Плотность песка речного в кг/м3, чистота мытого, способность к фильтрации, удельная и насыпная плотность – как эти показатели влияют на применение сырья

Речной мытый песок – минеральная осадочная порода, состоящая преимущественно из кварца и добываемая из русел рек. Причем не только полноводных, но и пересохших (не путать с карьерной добычей). По сравнению с прочими видами естественного происхождения отличается почти полным отсутствием легких примесей и однородностью. Помимо чистоты также обладает другими особенностями, например – округлой геометрической формой. Однако экономическая целесообразность применения в частном строительстве нередко оспаривается. Поэтому, выбирая материал, желательно узнать больше о его свойствах.

Характеристики речного песка ГОСТ 8736 93

Наибольшее применение материал нашел в сфере строительства. Поэтому соответствие его характеристик нормативным актам так важно. Актуальный для руководства документ, ГОСТ 8736-2014, обобщает информацию, содержащуюся в предыдущих редакциях. Здесь описаны классифицирующие признаки, даны ссылки на другие ГОСТы, указаны допустимые значения количества примесей и прочих параметров. О правилах подбора состава бетона по ГОСТу 27006-2012 узнайте по этой ссылке.

Продукт, поднятый со дна реки, существенно отличается от озерного или морского. Если качество последнего считается лучшим, то состав озерного включает, как правило, немалое количество органики, ила, глины и пр.

Химический состав

Чистым веществом песок бывает, только если он – кварцевый, но и тогда примеси составят не меньше 0.1% от общей массы. Речная же разновидность даже после очистки содержит инородные включения, в том числе – вредные. Тем не менее, основой состава остается диоксид кремния (SiO2).

ГОСТ регламентирует допустимое содержание вредных химических веществ (по объему и массе):

При этом учитывается активность радионуклидов, значение которой, допустимое для гражданского строительства без ограничений, составляет до 370 Бк/кг. Максимальный показатель, при котором песок применяется только для строительства дорог вне населенных пунктов – до 1500 Бк/кг. Материал с промежуточным значением радиоактивности (370 – 750 Бк/кг) используют в промышленном строительстве с некоторыми ограничениями.

Радиоактивны, как правило, «черные» пески.

Классификация по размеру фракции – модуль крупности

Размер фракций, а также их соотношение в общей массе – значимые показатели. Ведь от них во многом зависят особенности применения материала. Поэтому именно по ним выстраивается деление песка, в том числе речного, на категории:

1. Мытый песок – прошедший минимальную очистку сыпучий минерал, зерна которого имеют размер, как правило, от 0.5 до 5 мм (2 сорт). Распространенная в природе и на рынке разновидность.
2. Обогащенный крупнозернистый – с улучшенным составом, очищенный от пылевидных, засоряющих и глинистых включений (1 сорт).
3. Фракционированный – разделенный на четкие фракции (1 сорт).

Фракционированный песок (ФП) сравним по своим параметрам с кварцевым. То есть, глинистые и засоряющие примеси здесь исключены. Поэтому его применяют для изготовления ответственных элементов железобетонных конструкций, а также в декоративных целях. При этом, кроме установленных ГОСТом размеров зерна, другой классификации этого подвида не проводится. Выделяют фракции ФП:

• 2.5 – 5;
• 1.25 – 2.5;
• 0.63 – 1.25;
• 0.315 – 0.63;
• 0.16 – 0.315 мм.

Смешение сортов производят по согласованию с потребителем. Например, мелкозернистый смешивают с крупнозернистым для повышения удельной плотности. Изготовление ФП с фракциями, не указанными в стандарте, также возможно после обсуждения с заказчиком. Посторонние включения зерен незапланированного размера не должны превышать 5% в обе стороны.

Классификация песка по ГОСТу (любого класса и категории) проводится по группам, которым соответствует модуль крупности:

Помимо размеров фракции, существенное значение имеют прочие параметры материала. Например, коэффициент уплотнения и фильтрации, а также плотность и вес. Знание этих величин особенно важно для потребителя при покупке, хранении, укладке песка.

Универсальным считается песок средней фракции.

Коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения строительного и речного песка – это показатель, описывающий отношение толщины укладываемых слоев к нормативам. Говоря проще, он показывает, во сколько раз уплотнится имеющаяся масса при транспортировке или трамбовке. Рекомендуемая величина указана в регламенте техпроцесса, если речь, например, о производстве ЖБИ.

В отличии от коэффициента уплотнения щебня, рассчитывают данный показатель, как правило, отталкиваясь от общепринятого значения, равного 1.15. Применяют, в основном, при проектных расчетах, а также для проверки добросовестности поставщика. Для этого измеряют привезенный объем и умножают на коэффициент. Если все правильно, результатом должен стать купленный объем.

Самый большой коэффициент уплотнения у песка, полученного в результате дробления горных пород. Ведь острые края песчинок достаточно хрупкие и ломаются при перевозке, трамбовке.

Коэффициент фильтрации

Коэффициент фильтрации говорит о скорости прохождения (просачивания) воды сквозь толщу минерала. Находится в прямой зависимости от чистоты песочной массы и размера фракции. Измеряется, как правило, в метрах и сутках (м/сут) при гидравлическом уклоне, приравненном к 1.

Этот показатель влияет на сферу применения материала, поэтому его величина довольно важна. Однако вычислить ее самостоятельно непросто, ведь без специального прибора (типа «КФ-00М») точность измерений сомнительна. Для речного песка, как самого чистого, характерны высокие показатели фильтрации – 5 – 8 м/сут. Этим обусловлено его применение в качестве дренирующей отсыпки, а также фильтрующей засыпки аэрационных колодцев, фильтров-отстойников и пр.

Способность к фильтрации в основном зависит от присутствия глинистых включений. Их наличие определяют «тактильно» – плотно сжав сухой состав рукой. Качественный речной песок ни в коем случае не примет форму руки, а сразу же рассыплется.

Плотность (насыпная) и вес

Плотность вещества – это отношение массы (например – песчинок) к занимаемому объему. Применимо к сыпучим материалам, данную величину определяют только в лаборатории. Ведь в «полевых» условиях невозможно рассчитать величину межфракционных зазоров и количество посторонних примесей. Результат – истинная (удельная) плотность минерала, не учитывающая эти значимые факторы. Она зависит только от минералогического состава песчинок. Для речного песка значение, соответствующее ГОСТу, составляет 2.4 – 2.5 г/см3.

В реальных же условиях высчитывается «насыпная» плотность, существенно отличающаяся от удельных значений. Ее определить несложно, взяв весы и емкость определенного объема. Насыпная плотность мытого сухого песка речного происхождения находится в пределах 1.5 – 1.7 г/см3. При увеличении влажности этот параметр сначала снижается, а затем существенно повышается за счет замены воздушной прослойк водой. О плотности цемента М400 расскажет этот материал.

Объемный, удельный вес – параметры, аналогичные насыпной и удельной плотности продукта, но не рассматриваемые актуальным ГОСТом.

Таблица насыпной плотности (объемного веса) песчаной массы разного вида:

Разброс величин связан с тем, что даже в одной емкости влажность и уплотненность песка неравномерна. Технологически обоснованную плотность получают, смешивая разные сорта.

Разновидности

В области строительства карьерный песок подразделяют по размеру песчинок и способу обработки. С учетом размера зерен, рассматриваемый материал принимает следующие виды:

• мелкими
• средними
• крупными песчинками

Для материала с мелкими зернами их размер не может быть больше 2 мм. Для среднезернистого песка характерны габариты 2-2,8 мм. Гранулы крупного изделия могут достигать 5 мм. Кроме этого материал классифицируют по методу обработки на сеяный и намывной.

Для получения сеянного карьерного песка задействуют метод просеивания с использованием системы специальных сит. В результате из него удаляют камни и прочие крупные включении. Намывной получают методом намывания. В этом случае используют гидромеханическое оборудование. В результате такой обработки из состава карьерного песка удаляются глинистые и почвенные примеси, которые улучшают химический состав.

По зерновому составу подразделяют на следующие виды:

• кварцевый;
• слюдянисто-кварцевый;
• полевошпатный;
• известняковый;
• доломитовый.

