с минимальным наличием примесей. Имеет средние размеры крупинок. Используется в строительстве дорог, домов и производстве бетона.

Карьерный песок добывается разрушением горных пород. Крупинки могут быть от 0,16 до 5 мм. Сфера применения: засыпка фундамента, дорожные, штукатурные и кладочные работы.

Морской песок имеет наиболее высокую степень очистки с минимальным количеством посторонних примесей. Больше всего ценится в строительстве.

С дополнительной обработкой:

Для получения кварцевого песка измельчается кварц. И в зависимости от степени измельчения он может быть крупным, средним и пылевидным. Применяется при отделке домов, входит в состав красок, фильтров и шпатлевки.

Формовочный песок проходит дополнительную очистку. Используется в изготовлении форм для металлических заготовок.

Сухой песок проходит дополнительную просушку в печах. Он необходим при отделочных работах, входит в состав растворов.

Фото строительного песка

Факторы, влияющие на плотность

Далеко не всегда следует ориентироваться на определенный показатель насыпной плотности песка, так как он может со временем меняться в зависимости от нескольких достаточно важных факторов.

К ним материаловеды и строители относятся такие:

степень уплотнения. Между любыми частичками песка существуют небольшие промежутки воздуха. Чем больше давление на материал, тем меньше эти прослойки. Соответственно это влияет и на уровень плотности. Связанно это с тем, что масса песка состоит именно из песчинок, а не из воздуха;
насыпная плотность среднего песка по его уплотнению находится чаще всего в значения от 1400 до 1700 килограмм на кубический метр;
способ добычи и происхождения материала. Чаще всего песок, который вымывают из воды, имеет большую насыпную плотность, чем тот, который добывают карьерным способом;
отдельно можно сказать и об искусственно созданном виде материала, который посредством того, что процесс его изготовления происходит посредством механизмов, также обладает более высокими качественными характеристиками;
пустотность. Чем больше различных промежутков между частицами песка, тем меньше будет его насыпная плотность. В большинстве случаев после транспортировки материала количество пустот уменьшается, так как песок немного утрамбовывается;
величина фракций. Насыпная плотность песка средней крупности чаще всего выше аналогичного показателя, касающегося материала с крупными частицами, и ниже материала, состоящего из мелких песчинок;
связанно это с тем, что чем меньше фракции, тем более плотно они прилегают друг к другу, что соответственно влияет и на уменьшение объема воздушных прослоек. В целом средняя плотность песка составляет около 1450-1550 килограмм на кубический метр;
определить величину фракций зерен можно достаточно просто – для этого следует воспользоваться несколькими ситами с отверстиями различного диаметра;
минеральный состав материала. Довольно часто на этот фактор многие не обращают внимания, хотя на самом деле песок может быть основан на совершенно различных веществах. К ним можно отнести кварц, слюду, полевошпат и т.д;
все эти компоненты, хоть и в измельченном виде очень схожи, но немного отличаются друг от друга, в том числе и по весу. Сам же материал может быть мономинеральный и полиминеральный

Во втором случае в его основе лежат чаще всего два различных компоненты;

влажность
Данный фактор где-то на 20 процентов может менять показатели насыпной плотности материала, поэтому очень важно обращать на него внимание при покупке песка. Чем больше влажность, тем больше уровень данной физической величины.

Все вышеперечисленные факторы, касающиеся песка, так или иначе в разной степени влияют на его насыпную плотность

Поэтому нужно обращать на них внимание. Из-за того, что некоторые из них могут меняться все время, проверять показатели уплотнения следует непосредственно перед осуществлением манипуляций с материалом

Разновидности строительного песка: сколько весит 1 куб каждого

На то, сколько весит 1 куб песка, влияет его разновидность, способ хранения и уровень влажности. Согласно ГОСТу, вес стандартного строительного песка составляет 1550-1700 кг/м³ (18,5-20,4 кг/ведро). Вес сухого рыхлого песка равен 1440 кг/м³, а утрамбованного – 1680 кг/м³. Мокрый стандартный песок имеет вес 1920 кг/м³.

Существует несколько разновидностей песка. Классификация осуществляется на основе того, каким образом и где был добыт материал. Песок, используемый в строительстве, бывает:

речной – зона добычи находится на дне рек. Материалу присуща чистота, оттенок бывает серым или желтым. Размер фракций варьируется в пределах 0,3-0,5 мм. Применяется для приготовления смесей, растворов, организация дренажной системы;

Самые востребованные в строительстве виды песка — речной и карьерный.На заметку! Несмотря на востребованность речного варианта, покупатели интересуются и карьерным песком. Сколько весит куб материала в этом случае, зависит от количества примесей, которые могут иметь вид мелких камушков или пылевидных частиц.

карьерный – добыча осуществляется с применением открытого метода. Размер фракций варьируется в пределах обширного диапазона – 0,6-3,2 мм. Сфера применения распространяется на фундаментные работы, обустройство тротуаров. Кроме этого просеянный и промытый карьерный песок применяется в отделочных и штукатурных работах, а также в рецептуре приготовления цементной стяжки;
морской – зоной добычи является морское дно. Сфера применения обширна, однако материал не пользуется высоким спросом, поскольку стоимость его высока.

Таблица 2. Морской, речной и карьерный песок: сколько весит 1 куб и 1 ведро:

Тип песка	Удельный вес м³ (кг)	Удельный вес ведра (кг)
Речной	1630	19,5
Карьерный	1500	18,3
Морской	1620	∼ 19,4

Цена песка речного с доставкой за куб считается самой доступной из всех, если требуется покупка материала натурального происхождения. Однако существуют и другие виды песка – полученные искусственным способом.

Искусственные виды песка:

шлаковый;
кварцевый;
керамзитовый.

Существуют искусственные виды песка с керамзитовыми, шлаковыми и кварцевыми примесями.

Виды песка природного происхождения

Из известных природных материалов, таких как речной, морской, овражный или горный песок, именно речной песок считается наиболее чистым. Он в большей степени используется для приготовления разных строительных растворов. Он ценится за однородную структуру и мелкие частицы, средний показатель которых составляет 1,5-2,2 мм. Одной из проблем продукта естественного происхождения является его высокая цена. Поэтому часто речной песок заменяют карьерным.

Характеристики речного рядового песка

Технические характеристики	Показатели
Плотность сухого речного песка	1,5 кг/м³
Плотность речного песка в состоянии естественной влажности	1,45 г/см³
Влажность речного песка	4,00%
Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц в речном песке	0,7% по массе
Удельный вес речного песка	2,65 г/см³
Наличие комков глины в речном песке, суглинка и других засоряющих примесей	0,05%
Частицы гравия в речном песке больше 10 мм в балласте	0%
Модуль крупности речного песка	1,68

Характеристика строительного песка

Главная особенность наполнителя – полная химическая инертность. С этой точки зрения химический состав вещества не имеет значения. Последний фактор определяет область применения и цену. Про пескоструйный пистолет с мешком для сбора песка читайте тут.

Для строительной смеси важнее физические характеристики: форма гранул, размеры, характер поверхности, вес, чистота.

