Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Истинная плотность цемента песка щебня

Истинная плотность щебня: таблица определения насыпной плотности

Ввиду того, что после трамбовки насыпной вес щебня какой-либо фракции увеличится, необходимо сразу учесть запас материала. А чтобы не купить лишнего, необходим поправочный коэффициент.

Коэффициент уплотнения (Ку) – это очень важный показатель, который необходим не только для правильного составления заказа материалов, но и для того, чтобы предусмотреть дальнейшую усадку гравийного слоя после его нагрузки строительными конструкциями. Более того, зная коэффициент уплотнения, можно прогнозировать устойчивость самих строительных объектов. Ввиду того, что коэффициент трамбовки – это, по сути, степень уменьшения объема, то он может меняться в зависимости от 4-х факторов:

  1. Способа и параметров загрузки (к примеру, с какой высоты выполняют засыпку).
  2. Особенностей транспорта, посредством которого материал доставляется на объект, и расстояния до стройплощадки – ведь даже неподвижная масса в результате проседания под собственным весом постепенно уплотняется.
  3. Фракции щебня и содержания зерен меньшей крупности, чем нижняя граница конкретного класса щебня.
  4. Лещадности – игольчатые камни дают меньшую усадку, чем кубовидные.

Следует помнить, что прочность бетонных конструкций, фундаментов зданий и автомобильных дорог напрямую зависит от точности определения степени уплотнения. Однако также не стоит забывать о том, что трамбовка на площадке зачастую выполняется только по верхнему слою, а в этом случае расчетный коэффициент не всегда соответствует фактической усадке основания. Особенно часто это происходит, когда строительством занимаются не профессионалы, а любители. В соответствии с требованиями технологии, каждый слой засыпки необходимо укатывать и проверять отдельно.

Еще один параметр, который обязательно следует учитывать, – это то, что степень трамбовки рассчитывается для массы, которая сжимается без бокового расширения, то есть ограничена стенками, что не дает ей расползаться. На площадке такие условия для засыпки любой фракции щебня создаются не всегда, поэтому небольшая погрешность сохраняется. Этот факт следует учитывать, прежде всего, при расчете осадки крупных конструкций.

Плотность

Самым главным параметром определения качества щебня является плотность. Именно плотность определяет прочность будущего дорожного покрытия или строительной конструкции. Плотность щебня определяется отношением массы к объему. Принято измерять ее в тоннах или килограммах на один кубический метр. Для более точной оценки плотности ее измеряют в двух вариантах. Первый это общая (насыпная) плотность, которая учитывает воздушное пространство между кусками сухого щебня. Второй вариант — это истинная плотность, которую измеряют без учета пустого пространства в мерной емкости. Для этого щебень в лаборатории дополнительно измельчают до полной ликвидации пористости массы. Такой анализ делается для получения наиболее точного результата для проведения ответственных инженерных расчетов. На практике же параметр насыпная плотность используется гораздо чаще. Именно эта единица измерения применяется при производстве щебеночно-цементных смесей.

Плотность щебня может быть измерена разными способами. Чаще всего это делается с использованием мерных емкостей или же таблиц. В качестве мерной емкости используют цилиндрический сосуд емкостью от пяти до пятидесяти литров. Его заполняют щебнем с горкой. Затем горку снимают так, чтобы ни одна крошка не возвышалась над кромкой сосуда. После этого сосуд со щебнем взвешивают и от полученного результата отнимают вес пустого сосуда. Чистый вес щебня разделяют на объем сосуда и получают реальный показатель плотности данной партии щебня.

Такое измерение можно выразить по формуле: Рн = (m2 — m1): V, где m1 — масса пустого сосуда; m2 — его масса со щебнем, V — его внутренний объем.

Измерение плотности щебня делается в соответствии с требованиями ГОСТа. Допускается использовать сосуды строго определенной формы и размеров. Для измерения плотности щебня разной фракции используются только соответствующие измерительные емкости. При засыпке щебня в сосуд запрещается утрамбовывать материал, в противном случае измерение не будет соответствовать действительной плотности данной партии щебня. Общая плотность щебня всегда выше насыпной, и это вполне понятно. И тот и другой результат измерений указывается в сопроводительных документах. Аналогичным способом измеряют плотность любых сыпучих строительных материалов.

