Определение истинной плотности песка

Песок – один из самых распространенных и часто применяемых строительных материалов. Он используется, как в чистом виде, так и в составе цементных и известковых растворов, бетона, асфальта. Одним из важнейших показателей качества, определяющим возможность использования песка для тех или иных целей, является истинная плотность – масса единицы объема в абсолютно плотном состоянии. Этот параметр характеризует состояние материала в первоначальном виде, до естественного или искусственного разрушения образующих его горных пород. Истинная плотность песка определяется лабораторными испытаниями проб, отобранных при геологической разведке, в соответствии с требованиями ГОСТ 8735-88, ГОСТ 8736-2014, ГОСТ 32722-2014. Эту работу выполняют независимые специализированные предприятия, имеющие соответствующие допуски от Федеральной службы Росаккредитации. В Москве и Московской области определение истинной плотности песка производит строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль».

Методы испытаний

Определение истинной плотности производится по пикнометрическому методу и ускоренной методике по ГОСТ 8735-88 – для песка, используемого в качестве заполнителя растворов, бетонов, и ГОСТ 32722-2014 – для материала, предназначенного для применения в дорожном строительстве. Для проведения испытаний по пикнометрическому методу используется комплекс специального поверенного лабораторного оборудования и химических реактивов. Ускоренный метод применяется для оперативного определения параметров истинной плотности песка путем измерения массы единицы объема высушенных зерен с использованием прибора Ле-Шателье.

Определение истинной плотности песка пикнометрическим и ускоренным методами

Процесс испытаний материала по методике ГОСТ 8735-88 начинается с отбора и формирования проб (навесок), их высушивания до постоянной массы и охлаждения до комнатной температуры. Процедура исследований проводится поэтапно и включает в себя следующие действия:

• деление навески на две части, пересыпка песка в предварительно взвешенные пикнометры;
• добавление дистиллированной воды примерно на 2/3 объема прибора;
• удаление пузырьков воздуха кипячением или вакуумированием;
• охлаждение до комнатной температуры, добавление воды до метки, взвешивание;
• освобождение приборов от песка, заполнение водой до метки, взвешивание.

Полученные в результате испытаний результаты ложатся в основу определения истинной плотности песка по формуле:

p = (m-m₁)p_B/(m-m₁) + (m₂-m₃),

где m, m₁, m₂, m₃ – значения масс, полученные при взвешивании пикнометра с песком, с дистиллированной водой, с песком и водой после удаления пузырьков воздуха. В формуле учитывается плотность воды, равная 1 г/см³.

При определении истинной плотности песка ускоренным методом, вместе со стандартным набором лабораторного оборудования, используется прибор Ле-Шателье. Для испытания готовятся две навески по 75 граммов из высушенного и охлажденного до комнатной температуры песка. Процедура состоит в следующем:

• прибор заполняется водой до нижней, нулевой отметки;
• равномерно добавляется песок до момента, когда вода достигнет деления 20 мл (см3) или другой градуированной метки в верхней части сосуда;
• удаляется воздух вращением прибора вокруг своей оси;
• взвешивается часть песка, не вошедшая в прибор.

При ускоренном методе определения истинной плотности песка расчет результата ведется по формуле:

p = (m-m₁)/V,

где m и m₁ – массы навески и остатка песка, V – объем воды, вытесненный песком, мл (см³).

Определение истинной плотности материала по методике ГОСТ 32722-2014 предусматривает испытание природного и дробленого песка, предназначенного для строительства, ремонта, реконструкции и содержания автомобильных дорог общего пользования. Стандарт предусматривает использование пикнометрических методов «А», «Б» и ускоренного метода с использованием прибора Ле-Шателье. Сущность метода «А» заключается в определении массы единичного объема песчаных зерен в плотном сухом состоянии до и после кипячения. Способ «Б» предусматривает получение результата взвешиванием до и после вакуумирования. Методика ускоренного определения истинной плотности песка аналогична методике, предусмотренной ГОСТ 8735-88.

Расхождение результатов анализов при двух параллельных испытаниях не должно превышать 0,02 г/см³. В случае получения иных значений, испытания повторяется.

Обеспечение точности результатов

Знание истинной плотности песка необходимо для определения пригодности материала при использовании в конкретных строительных целях. Именно поэтому все исследования выполняются в условиях аттестованных лабораторий высококвалифицированными специалистами с соблюдением требований действующих государственных стандартов. Используемое при этом оборудование должно быть своевременно поверено и полностью соответствовать требованиям закона об обеспечении единства измерений.

Оформление результатов испытаний

Результаты лабораторного определения истинной плотности песка оформляются протоколом, содержащим следующую информацию:

• номер документа;
• дату проведения исследований;
• наименование организации-исполнителя;
• ссылку на стандарты, определяющие методику испытаний;
• акты отбора проб;
• описание условий лабораторных исследований;
• результаты испытаний;
• ФИО и подписи лиц, проводивших анализ песка и ответственных за исполнение работы.

Данный документ, вместе с результатами лабораторных исследований других параметров песка, служит основанием для его сертификации, а для производителей бетона, раствора, сухих смесей и в дорожном строительстве может сыграть решающую роль при выборе поставщика материала.