Физико-механические свойства природного материала

Показатели материала регламентирует ГОСТ 8735-88 и 8736-93. К наиболее важным относится:

Плотность – сухой песок без примесей имеет показатель в 1300 кг/куб м. Эта величина, в отличии от плотности мрамора, не применяется при оценке, так как на практике строители имеют дело с материалом разной степени влажности. В результате применяют другие показатели.
Удельный вес – единица объема в максимально плотном состоянии. Величина зависит от возможности уплотнения: песчинки округлой формы образуют более плотный материал. Угловатые гранулы не могут так плотно уложиться и формируют смесь более рыхлую.
Объемный вес – единица объема во влажном виде вместе с примесями. Естественный песок всегда включает некоторое количество воды. Однако ГОСТ ограничивает диапазон веса цифрой в 1600 кг/куб. м. Более влажный песок применять невыгодно: его цена не оправданно высока для настоящего веса материала.
Влажность – ГОСТ допускает содержание в 3–10%. Увеличение влажности до 20% резко повышает кажущуюся плотность смеси, так как вода в этом случае заполняет пустоты между гранулами.
Модуль крупности – то есть величина частицы. Сыпучий материал разделяют на несколько фракций, пригодных для тех или иных работ.
Чистота – количество глинистых и илистых частиц. Обогащенный состав может содержать не более 5% добавки, дробленый искусственный – до 15% при определенной величине песчинок.

Имеют значение и другие параметры, например, форма гранул. Карьерный и дробленый песок хуже уплотняется, такой раствор склонен к расслаиванию и должен быстро использоваться. Речной состоит из округлых песчинок, раствор из него однороден.

Минеральный состав

Основа – рыхлая осадочная горная порода. Происхождение она имеет разное. Преимущественная доля того или иного минерала и определяет вид песка:

Кварцевый – самый дорогой. Белый кварцевый – практически чистый кремнезем, совершенно инертен. Не набухает в воде, очень чистый и плотный. Материал чаще используют для изготовления стекла.
Доломитовый – осадочная порода, в основном, как и перлитовый, из карбоната магния и кальция. Суспензия доломита имеет выраженную щелочную реакцию. Сыпучий доломит добавляют в почву для известкования. Он устойчив к высоким температурам и открытому огню.
Полевошпатовый – твердый раствор силикатов. Эта порода образует 50% земной коры. Поддаются действию кислот и даже растворенной в воде углекислотой. Полевошпатные пески нельзя включать в составы, содержащие портландцемент, известковый цемент.
Известняковый – обломочная порода хемогенного происхождения. Он состоит из ракушек морских обитателей, его основа – карбонат кальция. 80% его составляют гранулы размером до 1 мм, и только 20% – от 1 до 3 мм. Смесь применяют для получения газо- и пеноблоков, полимерной черепицы, керамики.

При составлении строительного раствора или материала учитывают минералогический состав, так как он определяет химическую активность ингредиента. Про коэффициент фильтрации песка читайте здесь.

Химический состав

По минералогическому составу легко определить химический.

Так, кварцевый песок включает кремнезем, воду, оксиды железа и алюминия, глину. Содержание каждого компонента регламентирует ГОСТ. Так, состав для производства оптического стекла включает не менее 98,5 % кремнезема, так что доля всех примесей в нем очень мала.

Доломитовый содержит до 95% карбонатов кальция и магния, а также воду, глину, оксиды металлов.

Плотность различных марок песка

Средняя плотность песка – важный показатель, от которого напрямую зависят эксплуатационные свойства вещества и будущие параметры бетонной строительной смеси, прочность и устойчивость зданий, а также возможный расход сырья. Она показывает, какая масса песка содержится в одной единице измерения объема, за которую принят кубический метр (1 м3).

Количество вещества, которое умещается в 1м3, сильно зависит от вида песка – так, мелкий строительный отличается большей уплотненностью, нежели песок средней крупности, так как в первом случае зазоры между отдельными частицами стройматериала значительно меньше, и в один кубометр вмещается большая масса.

Этот параметр тесно связан с такими показателями материала, как пустотность и влажность, степень утрамбованности и пористость. Особенности и правильность измерения параметров также могут вносить в конечный результат определенную погрешность. Между указанными факторами существует следующая зависимость: чем больше пустота между частицами и влажность вещества, тем меньше насыпная характеристика и тем меньше чистого песка вмещается в кубометр. Данное правило идентично и для влажности, но с обратным знаком – за счет слипания фракций строительный мокрый материал уплотняется.

