Определение плотности грунта

Плотность грунта на площадке, предназначенной под строительство – величина, которая необходима проектировщикам для расчета устойчивости склонов и откосов, усадки строений, распределения напряжения в почве основания, давления на фундамент, пр.

Основная характеристика строительного материала

Расчет количества песка через его плотность.

Исследуемая величина параметра характеризует количество строительного компонента, выраженное в г или кг, приходящееся на единицу его объема, измеряемую в см³ либо м³. Определить однозначно данный показатель затруднительно, поскольку он является зависимым от нескольких характеристик:

Степени уплотнения.
Влажности.
Пористости.
Структуры зерен.
Наличия в составе разных примесей.

Данный параметр позволяет увеличить качество прочности возводимых зданий и сооружений в процессе строительства. Учитывая его, можно получить наиболее точные расчеты материальных затрат, когда тот или иной компонент необходим в известном объеме для получения строительного раствора. Поскольку при проведении строительных работ часто необходимо решать задачу, связанную с переводом массы используемого материала в объем, а также наоборот, то необходимо определить массу 1 м³ или объем 1 т сыпучего вещества.

Чтобы проводить данные виды расчетов, обязательно следует брать во внимание (П) плотность. Ее вычисляют по формуле: П = М / V, отсюда масса (М) определяется по формуле: М = П * V. Формула определения объема (V) вещества имеет вид: V = M / П.

Все вещества и компоненты, входящие в состав строительных растворов, смесей, содержатся в них в определенном соотношении. К примеру, правильный расчет доли песка в строительных смесях требует определения точного значения исследуемого параметра. Если его неправильно вычислить, то потребуется компенсировать недостаток сыпучего вещества другими компонентами. Они могут иметь более высокую стоимость.

Кривая изменения объема песков в зависимости от их влажности.

Обязательно необходимо делать верные расчеты всех показателей, связанных с количеством, долей основного строительного компонента в V раствора. Если его количество превысит норму, то характеристики качества строительного раствора способны снизиться. Это произойдет и тогда, когда объема используемого сыпучего вещества будет недостаточно. Все это повлияет на определенные свойства раствора, такие как:

Морозостойкость.
Прочность.
Водостойкость.
Устойчивость к истиранию.

Все характеристики будут иметь существенные расхождения со стандартом. Важно не допустить необоснованное удорожание используемой в процессе строительства смеси.

Вернуться к оглавлению

Каким образом плотность строительного песка зависит от структуры его зерен

Утверждение, которое связано с тем, что величина плотности сыпучего вещества находится в прямой зависимости от структуры зерна, является правильным. Слишком высокое значение показывает, что зерна, составляющие структуру песка, являются плотными, прочными и морозостойкими. Именно такой строительный компонент можно применять при изготовлении высокопрочных бетонов, обладающих повышенным уровнем морозостойкости.

Основные различия в плотности.

Определить крупность карьерного сухого песка можно без особого труда. Для этого берут сито для просеивания. Оно представляет собой ящик, потребуется взять несколько таких ящиков, вставленных друг в друга. Когда вещество насыпано в них, то сито следует болтать из одной стороны в другую. Вся процедура, выполняемая в одиночку, займет около 5 минут. После этого потребуется взвесить сухие остатки из сита, вычислив крупность.

Если сыпучее вещество уплотняется, то значение исследуемого показателя увеличивается, поэтому исследуемую величину уже нельзя назвать насыпной. Если компонент уложен в мешок, то есть находится в определенной таре, то его структура является неуплотненной. Она имеет свою насыпную плотность. При известном значении данной характеристики можно связать массу с объемом сыпучего вещества, поскольку цена на него указывается не только лишь за одну тонну, но и за один кубический метр. Аналогично указывается и количество продукции, используемой для строительства.

Песок имеет насыпную плотность, составляющую от 1300 до 1500 кг/м³, что определяется влажностью среды. При этом характеристики компонента меняются, а это влияет на данный параметр. К примеру, при влажности в 3-10% происходит его снижение в сравнении с характеристиками, свойственными сухому песку.

Вернуться к оглавлению

Характеристика средней плотности строительного материала

Различаются следующие типы параметра плотности для сухого песка: истинный, насыпной и средний.

Важнейшей характеристикой, которая зависит от пустотности и влажности, является параметр, который называется средняя плотность песка.

Характеристики сухого кварцевого песка.

Он представляет собой нерудную породу, которая является твердой, поэтому и плотность его приблизительно одинаковая. Она является истинной, составляет 2500 кг/м³. Уровень пустотности предполагает обратную зависимость от средней плотности вещества. Это свойство позволяет оценивать качество зерна в его структуре.

