Определение истинной плотности, насыпной плотности, пустотности песка

Цель работы: Определение истинной плотности, насыпной

плотности, пустотности песка.

 

Теоретические положения

 

Знание истинной плотности песка необходимо для расчета состава бетона. Плотность песка необходимо знать для расчета состава бетона, определения пустотности песка, а также для расчетов, связанных с перевозкой песка, проектирования складов заполнителей и т. д.

Чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента и тем экономичнее будет выбран состав бетона.

1. Определение истинной плотности песка

 

Содержание работы

 

Описание оборудования: 1. Колба-объемомер.

2. Технические весы.

 

Порядок выполнения работы:

 

Для определения истинной плотности песка на технических весах взвешивают 100 г песка. В прибор Ле-Шателье, заполненный до нижней риски водой, насыпают небольшими порциями песок. Чтобы удалить вовлекаемый в прибор с песком воздух, необходимо производить легкое встряхивание прибора. Песок насыпают до тех пор, пока уровень воды не поднимется до нижнего деления градуированной части прибора. Это будет означать, что песок вытеснил объем воды в 20 см³. Остаток песка взвешивают и истинную плотность песка определяют с точность до 0,01 г/см³ по формуле:

 

, (6.1)

 

где m – навеска песка, г;

m ₁ – вес остатка, г;

V – объем вытесненной воды, см³.

 

Обработка результатов измерений

 

Навеска песка (m) _______ г

Вес остатка (m ₁) _______ г

Объем вытесненной воды (V) _______ см³

Истинная плотность песка (r) _______ г/см³

 

.

 

Выводы: _____________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

 

2. Определение насыпной плотности песка

Содержание работы

Описание оборудования: 1. Цилиндр вместимостью 1 л.

2. Сушильный шкаф.

3. Линейка.

4. Металлический совок.

Порядок выполнения работы:

Для определения плотности песка в сухом состоянии среднюю пробу песка массой около 5 кг высушивают в сушильном шкафу при температуре (110 ± 5) °С до постоянной массы и просеивают через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм. Затем охлажденный песок всыпают металлическим совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр вместимостью 1 л. Когда цилиндр заполнится песком с некоторым избытком в виде конуса, избыток осторожно без толчков и встряхивания удаляют деревянной или металлической линейкой. После этого цилиндр с песком взвешивают и вычисляют насыпную плотность:

 

, (6.2)

 

где m ₁ – масса мерного цилиндра с песком, кг;

m ₂ – масса мерного цилиндра без песка, кг;

V – объем цилиндра, м³.

Определение повторяют два раза, при этом каждый раз берут новую порцию песка. Окончательный результат вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

 

Обработка результатов измерений

 

Вес сосуда с песком (m ₁) _______ кг

Вес сосуда без песка (m ₂) _______ кг

Объем сосуда (V) ______ м³

Насыпная плотность песка (r _н) _______ кг/м³

 

.

 

Выводы: _____________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________

3. Определение пустотности песка

 

Содержание работы

Порядок выполнения работы:

 

Пустотность определяют по предварительно найденным значениям плотности.

Пустотность песка, % по объему, вычисляют с точностью до 0,1 %:

 

%, (6.3)

 

где r _н – насыпная плотность песка, кг/м³;

r – истинная плотность песка, кг/м³.

 

Обработка результатов измерений

 

Пустотность песка (П) __________ %.

 

%.

 

Выводы: _____________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Контрольные вопросы:

 

1. Что называют заполнителями для бетонов и растворов?
2. Виды песков. Что определяют для оценки качества песка?
3. Как определяют насыпную плотность песка?
4. Как определяют пустотность песка?

Лабораторная работа № 11

Определение зернового состава песка

 

Цель работы: Определение зернового состава песка.

 

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

Описание оборудования: 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, (6.4)

 

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, (6.5)

 

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. 24). 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 вычисляется с точностью до 0,1:

М_к = (A _2,5 + A _1,25 + A _0,63 + А _0,315 + А _0,14) / 100, (6.6)

 

где A _2,5, A _1,25, A _0,63, А _0,315 и А _0,14 – полные остатки на ситах, %.

 

Рис. 24. 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 таблице 6.

 

Таблица 6