Допускается измерять плотность щебня и с использованием специальных таблиц. При этом погрешность измерения будет составлять порядка одного процента. То есть такая погрешность не является критичной при проектировании дорожного покрытия или строительных конструкций. В таблицах приведены результаты измерений плотности различных видов щебня, ранее полученные лабораторным путем. Используя коэффициент перевода и данные таблицы легко определить плотность конкретной партии щебня.

Для строителей важным показателем является именно насыпная плотность щебня. Именно от ее величины будет зависеть прочность строения или дорожного полотна. Кроме того, показатель насыпной плотности позволяет учесть плотность той субстанции, которой будут заполнены пустоты между кусочками щебня. Плотность субстанции в любом случае будет ниже плотности щебня, даже если это будет сухой песок. Таким образом, инженеры могут рассчитывать реальную прочность строительных или дорожных элементов. Кроме того, знание реальной величины насыпной плотности щебня, позволяет получить определённую экономию. К примеру, при высокой насыпной плотности щебня можно существенно сократить норму расхода цемента для производства смеси. Этот показатель также важен для оптимальной организации перевозок щебня и выбора для этого наиболее экономичного транспортного средства.

Виды камня

Щебень представляет собой продукт дробления разных пород, шлаковый материал могут получать и в результате производства металла. В строительстве применяется несколько его разновидностей.

Используемый в строительных работах щебень бывает:

  • гранитный – он является наиболее дорогим, прочным и долговечным, характеризуется максимальной насыпной плотностью;
  • мраморный – один из самых тяжелых типов щебенки;
  • известняковый – он весит гораздо меньше гранитного, используется при изготовлении бетона (с цементом низких марок), при производстве других продуктов;
  • песчаниковый – эта разновидность применяется при проведении общестроительных работ;
  • шлаковый – камень имеет большой вес, отличается низкой ценой;
  • туфовый – наиболее легкий материал.

Насыпная плотность

Для пересчета массы щебня в объем и наоборот используется такая единица измерения, как коэффициент насыпной плотности. Иногда эту единицу называют коэффициентом перевода или коэффициентом уплотнения. Об этом коэффициенте стоит поговорить подробнее с приведением примеров. Когда на строительный объект привозят щебень, то он в пути всегда уплотняется по причине тряски. То есть на заводе загрузили кузов самосвала до полной вместимости, а на строительную площадку машина приезжает как бы с недогруженным кузовом. Если хищения не было, то масса щебня от утряски не изменилась. Определить это и позволяет коэффициент перевода. Для каждого вида щебня он свой. Получатель груза знает объем кузова самосвала и легко измеряет объем щебня в нем. Умножив его на коэффициент перевода, получатель определит значение реального веса доставленного материала. Вот так делается учет расхода щебня.

Коэффициент перевода не является константным, для каждого вида сыпучих материалов он свой. Абсолютная же его величина зависит от плотности материала, в нашем случае это щебень. Так вес одного кубического метра гранитной крошки составляет 2,6 тонны, а такой же объем известняковой крошки будет весить от 2,7 до 2,9 тонн. Известняк тяжелее гранита за счет присутствия в его структуре доломитов и кварца. Понятно, что при равном весе двух сортов такого щебня, их объем будет существенно разным.

О разнице объемов при одинаковой массе будут говорить истинная и насыпная плотность щебня. К примеру, истинная плотность гранитного щебня с фракционностью 5-20 миллиметров составляет 2590 кг/м3, а показатель насыпной плотности для такого же объема гранитного щебня составляет только 1320 кг/ м³. Знание этих величин позволяет точно рассчитать необходимое количество щебня, песка и цемента для изготовления конкретного строительного изделия или элемента конструкции.

Лабораторные исследования

Коэффициент уплотнения принято рассчитывать на основании данных лабораторных испытаний, в ходе которых массу щебня подвергают трамбовке и проверке на различных приспособлениях. Здесь существует несколько методов: замещение объемов (ГОСТ 28514-90); стандартное послойное уплотнение щебня (ГОСТ 22733-2002); экспресс-методы с использованием одного из трех типов плотномеров: статического, водобаллонного либо динамического.