Удельным весом является то количество вещества, которое помещается в единице объема. Плотность песка в какой-то мере является его весом, поэтому для него выделяют удельный показатель данной характеристики, которая является истинной, относится в большей степени к теоретическому понятию, а на практике такие значения встречаются очень редко.

Все зависит от способа, благодаря которому мельчайшие частички песка или его зерна соединяются между собой при его укладке в емкость. От исследуемого показателя структуры сыпучего компонента при его заполнении определенной емкости зависит расстояние между зернами и значение его удельного веса.

Истинный показатель удельной плотности можно рассчитать лабораторным путем, а обычные расчеты проводятся с использованием специальных таблиц. Если вещество требуется дозировать по объему, то данный показатель учитывается в первую очередь. Он зависит от того, какой объем глины содержится в структуре строительного компонента.

Показатель коэффициент фильтрации песка по сравнению с другими наполнителями.

Если песок является сухим и очищенным, то исследуемый параметр равен 1300 кг/м³. При содержании в нем влаги или глины в большом количестве плотность песка превышает аналогичный параметр для его сухого состояния, составляя при этом 1800 кг/м³.

Читать еще: Как произвести ремонт кирпичного фундамента своими руками?

К примеру, исследуемый показатель сухого кварцевого песка составляет от 1500 до 1550 кг/м³, что характерно для его рыхлого состояния. Значение его средней плотности принимает различные величины. Для наименьшего значения характерен уровень влажности, составляющий 5-7%, что необходимо учитывать, если его дозировка является обычной. Если его средняя плотность компонента при рыхлой структуре равняется 1500 кг/м³, то в уплотненном состоянии параметр может увеличиться до 1700 кг/м³.

Если вещество является уплотненным, то показатель составляет 1600-1700 кг/м³. Здесь наблюдается зависимость среднего показателя от структуры зерен строительного материала. К примеру, при увеличенном показателе, составляющим более 1550 кг/м³, в состав материала будут входить прочные и плотные зерна, устойчивые к морозу. На практике песок, обладающий повышенной средней плотностью, используется для изготовления бетонов, обладающих высокой прочностью и морозостойкостью.

Вернуться к оглавлению

Как правильно вычисляют насыпную плотность

Если сыпучий материал уплотняется, то увеличивается его плотность. Если песок, находящийся в кузове грузового автомобиля, имеет естественное, неуплотненное состояние с определенной насыпной плотностью, то при ее заданном значении реально вычислить и массу песка, и его объем.

Физико-технические свойства применяемых при испытаниях песков.

На практике используют насыпной вес и значение насыпной удельной величины исследуемого параметра для определенного количества сыпучего вещества, насыпанного в емкость размерами 1х1х1 метр. Определение его удельного веса производится на основе известного значения модуля крупности.

Для мелкого речного песка характерна большая величина исследуемого параметра, чем для крупнозернистого строительного материала. Его уровень влажности тоже влияет на удельный вес. Для него свойственна и величина удельного веса, равная от 1200 до 1700 кг/м³. В конечном итоге на данные показатели влияют следующие свойства: минеральный состав сыпучего материала, его фракция и степень влажности.

Если степень влажности среды повышается, то плотность песка, находящаяся в нем, снижается, а причиной этому является слипание фракций. Показатель уменьшается, пока уровень влажности не будет равным 10%. Отличает влажный от сухого песка его низкая плотность и увеличенный объем. Затем происходит процесс увеличения жидкости в структуре компонента, а также возрастание исследуемого показателя из-за покрытия каждой песчинки тонким слоем жидкости. Данная особенность должна быть учтена при дозировании строительного материала по его объему. При повышении уровня влажности происходит наполнение водой межзерновых пустот и вытеснение воздуха, исследуемый показатель опять увеличивается.

Вернуться к оглавлению

Зерновой состав

От этого показателя зависят модуль крупности и класс песка.

Зерновой состав исследуется по двум критериям:

Полные остатки на ситах
Содержание зерен определенной крупности

Полные остатки на ситах определяются путем просеивания пробы сырья на ситах ячейками диаметром:

2,5 мм
1,25 мм
0,63 мм
0,315 мм
0,16 мм
Менее 0,16 мм

Для мелкого песка установлен показатель полного остатка на сите 0,63 мм, который равен 10-30%. В нашем регионе он варьируется в диапазоне от 27,7 до 30%. Сумма процентного соотношения полных остатков на каждом из сит, разделенная на 100, дает значение показателя модуля крупности.