Также плотность зависит от структуры зерен, с уменьшением размера которых вырастает данная характеристика, и еще от содержания глины и других примесей. По указанным выше причинам плотность речного песка как правило выше (средний коэффициент 1,5), чем очищенного (у строительного значение соотношения 1,4).

Какие встречаются разновидности?

Плотность в кг/м3 – неоднозначная характеристика, которая имеет две главные разновидности, отличающиеся определением, некоторыми особенностями и способами измерения:

Истинная. Представляет собой отношение массы тела (в данном случае сухой песок) к его объему и измеряется в кг/м3. При этом не учитываются свободные пустоты между отдельными частицами, то есть речь идет про плотность материала в сжатом состоянии. Истинная плотность (как и любого другого вещества) является постоянной величиной.
Насыпная плотность. Показатель, который учитывает не только сам объем вещества, как в предыдущем случае, но и все имеющиеся зазоры между частицами. Насыпная всегда меньше, чем истинная и средняя плотность, измеряется в кг/м3.

Также есть и среднее значение, о котором уже было указано выше.

О том, как выбрать песок для пескоструйного аппарата, можно узнать здесь.

Параметры различных видов материала

Как уже говорилось ранее, плотность сильно варьируется в зависимости от свойств сырья. Помочь проследить данный факт призвана следующая таблица:

Название	Насыпная плотность, кг/м3
Сухой песок	1200 — 1700
Сухой уплотненный	1 680
Сухой рыхлый	1 440
Кварцевый	1 400
Речной	1 600
Мокрый	1 920
Мокрый уплотненный	2 080

Таблица отражает не все виды – более расширенный список с коэффициентами, необходимыми для расчета плотности сырья, можно найти в справочных источниках.

Для того, чтобы измерить плотность, на месте используют такие способы:

Применение коэффициентов перевода, которые отличаются для каждого вида материала. Данный метод не совсем точен, так как погрешность при измерениях может достигать 5 %. При больших количествах сырья потери составляют не один кубический метр!
Взвешивание насыпного сырья (например, речной) вместе с полностью заполненным им сосудом, после чего расчет путем деления массы песка на объем сосуда.

Как при помощи плотности рассчитать количество?

Масса вычисляется формулой: m=Vxp (m — масса, V — объем, p — плотность). Допустим, надо узнать его количество в 10 м³, тогда данные подставляют таким образом:

m = 10 x 1,3 = 13 т.

Здесь использовался средний показатель плотности p, равный 1,3 т/м³.

Всегда учитывайте, что недостаточная плотность означает повышенную пустотность. Тогда приготовление раствора потребует увеличить количество вяжущих. Чем это невыгодно для строительства? Увеличение объема вяжущих повышает расходы и стоимость бетонного раствора. В итоге возведение объектов становится нерентабельным в смысле окупаемости

Это важно для строительных фирм. В частном домостроении удорожание не окажет влияния на расходы, ведь масштабы его значительно меньше

Повышение влажности приведет к уменьшению плотности. Это объясняется слипанием фракций. При этом снижение продолжается, пока влажность достигает 10%. Дальнейший рост увеличивает объем жидкости, она заполняет свободное пространство, плотность начинает увеличиваться. Постоянное изменение параметра меняет качество бетонной смеси

Здесь важно, чтобы нормы соблюдались при поставках

Как измерить ее подручным способом? В 10-литровое ведро насыпают песок с высоты 10 см. Ведро должно заполниться полностью с образованием горки. Ее срезают строго горизонтально для получения гарантированно ровной поверхности наполненного ведра. Данное количество песка взвешивают, затем высчитывают плотность. Для этого осуществляют деление массы на объем: полученные килограммы переводят в тонны, делят на 0,01 м3. Еще более точный расчет получают, если провести измерения дважды. Затем их суммируют, делят на 2.