Читайте так же:
Прибор для измерения активности цемента

Результаты получают либо сразу же, либо по истечении 1-4 дней, в зависимости от того, какой способ для исследования выбран. Стоимость одной пробы стандартного испытания составляет 2500 рублей. Всего необходимо провести не меньше пяти таких проб. Если данные нужны срочно, например, в течение дня, используют экспресс-методы по итогам отбора минимум 10 точек. Стоимость каждой точки составляет 850 рублей. Кроме того, придется оплатить выезд лаборанта на место – еще около 3 тысяч рублей. Однако без точных данных на строительстве крупных объектов не обойтись. Кроме того, солидной строительной организации необходимо наличие официальных документов, которые подтверждают соблюдение подрядчиком требований проекта.

Фракция и прочность

Также важными для обозначения качества щебня считаются такие параметры как фракция и прочность. Фракция, иными словами размер щебня может быть стандартной, нестандартной и европейской. Щебень стандартной фракции имеет размеры 5-10, 10-20, 5-20 миллиметров, а не стандартной фракции 10-15 и свыше 15-20 миллиметров. Европейский щебень имеет размеры от 3 до 5 миллиметров. Прочность щебня может быть обычной — М 800-1200; высокой — М 1400-1600; средней — М 600-800; слабой — М 300-600 и минимальной — М 200.

Основные характеристики

Как правило, щебень изготавливается из пород, имеющих достаточно высокую зернистость на сколе. После дробления таких пород получают каменную крошку разной величины с шероховатой поверхностью и неровными краями. Данная особенность обеспечивает надежную сцепку с цементом, что гарантирует монолитность будущего бетона. Форму зерен, которая отвечает за адгезию, принято называть лещадностью щебня. Данный показатель выражается в процентах. Низкий показатель лещадности свидетельствует о том, что в породе содержится большое количество «цепких» зерен-пластин и иголок. Однако и высокая лещадность, которая означает, что в смеси преобладают зерна кубовидной формы, тоже востребована. Данный материал хорошо поддается трамбовке и уплотнению, а значит, его можно с успехом использовать при засыпке подушки для фундамента и работе с битумными составами.

Кроме плотности и прочности щебень имеет и другие важные характеристики, отражающие его способность к влагопоглощению и морозоустойчивость.

Насыпная плотность щебня. Гост 9758

Вид щебняФракция, ммПлотность насыпная, кг/м3Марка
Гранитный20-401370-1400М110
40-701380-1400М110
70-2501400М110
Известняковый10-201250М110
20-401280М110
40-701330М110
Гравийный0-51600М110
5-201430М110
40-1001650М110
Больше 1601730М110
Шлаковый800М800
Керамзитовый20-40210-340М200, М300
10-20220-440М200, М300, М350, М400
5-10270-450М250, М300, М350, М450
Вторичный1200-3000М110

Таблица веса одного кубометра

Для понимания порядка расчета стройматериала, полезно иметь под рукой таблицу веса щебня, которая наглядно демонстрирует показатели различных, наиболее часто применяемых, разновидностей. Но нужно учитывать, что подобная оценка носит приблизительный характер.

Важно принимать во внимание дополнительные факторы, влияющие на насыпную плотность.

Используемая в производстве породаНасыпной вес 1м3 щебня, кг
Гранит1350–1470
Известняк1260–1300
Шлак1500
Песчаник1300
Террикон1150
Туф800
Мрамор1500

На основании чего выбирать относительное уплотнение

Коэффициент уплотнения сильно зависит от различных показателей и характеристик материала, обязательно следует учитывать:

  • средняя плотность, обычно устанавливается производителем, но в целом колеблется в пределах от 1,4 до 3 г/см³. Это один из ключевых параметров, используемых в расчетах;
  • лещадность для прогнозирования плоскости щебня;
  • фракционная сортировка, меньше размер зерна – больше плотность;
  • устойчивость материала к морозам, зависит от породы;
  • радиоактивность щебня. Первый класс можно использовать везде, а второй только для загородных дорог.

Плотность разных видов строительного щебня в кг/м3

Во-первых, если использовать материал слишком низкого качества при возведении какой-нибудь ответственной конструкции, то она впоследствии просто не выдержит нагрузок и развалится. Во-вторых, в обратной ситуации, когда какие-то совсем простые вещи создаются путем применения средств с очень высокими техническими характеристиками, это сильно и неоправданно бьет по бюджету.

Вот почему важно приобретать материал, параметры которого соответствуют конкретной цели использования. В сегодняшней статье мы подробно поговорим об одном из них. А именно — о том, какой должна быть плотность щебня строительного кг м 3 .

