Теоретические положения

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения тяжелого бетона заданной марки при минимальном расходе цемента. В бетоне песок служит для заполнения пустот между зернами крупного заполнителя, в то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом. Кроме того, этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. С целью уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Мелкий же, наоборот, обладает меньшей пустотностью, но очень большой суммарной поверхностью зерен. Поэтому лучшими являются крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц. Применение таких песков обеспечивает получение бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента.

Зерновой состав песка характеризуется крупностью отдельных фракций и количеством каждой фракции.

Содержание работы

Определение зернового состава песка

Оборудование: 1. Стандартный набор сит.

2. Весы.

3. Сушильный шкаф.

Порядок выполнения работы

Для определения зернового состава песка и модуля крупности, один килограмм песка, предварительно высушенный, просеивают сквозь стандартный набор сит (сита с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм, ниже сита с сетками, имеющими квадратные отверстия размером 1,25, 0,63, 0,315, и 0,14 мм).

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные остатки на каждом сите с точностью до 0,1 %:

а_i = m_i × 100/m, (20.1)

где а_i – частный остаток на сите, %;

m_i – масса остатка на сите, г;

m – масса всего песка, равная 1000 г.

Затем с точностью до 0,1 % определяют полный остаток как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите:

A_i = a_2,5 +…+ а_i, (20.2)

где а_i – частный остаток на сите, %;

a_2,5 +…+ а_i – частные остатки на ситах с большим размером отверстий, начиная с сита, имеющего диаметр отверстий 2,5 мм, %.

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график (рис. 27). По оси абсцисс в определенном масштабе откладывают размеры отверстий на ситах с сеткой № 0,14, 0,315, 0,63, 1,25, 2,5 и 5,0, а по оси ординат – значения полных остатков на соответствующих ситах, %. Полученные точки соединяют ломаной линией. Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то такой песок признают годным для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной части, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. Кроме того, в песке для бетонов и растворов не допускается наличие зерен размером более 10 мм; зерен размером от 5 до 10 мм не должно быть более 5 % по массе; количество мелких частиц, прошедших через сито № 0,14, не должно превышать 10 %.

Зерновой состав песка характеризуется также модулем крупности, который вычисляют с точностью до 0,1:

М_к = (A_2,5 +A_1,25 +A_0,63 + А_0,315 + А_0,14) /100, (20.3)

где A_2,5, A_1,25, A_0,63, А_0,315 и А_0,14 – полные остатки на ситах, %.

Рис. 27. График зернового состава песка.

Пески для строительных работ (ГОСТ 8736-93) в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы: крупные, средние, мелкие и очень мелкие. Для каждой группы песков значения М_к и полный остаток на сите с сеткой № 0,63 должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 6.

Таблица 6

Классификация песков по зерновому составу

Группа песка	Мк	Полный остаток на сите № 0,63, % по массе
Крупный	Свыше 2,5	Свыше 45
Средний	2,0–2,5	30–45
Мелкий	1,5–2,0	10–30
Очень мелкий	1,0–1,5	До 10

Обработка результатов измерений

Навеска песка после просеивания через сито 5 мм – 1 кг

Остатки на ситах	Размеры отверстий, мм	Прошло через сито 0,14
2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
частные, г mi
частные, % аi
полные, % Ai

Модуль крупности (М_к) __________

М_к = (A_2,5 +A_1,25 +A_0,63 + А_0,315 + А_0,14)/100,

где A_2,5, A_1,25, A_0,63, А_0,315 и А_0,14 – полные остатки на соответствующих ситах, %.

Выводы: _____________

___________________________

___________________________

Контрольные вопросы

1. Что называют зерновым составом материала?
2. Как вычисляются полные остатки на каждом сите?
3. Как определяют модуль крупности?
4. Как наносят на график результаты просеивания?

Раздел VII

Испытание щебня и гравия

Для приготовления тяжелого бетона в качестве крупного заполнителя применяют щебень и гравий.

Щебень – рыхлый материал, получаемый путем дробления крупных кусков различных твердых горных пород. Смеси зерен щебня различных размеров подвергают рассеву на отдельные фракции. Отсеянные частицы размером менее 3 мм используют в качестве песка. Зерна щебня имеют остроугольную форму, поверхность их шероховатая, поэтому он хорошо сцепляется с цементно-песчаным раствором.

Гравий – рыхлый материал, образовавшийся в результате разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным (овражным), речным и морским. Горный гравий имеет шероховатые поверхности и содержит обычно примеси песка, глины и органических веществ. Речной и морской гравий чище горного, но зерна его имеют гладкую поверхность, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором.