Зерновой состав песков – расчет его характеристик

В предыдущей статье мы рассмотрели зерновой состав крупного заполнителя – щебня, построили график зернового состава по данным просеянной навески, а также определили его пригодность в соответствии с ГОСТ. В данной статье мы проделаем похожие операции для мелкого заполнителя – песка. Проведем расчет его пустотности, полных остатков, а также модуля крупности, и кроме того, рассчитаем его удельную поверхность и построим график зернового состава с анализом пригодности для проведения бетонных работ согласно ГОСТ 8736‑67 и ГОСТ 10268‑70.

Допустим, что у нас имеются два набора песков - №1 и №2. Зерновой состав каждого из песков задается таблицей, приведенной ниже. Истинная плотность песка №1 равна 2,63 г/см3, насыпная – 1,4 г/см3, для песка №2 соответствующие показатели равны – 2,65 г/см3 и 1,55 г/см3.

Зерновой состав песков №1 и №2 в виде частных остатков, %

Номер песка

Размеры отверстий сит, мм

5

2,5

1,25

0,53

0,315

0,14

1

2,4

3,6

9,9

34,1

31

2

6,5

19,5

34,5

30

5

Пустотность песков мы рассчитаем по следующей формуле:

η = (1 – ρнсис)·100.

Для песка №1 мы получим значение – 46,6%, и для песка №2 – 41,5%.

Полный остаток Ai на каждом сите рассчитаем как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий для просеивания зерен, и прибавим к этому остаток на данном сите. Формула для расчета следующая:

Ai = a2,5 + a1,25 + ··· +ai.

Согласно этой формуле вычислим полные остатки на ситах 2,5; 1,15; 0,53; 0,315 и 0,14 и представим данные в виде таблицы:

Зерновой состав песков №1 и №2 в виде полных остатков, %

Номер песка

Размеры отверстий сит, мм

5

2,5

1,25

0,53

0,315

0,14

1

2,4

6

15,9

50

81

2

6,5

26

60,5

90,5

95,5

Для характеристики песка используют интегральное понятие – модуль крупности Мк, который определяют как частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех ситах: от 2,5 до 0,14 мм:

Мк = (A2,5 + A1,25 + A0,63 + A0,315 + A0,14)/100.

Соответственно, для песка №1 получим, что модуль крупности равен 1,55, а для песка №2 – 2,79.

Для расчета средней крупности песка dср мы используем формулу Скрамтаева:

dср = 0,5·(A0,14/[11a0,14+1,37a0,315+0,171a0,63+0,02a1,25+0,024a2,5])1/3.

Используя эту формулу, для песка №1 мы получим значение средней крупности песка dср = 0,29, а для песка №2 – 0,48.

Чтобы рассчитать удельную поверхности песка, используют также аналитическую формулу (хотя и получают весьма приблизительное значение):

S = 6,35·κ·(0,5a+b+2c+4d+8e+16f+36g)/1000 м2/кг,

где κ – поправочный коэффициент, который меняется от значения 1,3 (для мелких песков) до 2 (для горных песков). Промежуточное значение κ = 1,65 – для речных и морских песков; параметры a, b, c, d, e, f – это остатоки в % на ситах от 5 до 0,14 мм, и g – это % прошедшего через сито 0,14 мм песка.

Итак, рассчитав по этой формуле удельную поверхность для песка №1 получим значение – 12,83 м2/кг, а для песка №2 – 6,71 м2/кг. Окончательные характеристики обсуждаемых песков приведены в следующей таблице:

Номер песка

Насыпная плотность, г/см3

Истинная плотность, г/см3

Пустотность, %

Мк

dср

Удельная повер-ть,

м2/кг

Полный остаток на сите 0,63, % по массе

Проходит через сито 0,14 в % по масса

Харак-ка по ГОСТ 8736‑67

1

1,4

2,63

46,6

1,55

0,29

12,8

15,9

19

Очень мелкий

2

1,55

2,65

41,5

2,79

0,48

6,7

60,5

4,5

Крупный

В заключение приведем график зернового состава песков №1 и №2, а также предельные кривые согласно ГОСТ 10268‑72.

Рисунок с графиками

Зерновой состав песков и область допустимых значений

На рисунке заштрихованной областью обозначены значения допустимых характеристик песков и зеленые кривые – это предельные кривые для песков. Из данных нам песков, песок №2 полностью укладывается в требования по ГОСТ, песок №1 – выходит за границы и должен быть признан негодным для использования, однако при добавке в него крупнозернистого песка (поскольку по графику мы видим недостаток крупных зерен: от 0,63 до 1,25 мм) его можно вполне использовать в бетонных работах.

В следующей статье мы рассчитаем, сколько нужно добавить крупнозернистого песка №2 в песок №1, чтобы он принял значения характеристик из области допустимости (штриховая область).

Комментарии закрыты.