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.

Параметры различных видов материала

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

Таким образом, один кубический метр сухого песка будет иметь массу от 1200 до 1700 килограмм, а куб мокрого – 1920.

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.

Определение насыпной плотности играет важную роль в строительстве, так как именно от ее значения во многом зависит количество кубов сырья, необходимого для проведения работ. Особенно это важно в случаях, когда на счету каждый кубометр.

Песок – это сыпучий материал. Измерить его истиную плотность затруднительно – между песчинками удалить промежутки практически невозможно. По этой причине для песка более применимо понятие насыпная плотность песка. Это среднее значение веса материала на единицу объёма.

Понятие и значения

За определением насыпной плотности песка скрывается значение массы материала в сухом виде на единицу объема, измеряемого в кубометрах или кубических сантиметрах.

Существует множество видов песка по происхождению, фракции. Мелкие песчинки плотнее укладываются в объем, чем крупные, следовательно их масса значительно больше. И наоборот.

Так, песок, добытый из реки, обычно гладкий и отшлифованный, обладает плотной структурой. Его вес на куб в среднем составляет 1500-1600 кг/м 3 согласно ГОСТ 8736-93. Песчинки из карьера часто пористые с острыми углами и гранями, такие весят гораздо меньше – около 1300 кг/м 3 .

Факторы определения плотности

Насыпной вес песка зависит от нескольких факторов:

• Фракция и форма песчинок определяет плотность сыпучего материала в большей степени. Чем крупнее фрагменты, тем большее расстояние между ними остается и наоборот. Округлые и квадратные песчинки занимают большее пространство, чем плоские.
• Порода происхождения. Чем плотнее минерал, из которого образовался песок, тем больше масса.
• Остатки грунта и органических примесей также оказывают влияние на насыпную массу песка. Технология приготовления строительных растворов предполагает использование очищенного мелкого наполнителя, поэтому данный параметр может быть скорректирован промыванием или просеиванием насыпи.
• Влажность после мытья или добычи песка. Вода проникает в поры песчинок и увеличивает их вес. Насыпная плотность сухого песка до 30% меньше, чем мокрого. По мере высыхания масса снижается, а объем увеличивается.
• Песок, уплотненный при укладке, имеет гораздо более высокую плотность на единицу объема, чем насыпанный в обычном состоянии.

Значение массы на кубометр можно наглядно отследить в таблице насыпной плотности природного песка:

Расчет изменения объёма и массы

Песок доставляется на строительную площадку в разном виде: сухой или влажный, речной или карьерный. Использовать его могут не сразу: материал применяется по мере необходимости. Если насыпь хранится под открытым небом, песчинки постоянно меняют влажность в зависимости от погодных условий. Эти факторы приходится учитывать технологам перед приготовлением рабочих растворов и засыпке котлованов.

Поскольку насыпная плотность песка мелкого и крупного постоянно меняется, для определения фактической массы объёма без взвешивания используют коэффициенты уплотнения. Некоторые из них отражены в таблице:

На коэффициент умножают среднюю плотность материала, получается искомый результат. В таблице приведены наиболее востребованные значения k у.

Насыпной коэффициент уплотнения песка не гарантирует точного результата – погрешность может составлять 5 и более процентов. Единственным достоверным способом определить массу единицы объема материала остается взвешивание, что не всегда возможно и удобно. Специалисты могут использовать любой из доступных методов определения плотности на месте.

Плотность представлена физической величиной, характеризующейся определенным количеством вещества, выраженным в граммах или килограммах, в единице объема. Этот показатель, свойственный сыпучим веществам, среди которых и песок, не может быть определен однозначно. Это обусловлено тем, что объем, в котором способно уместиться одно и то же его количество, может оказаться разным. На показатель влияют некоторые факторы, среди них:

• степень трамбовки;
• процент влажности;
• структура фракций;
• пористость;
• наличие всевозможных включений.

Определение уровня плотности

Плотность песка выступает в качестве главного параметра, уровень которого определяет область его применения и конечную прочность зданий и сооружений. Описываемая характеристика требуется для осуществления расчета расхода песка, когда необходимо получить определенный объем строительной смеси.

Кроме того, в ряде случаев возникает необходимость перевести массу песка в объем или наоборот. Если необходимо определить массу 1 м 3 песка или рассчитать объем тонны упомянутого материала, то нужно произвести следующие действия.

Плотность песка или любого другого материала можно определить методом деления массы (M) на объем (V), который был им занят. Так, ρ=М/V. Массу материала, который занимает какой-то объем, можно определить, воспользовавшись следующей формулой: M=ρ*V. А вот объем можно рассчитать, если известен показатель ρ и масса. Так, объем определяется по формуле: V=М/ρ.

При приготовлении растворов, смесей и при строительстве конструкций, в основе которых присутствует бетон, следует использовать песок в заданной пропорции по отношению к остальным компонентам. Для того чтобы верно определить долю песка в данных смесях или конструкциях, будет необходимо точно знать, чему равен его показатель плотности.