В области строительства широким спросом пользуется карьерный, который возник в ходе разрушения горного кварца.

Добыча

Добыча песка из русел пересохших рек производится таким же образом, как из карьеров. То есть – экскаваторами, грейдерами, карьерными самосвалами. Разница заключается в ненужности многоэтапных очистных и обогатительных мероприятий. Хотя такой продукт, как правило, хуже качеством, чем поднятый со дна реки. Про виды и характеристики строительных блоков читайте в этой статье.

Самый дорогой способ доставки – автотранспорт, однако он же наиболее оперативен. Заказ одной большой машины дешевле, чем двух маленьких.

Полноводная река не только очищает минерал от ила, глины, органики, прочих легких примесей. Движущаяся вода его еще и сортирует естественным путем, качественно отделяя фракции. Финишная очистка производится в процессе добычи, состоящей из следующих этапов:

1. Собственно, подъем со дна осуществляют с помощью «земснаряда» – технического судна. Оно может быть оборудовано «черпалкой» (для слежавшегося песка) и (или) мощным насосом (илососом) со шлангом большого диаметра.
2. Выгружают полужидкую смесь на грузовую приемную баржу, оснащенную устройствами для сброса воды, или сразу на берег (береговые сооружения).
3. Здесь песчаная масса промывается столько раз, сколько требует техпроцесс, основанный на характеристиках месторождения. Как правило, продукт со дна реки не требует слишком сложных в техническом плане процедур по очистке и обогащению.
4. Затем его сушат, создавая специальные условия или просто складируя на открытом воздухе.
5. Потом из одной или нескольких добытых партий, в зависимости от регламента, берут пробы для лабораторного анализа и испытаний.
6. Только теперь речной транспортируют на место хранения, дальнейшую переработку (обработку) или заказчику.

Транспортируют продукт баржами, железнодорожными вагонами-самосвалами или автомобильной техникой. В первом случае этап выгрузки на берег зачастую пропускают, что снижает цену материала. Однако перевозка водным транспортом не способствует уплотнению, что означает заведомо завышенный объем.

Где применяется вещество

Сферы применения речного песка связаны с его преимуществами – чистотой и высокой фильтрующей способностью. Округлая форма песчинок не считается достоинством материала, ведь она негативно влияет на его адгезионные свойства. Поэтому такой продукт быстро осаживается, а растворы, наполненные им, необходимо перманентно перемешивать. Тем не менее, его применяют везде, где нужен качественный наполнитель:

1. В быту – как декор интерьера или фасада, содержимое песочниц и пр.
2. В промышленности – в качестве компонента стеклянных, керамических и прочих материалов, изделий.
3. В сельском хозяйстве – для подъема уровня или замены части грунта, устройства дренажа, отсыпки дорожек и т.д.
4. В строительстве – как наполнитель растворов, ЖБИ, обратных засыпок котлованов, а также опорных, выравнивающих и дренажных отсыпок. В строительстве также применяется глиняный раствор для кладки печей.

Дополнительно просеяв, подкрасив речной песок, создают полноценные предметы искусства.

Применение в строительстве для кладки кирпича

Несмотря на округлость зерна и высокую цену, речной рекомендуют для применения во всех областях строительства. Ведь чистота и однородность состава полезны, как бы он ни использовался. Например – для наполнения:

1. Кладочных растворов (для кирпича, газоблока), отличающихся отсутствием примесей, которые оставляют несмываемые следы на поверхности облицовки.
2. Растворов для стяжки и штукатурок, удобных, прочных, надежных. Ведь потому, что количество посторонних включений сведено к минимуму, речной практически полностью инертен. Поэтому его взаимодействие с цементом, а также пластифицирующими, гидрофобизирующими и другими добавками предсказуемо.

Мелкозернистый песок хорошо подходит для добавки в отделочные материалы, а крупнозернистый – в бетоны, ЖБИ. Показатель фильтрации продукта обуславливает использование для отсыпки дорог, фундаментных подушек, дренажных полей, колодцев. После проведения максимальной очистки и сортировки песок добавляют в декоративные штукатурки и краски. Например – «Короед». О применении негашеной извести в строительстве узнайте здесь.