Показатель плотности крайне важен. Именно от этой характеристики зависит то, как долго простоит возведенное сооружение и насколько качественно будет служить. Давайте вкратце вспомним, что такое щебень, и какие его разновидности представлены на рынке, ведь плотность напрямую зависит от типа материала.

Разновидности щебня

Основная область применения щебня — строительные работы. Например, он повсеместно используется в качестве наполнителя для бетона. Характеристики щебня позволяют придать готовой продукции высокую прочность и морозостойкость. Поэтому из бетона с таким наполнителем делаются плиты, используемые затем в возведении жилых домов и даже более нагруженных сооружений: башен, мостов и т.д.

Конечно, это возможно только в том случае, если наполнитель взят высокого качества. Щебень с низкими показателями успешно используется для различных отсыпок под дорожное и железнодорожное полотно, а также для создания дренажных слоев.

Существует несколько разновидностей этого материала: гранитный, гравийный и известняковый. Плотность варьируется как раз в зависимости от происхождения щебня, поэтому остановимся подробнее на описании самых распространенных видов.

Есть также шлаковые, вторичные (из осадочных пород) и другие разновидности, но они обладают гораздо более низким качеством и используются нечасто, поэтому пока не будем подробно на них останавливаться.

Помимо происхождения материала, на плотность влияют также и другие характеристики, в частности, лещадность. Но о том, что это такое и как влияет этот показатель, мы поговорим чуть позже. А пока давайте разберемся с самим понятием «плотность» и узнаем, о чем вообще идет речь.

Понятие плотности

Истинная плотность

Это тот самый классический показатель, который означает плотность непосредственно самого материала. Для чего нужны эти данные? Для того, чтобы точно знать прочностные характеристики. По сути, плотность указывает на пористость материала. Если количество пор очень большое, то прочность низкая, и наоборот.

На морозостойкость этот показатель влияет точно таким же образом. А поскольку прочность и устойчивость к замерзанию являются двумя важнейшими характеристиками в строительстве, понятно, что определение истинной плотности — первоочередная задача.

Обычно это делается в лаборатории. Конечно, вы можете постараться и самостоятельно провести эту процедуру, но вам потребуется очень точно подобрать инструменты для опыта, а также крайне внимательно отнестись ко всей процедуре.

Не забываем, что точность показателя плотности окажет самое прямое влияние на всю постройку, где щебень будет применяться. Поэтому качество используемого для опытов оборудования и некоторых веществ определяется различными ГОСТами.

Помимо этого, вам понадобится:

Рекомендуем прочитать:

  • ступка из фарфора или чугуна;
  • специальный шкаф для сушки;
  • водяная или песочная баня;
  • щетка из металла;
  • лабораторная щековая дробилка ДЛЩ 60×100 или ДЛЩ 80×150.

Для опытов берется определенное количество фракций, от каждого вида по 2 одинаковых образца. Масса взятого материала зависит от размера зерен.

Если необходимо исследовать образец, размер зерна которого превышает показатель в 70 мм, то фракции придется раздробить на более мелкие.

Итак, мы подготовили оборудование и прочие необходимые вещи. Теперь давайте посмотрим, как проводится сама процедура.

  1. Тщательно чистим образцы от всего лишнего: грязи, пыли. Это делается с помощью щетки из металла.
  2. Помещаем очищенные фракции в лабораторную дробилку и измельчаем. После этой процедуры размер зерна не должен превышать 5 мм.
  3. Отмеряем и откладываем из получившейся массы 150 граммов.
  4. Остальное вновь дробим, на этот раз — до размера частиц не более 0,125 мм. То есть должна получиться буквально пыль.
  5. От получившейся пыли отмеряем и откладываем 30 граммов.
  6. Теперь помещаем наши отложенные образцы в фарфоровую чашку, там сушим и охлаждаем, пока температура материала не приблизится к комнатной. Для сушки мы используем сушильный шкаф, а для охлаждения — концентрированную серную кислоту (нужно держать образцы над ее парами) или хлорид кальция, о котором мы упоминали в списке необходимых вещей.
  7. В пикнометры, которые предварительно тщательно чистятся и высушиваются, кладем по 10 граммов подготовленных образцов. Затем заливаем дистиллированной водой до половины емкости и нагреваем на водяной или песочной бане до кипения. Кипятим 15–20 мин, за это время все пузырьки воздуха благополучно выйдут из содержимого пикнометров. Те, которые образовываются при взаимодействии воды с пылью щебня, можно убрать, подержав пикнометр в эксикаторе. Это делается над вакуумом.
  8. После кипячения вытираем внешнюю часть пикнометра от влаги и остужаем вместе со смесью.
  9. Доливаем в него ту же дистиллированную воду ровно до того уровня, который был изначально, перед началом нагревания.
  10. Взвешиваем пикнометр вместе с содержимым.
  11. Затем выливаем из него все и заливаем одну дистиллированную воду, без образцов щебня. Льем до той же отметки, которая означала верхний уровень предыдущей смеси.
  12. Пикнометр с водой тоже взвешиваем.
  13. Практическое исследование на этом закончено, далее нужно воспользоваться следующей формулой:
Читайте так же:
Рейтинг цементных компаний россии

В итоге мы получим показатель истинной плотности. Чтобы результат был еще более объективным, проведите опыт дважды, при этом используя абсолютно одинаковые условия в обоих случаях.

Есть и более простой метод, ускоренный. Для него вам потребуется специальный прибор Ле Шателье, сушильный шкаф, щетка из металла, а также: весы, фарфоровая чашка, эксикатор, серная кислота, безводный хлорид кальция, сито. Этот список знаком нам еще по предыдущему способу, требования к оборудованию (в частности, ГОСТ) точно такие же, поэтому не будем повторяться.

Проведение опыта происходит следующим образом.

  1. Измельчаем и подготавливаем образцы точно так же, как в предыдущем случае, помещаем в фарфоровую чашку. Сушим, охлаждаем, отмеряем две навески, масса каждой 50 граммов.
  2. Далее берем прибор Ле Шателье, вливаем в него воду по нижнюю отметку, затем понемногу вносим туда порцию навески. При этом смесь должна подняться до отметки минимум 20 мл, или до той, которую вы сами определите.
  3. По достижении нужной отметки взвешиваем ту часть образца, которая не вошла.
  4. Затем повторяем то же самое во втором приборе, уже с другой порцией навески. По окончании также взвешиваем остаток.
  5. На основании полученных результатов высчитываем два варианта плотности, причем разница между ними не должна превышать 0,02 г/м 3 . В том случае, когда получилось более значительное расхождение, проводится еще одна такая же процедура. В итоге берем два самых близких результата и высчитываем среднее арифметическое.

Средняя плотность

Насыпная плотность

Рекомендуем прочитать:

Рассчитать насыпную плотность очень просто. Нужно засыпать щебень в предварительно взвешенную пустую емкость, объем которой может быть от 50 до 50 литров. Поверхность материала должна быть строго вровень с верхним краем сосуда. Затем наполненная емкость взвешивается.

Таким образом, у нас получается три значения: вес пустой емкости, ее объем, вес наполненной емкости. Из второго веса вычитаем первый, результат делим на объем и получаем необходимый нам показатель. Измерения могут быть как в форме т/м 3 , так и в кг/м 3 .

При проведении этого простого исследования необходимо учитывать несколько нюансов. Во-первых, емкость, в которую помещаете образец, должна быть цилиндрической формы и иметь объем в указанном выше диапазоне (5–50 л). При этом обязательно учитывается размер фракций: чем они крупнее, тем больше должен быть сосуд.

Во-вторых, при насыпании образца емкость не следует встряхивать или еще как-либо физически на нее воздействовать. Щебень должен быть всыпан естественным образом, без утряски и тому подобного, иначе результат получится искаженным.

Впрочем, утряска в некоторых исследованиях тоже нужна. Она необходима для того, чтобы узнать коэффициент уплотнения. Давайте теперь разберемся, что это такое, и для чего необходим этот показатель.

Коэффициент уплотнения

Итак, что же это за загадочное понятие? Смотрите, насыпная плотность — это показатель, имеющий силу ровно после того, как куча щебня была свободно высыпана на поверхность и затем не подвергалась никаким физическим воздействиям. При транспортировке и хранении важно именно это число, поскольку материал в машинах и на складах находится именно в таком виде.

Рекомендуем прочитать:

После трамбовки объем слоя, естественно, меняется. А это очень важно для всех видов работ. Чтобы было проще понять, можно рассмотреть ситуацию на примере манной крупы или панировочных сухарей.

