Определение зернового состава и модуля крупности, содержания глины в комках, содержания пылевидных и глинистых частиц, истинной плотности, насыпной плотности, влажности

Определение основных технических характеристик песка

Песок является одним из самых востребованных полезных ископаемых, его залежи располагаются практически повсеместно, добыча не представляет большой сложности. Основной потребитель этого материала – строительная отрасль. Песок широко используется для устройства насыпей, выравнивающих и дренирующих слоев автомобильных дорог, в качестве минерального заполнителя бетонной и асфальтобетонной смеси, кладочных, штукатурных растворов, он незаменим и при благоустройстве территорий.

Кроме этого, материал востребован и в ряде промышленных технологий – в металлургии, при производстве стекла, при абразивной обработке поверхностей, для очистки (фильтрации) воды. Во всех вариантах использования песка, выбор материала ведется с учетом технических характеристик, определяемых происхождением, условиями природного залегания, способом добычи и предпродажной подготовки, рядом других факторов.

Параметры качества песка, с учетом его использования в определенных целях, определяют соответствующие государственные стандарты, например – ГОСТ 8736-2014 (строительство), ГОСТ 32824-2014 (автомобильные дороги), ГОСТ 22551-2019 (стекольная промышленность) и другие. В любом случае, к основным техническим характеристикам данного материала относятся зерновой состав и модуль крупности, содержание глины в комках, содержание пылевидных и глинистых частиц, истинная и насыпная плотность, влажность.

Эти параметры исследуются и при добыче песка, и в ходе предпродажной подготовки, и при контроле качества готовой продукции у потребителя. При этом, в соответствии с действующим законодательством юридическую силу имеют только результаты испытаний, проводимых специализированными организациями, имеющими соответствующую лицензию и государственную аккредитацию. В Москве и Московской области услуги по определению технических характеристик песка оказывает строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Испытания проводятся на основании официально заключенного договора, оперативно, недорого, с гарантией объективности полученных результатов.

Методы и последовательность проведений мероприятий

Окончательное решение о возможности применения песка для строительных работ или каких-либо иных целей принимается с учетом результатов, полученных при лабораторных исследованиях предварительно подготовленных образцов материала. Все мероприятия ведутся в стационарных условиях с безусловным соблюдением требований ГОСТ 8735-88 к условиям испытаний и оформлению результатов. Большое значение в точности анализов имеет последовательность и правила отбора образцов.

Аналитическая проба формируется из лабораторной, которая, в свою очередь, готовится из объединенной, включающей в себя материал, взятый в разное время из нескольких точек на разных стадиях производства или использования песка. Масса точечной пробы принимается не менее 1,5 кг, объединенной –10,0 кг, лабораторной – 5,0 кг. Подготовленный материал тщательно упаковывают для исключения контакта с внешней средой и маркируют с указанием места, даты отбора и других данных, идентифицирующих образец. Разновидности испытаний

Определение зернового состава и модуля крупности

Зерновой (гранулометрический) состав песка – это масса зерен определенного размера, определяемая путем их последовательного взвешивания после рассева на стандартном наборе лабораторных сит с круглыми отверстиями диаметрами 10, 5 и 2,5 мм и квадратными ячейками со стороной 1,25; 063; 0315; 016; 005 мм (ГОСТ 6613). Помимо сит, для проведения испытаний необходим сушильный шкаф и поверенные лабораторные весы. Последовательность проведения мероприятий:

• подготовка аналитической пробы массой не менее 2 кг;
• высушивание ее до постоянной массы;
• охлаждение до комнатной температуры;
• просеивание на ситах с выделением зерен с поперечником менее 5 мм;
• формирование из полученного объема песка пробы весом не менее 1 кг;
• просеивание песка на ситах с отверстиями 2,5 мм и с ячейками 1,25; 063; 0315 и 16 мм при механическом или ручном встряхивании до прекращения видимого выпадения зерен;
• взвешивание остатка песка на каждом сите.

В случае определения гранулометрического состава песка мокрым способом, производится предварительное замачивание и промывка пробы на верхнем сите с удалением примесей глины. Остатки песка высушиваются до постоянной массы, охлаждаются, взвешиваются. Оформление результата заключается в вычислении частного (а) и полного (А) остатка песка на каждом сите в процентах от массы исследуемой навески – они показывают количественное содержание зерен определенного размера в материале. При этом, полный остаток на каждом сите является суммой частных на нем и вышерасположенных, начиная с 2,5 мм. Эти данные ложатся в основу вычисления модуля крупности (Мк) – показателя преобладающего размера зерен в песчаной массе. Формула его определения:

Результат вычисления гранулометрического состава песка оформляют в табличной или графической форме.