Факторы, влияющие на формирование плотности

От одной из физических характеристик песка, его степени плотности, зависит какой объем будет занимать одно и то же количество по весу. Плотность песка, кг/м3, зависит от следующих критериев:

• , то есть — величины зерна: мелкозернистые фракции песка плотнее, более крупные имеют меньшую величину.
• и пористость материала: этот критерий показывает объем пустот в сыпучем веществе. Сокращение рыхлости происходит благодаря некоторым факторам, таким как: динамические воздействия и вибрации, насыщение влагой, прессование и т.д.

Плотность песка, кг/м3 указана в таблице:

• Показатели влажности — насыпная плотность песка (кг на м3) формируется исходя из условий влажности: при её росте до 10% объём увеличивается пропорционально уменьшению плотности; при влагонасыщении до 20% — происходит вытеснение воздуха водой и рост веса одного кубометра. Плотность песка речного, кг м3, судя по данным таблице, выше аналогичных материалов.
• Содержание примесей: наличие частичек пыли, глины, слюды, щебня, гипса, каменной крошки и т.д. обязательно повлияет на характеристики и свойства сыпучего материала. Намывной (очищенный водой) песок, становится намного чище и чуть дороже.

Можно ли получить кварц из речного песка

Назначение кварцевого связано с высокими эксплуатационными, декоративными качествами. Им, например, наполняют песочные часы, а также используют, как абразив, декор, компонент стекла или фарфора. Его небольшие объемы – как в природе, так и на рынке – способствуют высокой цене. Поэтому попытки получения из обычной песчаной массы не прекращаются.

Получают материал следующим образом:

• неоднократно просеивают чистый продукт со дна реки через разные сита, добиваясь однородности зерна, полного отсутствия глины;
• промывают слабым раствором соляной кислоты, удаляя окись железа, завершая механическую очистку;
• неоднократно промывают водой (например – машиной Гресли и Руга);
• тщательно просушивают на солнце или печи.

Продукт, полученный этим способом, хуже, грязнее настоящего кварцевого песка, но близок к нему.

Степень плотности и способности аккумулировать влагу

В основе уделенной массы лежит метод его укладки. Выделяют несколько этапов обжимания:

• классическое залегание;
• уплотнился рабочими и специально был утрамбованный;
• насыпной.

Удельный вес песка 1м3 будет значительно больше, если материал был влажным.

Процент влаги оказывает влияние на показатели объемов, но они не такие значительные. Материал, что хранился при минусовой температуре и при повышенном содержании влаги будет больше по весу на 15%.

Как прокалить

Характерные черты прокаленного – химическая инертность, «нулевая» влажность. Из этих свойств вытекает сфера применения – строительство, абразивная (пескоструйная) обработка металлов, других материалов. Каленый песок идеален для работы зимой (для укладки той же тротуарной плитки), ведь там нечему замерзать.

Прокаливают его в электрических или других печах при различных температурах. Например, 150 – 200°C достаточно для обезвоживания, чего можно добиться дома – на плите, в духовке. Однако освобождение минерала от карбонатных пород (извести, магнезита) возможно при повышении температуры до 700 – 800°C. В этом случае примеси «обжигаются», становясь инертными к химическим воздействиям. Проверяют чистоту продукта, полив его уксусом, послушав «шипение» карбонатов. Про плотность мрамора и формулу прочности мраморной крошки читайте тут.

Окрашивание речного песка

Подкрашивают сухой очищенный продукт, как правило, в декоративных целях. Например, для создания аппликаций, тротуарных дорожек, цветных емкостей и пр.

Применяют несколько материалов и две методики:

1. Темперные сухие водорастворимые краски или измельченные цветные мелки смешивают с речным песком в точных пропорциях. При этом используют герметичную емкость, затем просеивают.
2. Спиртовые (или другие) чернила, жидкий пищевой краситель требуют тщательного длительного перемешивания, просушки.

Добиться отсутствия маркости можно, только применяя жидкие красящие пигменты.