Допустим, вы высыпаете продукт в банку, и она заполняется доверху. Но стоит вам пару раз стукнуть этой емкостью по столу, как ее содержимое резко осядет, и там обнаружится место еще для какого-то количества той же манки.

В случае с банкой это не так уж критично, а вот когда речь идет о строительстве, подобная внезапная нехватка объема материала может оказаться критичной. Поэтому обязательно нужно знать, как проверить уплотнение.

Вообще, существуют стандартные значения, которые варьируются в зависимости от разновидности, например:

  • гравийный щебень — коэффициент уплотнения 1,1;
  • керамзитный — 1,15;
  • смесь песка и гравия — 1,2.

В целом, разброс показателей составляет 1,05–1,52. Но можно, опять же, не слепо ориентироваться на готовые числа, а самостоятельно определить данный коэффициент. Процедура, в общем-то, не слишком сложная.

  1. Берем определенный объем щебня, взвешиваем.
  2. Делим массу на объем, записываем результат.
  3. Затем высыпаем щебень на поверхность земли и утрамбовываем до точно такого же состояния, которое планируется.
  4. С помощью рулетки измеряется полученный объем. Делим на него изначальную массу и получаем второй необходимый показатель.
  5. Затем делим одно полученное значение на другое, и в итоге у нас есть искомый коэффициент уплотнения, на который можно ориентироваться.

Если есть сомнения в собственных силах, или же банально нет возможности проводить подобные процедуры, то можно заказать лабораторное исследование. Специалисты осуществят все необходимые действия и выдадут вам готовый результат по вашему конкретному материалу. Конечно, подобное решение потребует дополнительных трат, но сэкономит массу времени и сил.

От чего зависит показатель плотности

Лещадность

Наибольшей прочностью и остальными высокими характеристиками обладают кубовидные фракции. В частности, они прекрасно утрамбовываются, что оказывает значительное влияние на коэффициент уплотнения.

А вот пластинчатые и игольчатые, называемые лещадными, подобными показателями похвастаться не могут. Тем не менее, они есть в составе любой партии щебня. И показатель лещадности рассчитывается как раз по тому, какой процент подобных зерен содержится в конкретной группе материала.

Существует разделение на пять таких групп. В первой — самой качественной — содержание лещадных зерен может быть до 10%. Во второй — 10–15%, в третьей — 15–25%, в четвертой — 25–25%, в пятой — 35–50%.

Понятно, что чем больше процент содержания лещадных зерен, тем больше пустот будет между ними в слое. А значит, и показатель насыпной плотности будет ниже, и уплотняться они будут хуже. Как правило, пятая группа из-за этого даже не используется в строительстве, она применяется для различных отсыпок или в декоративных целях.

А вот группы с низким показателем могут применяться где угодно, включая сооружение фундаментов для зданий с высокой нагрузкой: многоэтажек, башен и т. д. В общем, при выборе щебня и при попытке определить его плотность «на глазок» крайне необходимо учитывать лещадность.

Читайте так же:
Как очистить коронку зуба от цемента

Дорогие друзья! Как видите, расчет плотности щебня — дело необходимое, но не такое уж сложное. В общем и целом, всегда есть три варианта: ориентироваться на сопроводительную информацию, заказать исследование в лаборатории или провести его самостоятельно. Любой из этих путей может дать вам необходимый показатель.

Поэтому не пугайтесь предстоящих работ с данным материалом, делается это все гораздо быстрее и проще, чем может показаться на первый взгляд, особенно в том случае, если это взгляд новичка в строительных делах. Удачи вам!

Насыпная плотность сыпучих материалов

Насыпная плотность – это отношение веса рыхлого материала к его объему, полученному при свободной засыпке в емкость. Она состоит из плотности твердого вещества, воды и воздуха , которые заполняют поры и промежутки между отдельными частицами. Измеряется в кг/м³, г/см³, т/м³.

Практически каждый из вас, кто занимался строительством или ремонтом, сталкивался с необходимостью приобретения сыпучих строительных мате р иалов и грунтов.

В следствии чего возникали вопросы:

  • Как правильно рассчитать необходимое количество материала для производства тех или иных работ
  • Как проверять привезённый материал по количеству и качеств у
  • Что такое «Насыпная плотность»
  • Что такое «Коэффициент уплотнения»

Для расчёта насыпной плотности рекомендуем наш КАЛЬКУЛЯТОР

Что такое насыпная плотность и какие факторы влияют на этот показатель

Насыпная плотность – изменчивая величина. При определенных условиях материал одного и того же веса может занимать разный объем. Также п р и одинаковом объеме масса может изменяться.