Содержание зерен размером более 10 мм, более 5 мм, менее 0,16 мм влияет на определение класса песка. ГОСТом установлены доли содержания зерен от 5 до 20%. В Свердловской области песок, содержащий зерна крупностью более 10 мм, отсутствует.

Остальные показатели варьируются в пределах следующих значений:

Более 5 мм – 4,4-0,32%
Менее 0,16 мм – 8,9-2,8%

По этим данным можно сделать вывод, что весь реализуемый в нашем регионе мелкий песок относится к первому классу.

На этой странице находится информация об обогащенных (крупнозернистом и среднезернистом) песках карьера «Озеро Андреевское» и карьера «Буторлыга».

Сфера применения:

Крупнозернистый и среднезернистый пески карьеров «Озеро Андреевское» и «Буторлыга» используются как мелкий заполнитель в производстве бетонов, железобетонных изделий, тротуарной плитки и других строительных материалов. Также они применяются для устройства цементно-песчаной стяжки, штукатурки и во всех видах строительных работ, где требуется песок с повышенным модулем крупности. Технологии производства:

С 2008 года ООО «Тюменьнеруд» применяет технологию гидроклассификации для обогащения песка месторождения «Озеро Андреевское». Поток пульпы (смесь песка с водой) от землесосных снарядов подается в комплексы по классификации. В комплексах песок очищается от крупных включений, пылевидных и глинистых частиц, обезвоживается. Затем, благодаря разным физическим свойствам крупных и мелких частиц, из исходного песка выделяются наиболее крупные зерна. Так получается обогащенный строительный песок, имеющий более высокую крупность по сравнению с исходным природным песком. После разделения обогащенный и мелкий пески по конвейерам поступают на отдельные склады.

Качество:

Модуль крупности крупнозернистого песка карьера «Озеро Андреевское» 2,0–2,4, полный остаток на сите 0,63 мм от 25% до 40% (в среднем — 31%), содержание пылевидных и глинистых частиц не более 2,0%.

Паспорт на крупнозернистый песок карьера «Озеро Андреевское»

С 2020 года ООО «Тюменьнеруд» выпускает ещё один вид обогащенного строительного песка — cреднезернистый песок. Среднезернистый песок является экономичной альтернативой крупнозернистому песку и отличается от него меньшей крупностью и более доступной ценой. Он предназначен тем потребителям, для которых характеристики крупнозернистого песка избыточны.

Модуль крупности среднезернистого песка карьера «Озеро Андреевское» и карьера «Буторлыга» 1,7–2,0, полный остаток на сите 0,63 мм от 14% до 22% (в среднем — 18%), содержание пылевидных и глинистых частиц не более 3,0%.

Читать еще: Особенности кладки кирпича своими руками

Паспорт на среднезернистый песок карьера «Озеро Андреевское»

Паспорт на среднезернистый песок карьера «Буторлыга»

Сертификат соответствия песка ГОСТ 8736–2014

Декларация о соответствии песка техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 014/2011 «Безопасность автомобильных дорог»
Потребители:
Производители бетонов и ЖБИ высоко оценили продукцию ООО «Тюменьнеруд» за её качество и доступную цену. Сегодня нашими партнерами являются такие известные в Тюмени крупные предприятия как ОАО «Тюменская домостроительная , АО «Мостострой-11», ООО «ЖБИ-Промжелдортранс» (ПСК «Дом»), ООО «ЕвроБетон», ООО «Строй Капитал», ОАО «Сибстройсервис» и другие. Цена, как приобрести:

Значительное количество бетонных песков завозится на тюменский рынок из других регионов, что приводит к их удорожанию в несколько раз. ООО «Тюменьнеруд», как местный производитель, имеет возможность установить достаточно привлекательные цены на свои пески. Удобное расположение карьера «Озеро Андреевское» сокращает время и расходы на доставку обогащенных песков до тюменских предприятий. Узнать цены крупнозернистого и среднезернистого строительных песков на условиях самовывоза из карьера «Озеро Андреевское» можно в разделе Прайс-лист. Сделать заказ можно по телефону в Тюмени или заполнив форму Сделать заказ. Также можно заказать крупнозернистый песок с доставкой автотранспортом до объекта. Подробнее об условиях и стоимости песка с доставкой можно узнать в разделе Доставка.

Схема проезда в карьер «Озеро Андреевское»

Объемный вес песка строительного в кг/м3

В некоторых случаях, когда нет возможности взвесить песок, определяется его объемный вес — сколько килограмм песка находится в заранее определенном объеме. Значение объемного веса переменное, так как на его величину оказывают влияние следующие параметры:

влажность;
удельный вес;
плотность.