Если произвести расчеты с ошибкой, то количество песка в общем объеме окажется недостаточным или избыточным. Если восполнять недостаток песка, то, скорее всего, придется делать это за счет более дорогостоящих компонентов, что повлечет неоправданное удорожание всей смеси. Тогда как если количества песка оказалось больше в объеме смеси, то это станет причиной понижения качества изделий или раствора. За счет этого пострадает морозостойкость, устойчивость к истиранию и водостойкость, в итоге мастер получит изделия или конструкции, характеристики которых будут отличаться от тех, что предусмотрены стандартом.

Вернуться к оглавлению

Виды показателя ρ

Песок характеризуется некоторыми видами плотности, среди них: истинная, насыпная и средняя.

На рис. 1 представлена таблица, в которой можно увидеть насыпную плотность песка в разных состояниях.Если рассматривать этот материал, то он представлен твердой породой нерудного происхождения. Это объясняет то, что он имеет показатель, примерно равный 2500 кг/м 3 . Данный показатель – это истинная плотность. При необходимости произвести расчеты для использования на практике следует применять иной показатель – насыпной. Он характеризует стройматериалы в неутрамбованном виде и вычисляется с учетом объема зерен и полого пространства, которое остается между ними. Это приводит к тому, что уровень насыпной плотности во всех случаях меньше истинной. Но при осуществлении трамбовки материала, который находится в сыпучем состоянии, можно повысить уровень его ρ. Так, если материал находится в кузове машины, то он имеет естественное, неутрамбованное состояние и ему свойственен насыпной уровень. Если известна данная величина, то есть возможность определить объем и массу материала. Это важно, ведь цена транспортировки стройматериала может быть рассчитана не только по весу, но и за 1 м 3 объема.

Плотность песка, который находится в насыпном состоянии, равна 1300-1500 кг/м 3 . Уровень влажности внешнего воздуха способен влиять на объем материала, это влечет вариации уровня насыпной плотности. Если влажность становится больше, то это влечет снижение уровня ρ материала. Это объясняется слипанием зерен. Снижение данного уровня может длиться до тех пор, пока влажность не достигнет показателя в 10%. После этого частицы влажности влекут увеличение объема жидкости в стройматериале, уровень ρ при этом начинает повышаться. Данную особенность изменения рассматриваемого показателя следует брать во внимание, если дозировка производится по объему.

Вернуться к оглавлению

Расчет насыпного уровня ρ

Для того чтобы рассчитать, какова плотность зерен в насыпном состоянии, материал заблаговременно предстоит просеять, применив сито с размером ячеек в пределах 5 мм. После этого его необходимо поместить в мерный сосуд в 1 л. При этом его нужно свободно засыпать с высоты, равной 10 см, образовывая над сосудом конус, который нужно срезать, применяя линейку. Необходимо знать, сколько весит сосуд в пустом и наполненном состоянии. Произвести расчет насыпного уровня допустимо по формуле: ρн=(m2-m1)/V. В ней m1 и m2 – это массы сосуда в пустом и наполненном состоянии, тогда как V – это его объем. Таблица может и не понадобиться, так как все расчеты можно произвести самостоятельно.

На уровень среднего показателя ρ оказывают влияние пустоты и влажность. Существует зависимость: при меньшем количестве пор этот показатель выше. Можно предположить, что ρ характеризует фракционный состав.

Средний его уровень различается для определенных видов песка. Сухой материал на основе кварца в естественном состоянии обладает показателем плотности в пределах 1500-1550 кг/м 3 , тогда как при утрамбованном состоянии этот уровень равен 1600-1700 кг/м 3 . Это указывает на то, что показатель средней плотности определяется структурой фракционного состава.

Если вам необходимо изготовить бетон, который будет обладать качествами высокой прочности и устойчивости к морозам, то следует использовать материал, который имеет увеличенную среднюю плотность.

При строительстве можно использовать данные таблиц, однако следует знать о том, что в рыхлом состоянии кварцевый материал имеет ρ в пределах 1500 кг/м 3 , но уровень может достигать отметки в 1700 кг/м 3 .

Для того чтобы определить насыпную плотность, можно воспользоваться не только методом замеров, который был описан выше. Кстати, в качестве сосуда можно использовать и обычное строительное ведро. Эти расчеты позволят получить наиболее приближенный к истинному результат. Если использовать ведро, то для насыпания материала можно применить совок.

Строительные материалы

Зачем нужно знать плотность песка строительного (кг/м3)?

От автора: здравствуйте, уважаемый читатель. Из данной статьи вы узнаете, как определяется истинная плотность песка строительного кг/м 3 . Зачем это нужно? - прежде всего - затем, чтобы не быть обманутым при закупке данного стройматериала. Ведь, действительно, определить, сколько конкретно тонн песка для строительных работ вам привезли, - довольно затруднительно. Вы же не будете взвешивать машину, не так ли? И вот, довольно часто поставщики строительных материалов этим пользуются, просто-напросто - недосыпая песок.