Определение содержания глины в комках

Содержание глины в песчаной массе снижает качество материала и строго нормируется государственным стандартом. Проведение испытаний включает в себя следующие операции:

• подготовка пробы весом не менее 100 г с высушиванием до постоянной массы;
• рассев песка на ситах с отверстиями диаметром 2,5 мм и с сеткой 1,25 мм;
• подготовка навесок в 5 г и 1 г с каждого из двух сит;
• распределение материала тонким слоем на стекле;
• выделение и удаление комков глины стальной иглой (допускается использование лупы);
• высушивание, взвешивание оставшегося песка.

Обработка результатов заключается в сравнивании массы песка до и после выделения комков глины с вычислением ее процентного содержания.

Содержание пылевидных и глинистых частиц

Данный параметр свидетельствует о чистоте песка, возможности применения материала для использования в качестве минерального наполнителя строительных растворов, бетона. Принцип его определения заключается в промывке (отмучивании) высушенной навески песка массой 1 кг с размером зерен менее 5 мм до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Далее песок высушивают до постоянной массы, определяют разницу в весе.

Полученный результат позволяет определить процентное содержание пылевидных и глинистых частиц в исследуемом материале. Это метод отмучивания, Кроме этого, содержание пылевидных и глинистых частиц можно определить пипеточным методом. Он предполагает выпаривание отобранной пипеткой пробы суспензии, полученной при промывке песка, и взвешивания остатка. Существуют и другие, менее распространенные на практике способы определения содержания в песке пылевидных и глинистых частиц – это метод мокрого просеивания, фотоэлектрический метод.

Определение истинной плотности песка

Масса единицы объема песка в абсолютно плотном состоянии – одна из его важнейших технических характеристик. Это истинная плотность, ее величина характеризует возможность применения материала для тех или иных целей. Определение истинной плотности песка осуществляется пикнометрическим методом и ускоренным, с использованием прибора Ле-Шателье. Пикнометрический метод предполагает измерение массы единицы объема высушенных зерен песка после формирования и специальной подготовки проб с использованием комплекса поверенного лабораторного оборудования и реактивов.

Это пикнометр, эксикатор, весы, сушильный шкаф, водяная баня, дистиллированная вода, серная кислота, хлорид кальция. Искомый результат определяется по формуле, учитывающей массу пустого пикнометра (m), прибора с песком (m1), с дистиллированной водой (m2), а также с песком и водой после удаления пузырьков воздуха (m3).

Плотность воды в данной формуле принимается равной 1 г/см3.

При ускоренном методе, для определения истинной плотности песка вместо пикнометра используется прибор Ле-Шателье. Особенность методики состоит в наблюдении за процессом вытеснения воды при засыпке предварительно подготовленной навески песка в колбу прибора. Испытания проводятся дважды, расхождение между результатами не должно быть больше 0,02 г/см. Формула для вычисления истинной плотности песка:

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

Определение насыпной плотности песка

Сущность метода определения данного параметра состоит во взвешивании песка в неуплотненном состоянии после его засыпки в стандартные мерные цилиндрические сосуды с объемом 1 куб.дм и известным весом. Насыпная плотность материала вычисляется по формуле:

p = (m – m1)/V

где p – насыпная плотность (кг/м3); m и m1 – массы заполненного мерного сосуда и пустого (кг); V– объем сосуда (м3).

Испытания проводятся дважды на разных навесках, за реальный показатель насыпной плотности принимается среднеарифметическое значение. Сравнение полученного результата с величиной истинной плотности позволяет судить о пустотности песка – объеме пространств между зернами в стандартном неуплотненном состоянии.

Определение влажности песка

Зернистое строение и сыпучесть определяют способность песка впитывать влагу, это оценивается степенью влажности. При использовании материала в строительстве эта величина нормируется и проверяется лабораторными исследованиями сравнением массы навески из пробы в состоянии естественной влажности с ее массой после высушивания. Результат определяется по формуле:

W= [(m – m1)/m1]х100

где W – влажность (%), m и m1 – масса навески в состоянии естественной влажности и в сухом виде (г).

Оформление результатов испытаний

После завершения лабораторных испытаний, заказчик получает от исполнителя заключение (акт, протокол) с подробной информацией о видах, методах проведенных исследований, о полученных результатах с приложением аналитических данных, таблиц, графиков. Данный документ не только свидетельствует о качестве определенной партии песка в процессе его использования, но может служить приложением при добровольной сертификации материала или к договорам поставки.

Для заказа услуг по определению технических характеристик песка достаточно разместить онлайн-заявку на страницах этого сайта. После ее получения, специалисты строительной лаборатории «ТехЛабКонтроль» по системе обратной связи свяжутся с заказчиком для согласования условий заключения договора и других деталей сотрудничества. Предварительную информацию по данному вопросу можно получить по телефону или e-mail, указанным в разделе «Контакты».