Поэтому объемный вес песка в 1 м3 чаще всего определяется по таблицам в справочниках или с помощью онлайнового калькулятора. Неправильно определенный вес м3 песка может привести к ухудшению качества бетона и цементно-песчаного раствора, к снижению их прочности и даже к преждевременному разрушению изготавливаемых конструкций.

Плотность в зависимости от разновидности 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.

Влияние влажности грунта на его уплотнение

Любые грунты состоят из трех элементов: твердые частицы, воздух и вода. Во время уплотнения почти все грунты достигают максимальной плотности при определенном оптимальном содержании в них воды.

Таким образом, сухой грунт плохо поддается уплотнению, а влажный грунт становится мягким и его легче утрамбовать.

Однако, чем выше содержание воды в грунте, тем ниже его плотность. Максимальная плотность достигается при оптимальном содержании влаги в грунте, что обычно является промежуточным состоянием между абсолютно сухим и полностью влажным.

Для определения оптимальной влажности для грунта используют лабораторный анализ по ГОСТ 22733-2002 (Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности).

Степень уплотнения чистого песка и щебня (без содержания примесей) почти не зависит от содержания в них влаги, и могут быть максимально утрамбованы как в сухом, так и водонасыщенном состоянии.

Определение плотности бетона

Определение плотности бетона предполагает набор специальных методов, применение которых регламентируется ГОСТ 12730.1. Данный стандарт распространяется на все виды бетонов и регулирует способы, позволяющие установить объемную массу искусственного камня, а также методы испытания образцов.

Подготовка к испытаниям

Определение плотности бетона производится при естественной влажности или в нормированном состоянии:

воздушно-сухом;
нормальном;
сухом;
водонасыщеном.

Если требуются данные, полученные в условиях естественной влажности, то образцы после их обора поступают в на хранение в паронепроницаемой или герметичной упаковке. Её объем должен превышать размеры образцов не более чем в 2 раза.

Для влажного бетона используют специальные таблицы пересчета, позволяющие перевести результаты для нормированной влажности по формулам. Перед определением плотности сухого бетона, образцы высушиваются до тех пор, пока масса не перестает уменьшаться. Данная процедура подробно рассмотрена в ГОСТ 12730.2.

Когда требуются данные для воздушно-сухого состояния, образцы необходимо выдерживать не менее 28 суток в определенных условиях. Температура должна находиться в диапазоне 25С с допустимым отклонением в 10С, а влажность воздуха может варьироваться от 30 до 70 процентов.

Перед проверкой образцов в нормальных условиях бетон помещают в камеру нормального твердения, эксикатор или другую герметичную емкость. Влажность воздуха устанавливается менее 95%, а температура выбирается в диапазоне 18-22С.

Плотность искусственного камня насыщенного водой определяется после выполнения всех требований ГОСТ 12730.3.

Проведение испытаний

Объем подготовленных образцов определяется по их геометрическим размерам. Если форма отливок правильная, то применяют линейку или штангенциркуль, имеющий погрешность менее 1 мм. Методика измерений приводится в ГОСТ 10180.

Если образец имеет неправильную форму, то его объем вычисляется при использовании объемометра или методом гидростатического взвешивания. В этом случае отливки имеющие неровности, раковины, трещины или каверны, парафинируются или насыщаются водой на срок не менее суток. Парафинирование позволяет создать на поверхности бетонного фрагмента пленку из парафина толщиной не более 1 мм. Образец нагревается до определенной температуры, после чего его помещают в расплавленный парафин. По завершении данной процедуры выполняется взвешивание.

Читать еще: Гнем трубы самостоятельно

Когда требуется провести определение плотности бетона, на поверхности которого имеются каверны, трещины или другие неровности размером более 2 мм, процедура парафинирования выполняется дважды. Нужно отметить, что при взвешивании допустимая погрешность должна составлять не более десятой доли процента.

Обработка результатов

Плотность для одного образца вычисляется как отношение массы к объему, умноженное на 1000. Масса при этом выражается в граммах, а объем в см3.

Определение плотности грунтов методом парафинирования

Метод парафинирования (ГОСТ 5180-84) используется для определения плотности связных грунтов.

Из монолита вырезается образец шарообразной формы объемом не менее 50 см3. Его обвязывают тонкой прочной нитью со свободным концом и петлей на конце (чтобы подвесить к весам) и взвешивают (m0).

Нагревают парафин до температуры 57-60 градусов, после чего погружают в него образец на 2-3 секунды. Пузырьки воздуха необходимо удалить до затвердевания. Так его «мокают», пока шарик не покроется плотной парафиновой оболочкой. Охлажденный образец взвешивают (m1).