Но знание данного критерия важнó не только по причине возможного обмана. Дело в том, что при строительстве, в принципе, важно знать, потребуется, скажем, чтобы залить фундамент или перекрытие. Ведь если вдруг не хватит - это может обернуться настоящей катастрофой, особенно, если сдать объект необходимо в кратчайшие сроки.

А начнем мы, пожалуй, с общих определений, чтобы правильно ввести вас в курс дела. Суть в том, что насыпная плотность песка строительного измеряется в зависимости от того, насколько материал уплотнен. С цементом примерно та же ситуация: чем он старше, - тем выше его плотность, так как со временем любое сыпучее вещество «скучивается». Аналогию можно провести даже с обычной мукой, что используется для выпечки.

Из этого следует, что один и тот же объем сыпучего вещества может иметь разную плотность (а, следовательно, - разное количество). В первоначальном же состоянии (без уплотнения) - материал можно охарактеризовать термином «истинная насыпная плотность».

Стало быть, - насыпная плотность - это плотность материала в состоянии, при котором он не подвергался уплотнению. То есть, - при определении этого значения - необходимо брать во внимание не только объем песчинок (или частей другого стройматериала), но и расстояние, на которое они удалены друг от друга. Из этого - делаем вывод, что насыпная плотность в несколько раз меньше обычной плотности материала.

После того, как материал уплотнится (а зависит это прежде всего - от условий, в которых он хранится и от времени), - плотность его уже перестает быть насыпной. Она становится выше.

Зачем нужно знать, какова плотность песка (природного) для строительных работ? Прежде всего - для сопоставления объема и массы строительного материала. Цена на сыпучие вещества может быть указана не только за 1 т (тонну), но и в кубических метрах. Да и при приготовлении - пропорции вещества могут понадобиться не в весе, а в объеме.

Ниже представлена небольшая таблица, в которой во второй колонке представлена насыпная плотность песка строительного (кг/м³), а в третьей - количество кубов в 1 т.

Важно ! С увеличением плотности - увеличивается и несущая способность.

От чего зависит плотность?

Плотность сыпучего вещества (в данном случае - песка) прежде всего зависит от его происхождения и состояния. Таблица ниже демонстрирует нам принципиальные различия насыпной плотности различных видов .

Как определить насыпную плотность?

Данный показатель, как правило, определяется в лабораторных условиях. По сути, - материал просто взвешивается с использованием мерных сосудов (1 л и 10 л). Литровая ёмкость используется для определения плотности в состоянии, при котором материала не подвергался уплотнению песок высушивается до постоянной своей массы и пропускается сквозь сито, диаметр отверстий которого составляет 5 мм.

Десятилитровая ёмкость используется, когда необходимо определить интересующий нас показатель материала, что содержится в партии. Таким образом мы можем перевести единицы пассы в единицы объема.

В данном случае материал специально не высушивается. Он берется в состоянии влажности, присущей естественному состоянию. Он также пропускается через аналогичное сито (диаметр отверстий - 5 мм).

Процедура определения плотности выглядит так: уже просеянный материал насыпается в мерный сосуд с высоты ±10 см. Для этого следует использовать совок. Когда сосуд будет заполнен, - горку следует снять при помощи металлической линейки. Уровень высоты песка должен быть вровень с краями мерного сосуда. Далее - этот мерный сосуд вместе с содержимым следует взвесить на точных весах. Само собой разумеется, что нас интересует исключительно чистый вес содержимого, потому вес ёмкости следует вычесть.

Чтобы перевести единицы массы в единицы объема, - процедура, в сущности, всё та же. Как, впрочем, и оборудование. Но вот только насыпать материал нужно уже не с 10 см, а со 100 см.

Ниже приведена формула, по которой и определяется интересующий нас показатель.

В данном γн - это показатель плотности, m1 - это масса мерного сосуда без содержимого, m2 - общая масса, а V - соответственно, объем.

Чтобы наглядно ознакомиться с процедурой определения, - посмотрите видео, представленное ниже, где исследования проводятся в виртуальной лаборатории, в идеальных условиях.

Заключение

На этом всё, уважаемый читатель. Спасибо, что ознакомились со статьей. Сегодня мы узнали, как определить насыпную плотности, а также - выяснили, зачем это делать. Для удобства и ясности - мы привели таблицу и формулу. Надеюсь, что изложенные материалы оказались для вас полезными.

Если вас интересует другой строительный вопрос, - воспользуйтесь навигацией по сайту для поиска нужной информации. Уверен, здесь найдется то, что вам нужно. Удачи и до новых встреч на Seberemont, дорогой читатель.

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.