Определение удельной поверхности песка

Общие сведения. Поверхность заполнителя оказывает воздействие на прилегающие слои цементного теста. Они теряют подвижность за счет адсорбционных, молекулярных и капиллярных сил подобно адсорбции воды поверхностью твердого тела. Толщина зоны воздействия составляет 10-15 мкм и зависит от содержания заполнителя и его удельной поверхности.

По ГОСТ 8736 оценка качества песка производится по значениям модуля крупности и полных остатков на сите № 063. Подобная оценка песка не всегда обеспечивает получение оптимальных смесей различных фракций песка.

       Одним из основных требований к песку является получение из него растворной смеси с наименьшим расходом цемента (цементного теста с заданным цементно-водным отношением).

Удельная поверхность песка также может быть определена экспериментальным путем с помощью прибора ПСХ-2 или Т-3.

В качестве показателя качества песка принимается расход цементного теста, необходимый для заполнения пустот в 1 кг песка и для поверхности его зерен. Этот показатель назван модулем эффективности -М_эфф.

Аппаратура и материалы. Весы по ГОСТ 24104, набор сит по ГОСТ 6613 №№ 1,25; 0,63; 0,315 және 0,14 и сита с круглыми отверстиями диаметрами 10; 5 и 2,5мм, шкаф сушильный, мерный цилиндр, секундомер.

Подготовка к испытанию. Аналитическую пробу песка массой не менее 2000 г высушивают до постоянной массы.

Проведение испытания. Зерновой состав определяют путем рассева песка на стандартном наборе сит. Высушенную до постоянной массы пробу песка просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметрами 10 и 5 мм.

Остатки на ситах взвешивают и вычисляют содержание в песке фракций гравия с размером зерен от 5 до 10 мм (Гр ₅) и св. 10 мм (Гр ₁₀)в процентах по массе по формулам:

                                                                                     (1.1)

 

                                                                                   (1.2)

 

где m₁₀ - остаток на сите с круглыми отверстиями диаметром 10 мм, г;

m₅ - остаток на сите с круглыми отверстиями диаметром 5 мм, г;

m - масса пробы, г.

Из части пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску массой не менее 1000 г для определения зернового состава песка.

Допускается при геологической разведке навеску рассеивать после предварительной промывки с определением содержания пылевидных и глинистых частиц. Содержание пылевидных и глинистых частиц включают при расчете результатов рассева в массу частиц, проходящих через сито с сеткой № 016, и в общую массу навески. При массовых испытаниях допускается после промывки с определением содержания пылевидных и глинистых частиц и высушивания навески до постоянной массы просеивать навеску песка (без фракции гравия) массой 500 г.

Подготовленную навеску песка просеивают через набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сетками № 1,25; 063; 0315 и 016.

Просеивание производят механическим или ручным способами. Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходило не более 0,1 % общей массы просеиваемой навески. При механическом просеивании его продолжительность для применяемого прибора устанавливают опытным путем.

При ручном просеивании допускается определять окончание просеивания, интенсивно встряхивая каждое сито над листом бумаги. Просеивание считают законченным, если при этом практически не наблюдается падения зерен песка.

При определении зернового состава мокрым способом навеску материала помещают в сосуд и разливают водой. Через 24 ч содержимое сосуда тщательно перемешивают до полного размокания глинистой пленки на зерна или комков глины, сливают (порционно) на верхнее сито стандартного набора и просеивают, промывая материал на ситах до тех пор, пока промывочная вода не станет прозрачной. Частные остатки на каждом сите высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры, затем определяют их массу взвешиванием.

Обработка результатов.

По результатам просеивания вычисляют: частный остаток на каждом сите (а _i) в процентах по формуле

                                            , %.                                   (1.3)

где т_i - масса остатка на данном сите, г;

т - масса просеиваемой навески, г;

Полный остаток на каждом сите (А _i) в процентах по формуле

                          , %.                                        (1.4)

где a _2,5, a _1,25,... a_i - частные остатки на соответствующих ситах;

Модуль крупности песка (М _к) без зерен размером крупнее 5 мм по формуле

                   .                             (1.5)

где А _2,5, А _1,25, А ₀₆₃, А ₀₃₁₅, А ₀₁₆ - полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315, 016, %.

Результат определения зернового состава песка оформляют в соответствии с таблицы 1.1 или изображают графически в виде кривой просеивания в соответствии с рисунком 1.1.

 

 

Рисунок 1.1.Кривая просеивания

 

Таблица1.1

Зерновой состав песка

 

Наименование остатка	Остатки, % по массе, на ситах					Проход через сито с сеткой № 016(014), % по массе
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16 (0,14)
Частный	а 2,5	а 1,25	а 063	а 0315	а 016(014)	а 016(014)
Полный	А 2,5	А 1,25	А 063	А 0315	А 016(014)

Таблица 1.2

Характеристика песков

 

Песок	Остатки в % на ситах с размером отверстий в мм						Проход через сито 0,16 мм	Объемный вес в уплотненном состоянии в т/м^3	Удельный вес песка в т/м^3
	5,0	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
№ 1
№ 2

 

По результатам просеивания песка вычисляют его удельную поверхность S, м²/кг, по формуле А. С. Ладинского:

 

                                       (1.6)

 

где к – коэффициент, обозначающий соотношение истинной поверхности к условной поверхности песка с шаровидными зер­нами. Значения к принимают: для горного песка - 2,0; для реч­ных и морских песков средней крупности - 1,65; для мелких речных и морских песков - 1,3;

  а, б, в, г, д, е - частные остатки на ситах с размерами ячеек от 5 до 0,16 мм, %;

  ж - проход через, сито с размером ячейки 0,16 мм, %.

Показателем качества песка может являться также модуль эффективности-количество цементного теста, дм³, необходи­мое для заполнения объема пустот песка. Доля пустотности в песке подсчитывается по формуле:

                                                                        (1.7)

 

где -истинная плотность песка, т/м³;

- средняя плотность песка в уплотненном состоянии, т/м³.