Затем необходимо взвесить его в воде и определить объем вытесненной воды. Для этого над чашей весов ставят сосуд с водой так, чтобы его масса не передавалась на коромысло весов. Потом подвешивают образец и опускают его в воду; он должен погрузиться целиком, но не касаться при этом дна и стенок. Масса образца обозначается m2.

Для проверки герметичности парафиновой корки образец промакивают фильтровальной бумагой и взвешивают снова. Если масса увеличилась более, чем на 0.02 г, то его следует забраковать.

Плотность вычисляется по формуле: ρ=m0*ρp*ρw/(ρp(m1-m2)- ρw(m1-m0)), где ρp — плотность парафина (0.900 г/см3); ρw — плотность воды при температуре испытаний.

Вычисление коэффициента фильтрации

Этот показатель отображает скорость, с которой вода проходит сквозь слой исследуемого материала. Он рассчитывается при напоре воды равном 1 и измеряется в метрах за сутки. При проведении анализа песка в нашей лаборатории обычно используется коэффициент К10 — он указывает на то, что температура используемой воды составляет 10 °С.

Для оценки этого параметра специалисты, прежде всего, рассчитывают наибольшую плотность и оптимальную влажность исследуемого образца согласно стандартам ГОСТ. Затем рассчитывают коэффициент фильтрации с использованием трамбовки и прибора ПКФ СОЮЗДОРНИИ. Работы выполняются по следующей схеме:

Песок и воду, подготовленные для проведения анализа, выдерживают в помещении, так чтобы их температура выровнялась с температурой окружающего воздуха;
Песок подсушивают до воздушно-сухого состояния и пропускают через сито с размерами отверстий 5 мм;
В специальную емкость отбирают пробу материала весом как минимум 450 г (отбор песка производится методом квартования);
Образец увлажняют до состояния оптимальной увлажненности и оставляют в эксикаторе с водой на срок от 2 часов;
Из подготовленного песка отбирают образец определенной массы (она рассчитывается исходя из параметров прибора) и помещают его в фильтрационную трубку.

Для испытания песка используют прибор ПКФ, который необходимо подготовить следующим образом:

Латунную сетку в выдвижном перфорированном дне закрывают пористым материалом, смоченным в воде.
Выдвижное перфорированное дно закрепляют на трубке, после чего фиксируют трубку на надежном основании.
Подготовленный образец влажного песка делят на 3 части и перекладывают их поочередно в трубку. Каждую порцию уплотняют с использованием трамбовки (40 ударов груза с расстояния 300 мм). При этом поверхность предшествующей порции разрыхляют на глубину 1-2 мм.
Оценивают расстояние от верхнего ободка трубки до поверхности утрамбованного песка. Измерения проводят как минимум в трех местах, после чего рассчитывают среднее арифметическое. Если высота песка в трубке более 100 мм, то материал повторно уплотняют до тех пор, пока его высота не составит 100±1 мм.
Поверх исследуемого материала укладывают прослойку из гравия (размер фракций — 2-5 мм). Высота этой прослойки должна быть 5-10 мм.
Трубку с грунтом фиксируют на подставке, затем помещают их в стакан.
Стакан медленно заполняют водой, так чтобы она достигала верхнего ободка стакана.
Стакан с трубкой ставят в глубокую чашу. Наполняют чашу водой, так чтобы она была выше гравийной прослойки на 10-15 мм. Затем в трубку добавляют еще воды — она должна занимать примерно треть высоты трубки.
Стакан с трубкой достают из чаши и размещают на поддоне.

Испытание песка в лаборатории осуществляют в следующей последовательности:

В трубку добавляют воду, так чтобы ее край был как минимум на 5 мм выше отметки «0».
Дожидаются того момента, когда уровень жидкости в пьезометре опустится до нулевого показателя, после чего запускают секундомер.
Фиксируют момент времени, когда уровень воды опустится до показателей 10, 20, 30, 40 и 50 мм. Рассчитывают коэффициент фильтрации песка.

Данный показатель имеет особое значение в дорожном и аэродромном строительстве, в процессе обустройства дренирующих слоев из песчаного грунта. Согласно требованиям, коэффициент фильтрации для таких грунтов должен составлять не более 2 м в сутки.

Чтобы заказать любой из пакетов услуг нашей компании, оставьте заявку на сайте «СтройЛаборатория СЛ». Наши менеджеры обработают ее и свяжутся с вами для согласования сроков исполнения заказа.