Больше всего на показатель влияют такие факторы:

  • Размеры и форма зерен
  • Пористость материала
  • Влажность
  • Уплотнение при транспортировке и склади р овании
  • Плотность твердого вещества

В продолжении раздела вы найдете более детальную информацию о влиянии всех этих факторов.

Размер и форма зерен

Чем мельче частицы, тем плотнее они располагаются в к у че. Поэтому самую высокую насыпную плотность имеют такие материалы как песок, отсев и дресва. Чем крупнее зерна, тем больше между ними пустот. Например, мелкий отсев (фракции 0-5) может иметь насыпную плотность до 1910 кг/м³, в то время как крупный щебень (фракции 40-70) имеет показатель не более 1 170 кг/м³. Это значит, что в одну и ту же емкость поместится больше мелкого материала, чем крупного.

Кроме размера, важную роль играет и форма зерен. Лучше всего уплотняются частицы правильной формы. Например, насыпная плотность кубовидного щебня всегда б у дет высокой. Если в нем много лещадных зерен (плоских или игловидных), показатель сразу снизится.

Пористость

Пористость характерна для всех сыпучих материалов. Она измеряется объемом промежутков между твердыми частицами. Поры бывают открытыми и зак р ытыми. Количество открытых может резко уменьшатся при уплотнении (особенно при низкой влажности материала). Закрытые поры находятся внутри твердых частиц; они заполнены воздухом или влагой. Наличие таких пор уменьшает плотность и мало влияет на ее изменение при трамбовке. Например, большое количество закрытых пор в керамзите , поэтому его насыпная плотность всегда низкая.

Влажность

Влажность – одно из важнейших свойств, влияющее на характеристику. Вода вытесняет из пор воздух, показатели которого не учитываются п р и вычислении насыпной плотности. Поэтому в дождливую погоду или после хранения материала под снегом его плотность увеличивается.

Перевозка и хранение

Транспортировка и хранение на складе вызывают уплотнение мате р иала. Не удивляйтесь, если вы закажете 10 кубов, а вам привезут только 9,5. Вибрация вызывает смещение частиц по отношению друг к другу, уменьшает пористость, взывает усадку. То же происходит при хранении на складе – материал уплотняется за счет давления собственного веса. Вычислить, на сколько у меньшится объем, можно с помощью коэффициента уплотнения.

Если вы засыпаете яму щебнем, отсевом или песком, со временем его объем также уменьшится. Поэтому закупать нужно всегда чуть больший объем материала и вычислять его будущ у ю усадку с помощью коэффициента.
Данный показатель применим не для всех материалах. Обычно он указывается в ГОСТе.

Ниже приведены ссылки, пройдя по которым, вы найдете коэффициенты для следующих материалов:

  • Керамзит
  • ПГС
  • Песок
  • Почвосмесь
  • ПЩС
  • Щебень

Плотность твердого вещества

Плотность твердого вещества – самый стабильный показатель. Он зависит исключительно от физических и химических свойств мате р иала и не изменяется при перевозке, складировании, повышении влажности.

Как определить насыпную плотность

Насыпную плотность определяют разными способами. Одни могут использоваться даже в полевых у словиях, другие доступны только в специализированных лабораториях.

Весовой метод

Это самый простой способ определения показателя. Для его проведения необходимо иметь воронку, цилиндр определенного объема и весы. Мате р иал засыпают в воронку, из которой он поступает в цилиндр. Когда емкость полностью заполнится, специальной пластиной выравнивают верхний слой. Затем пробу взвешивают и вычисляют соотношение массы к объему.

Весовым методом можно определить насыпную плотность и в полевых условиях. Достаточно иметь емкость известного объема (например, ведро) и бытовые весы. В ведро насыпаем мате р иал и взвешиваем. Получаем вес. Далее вычисляем насыпную плотность.

Например, ведро 10 литров имеет объем 0,01 м³. Гранитный щебень, помещенный в это ведро, весит 18 кг. Это значит, что насыпная плотность будет равна 1800 кг/м³. Понятно, что результат будет лишь приблизительным, так как в лабораторных условиях точно взвешивают масс у емкости и массу пробы, пробу насыпают с определенной высоты и так далее. Но если под рукой нет оборудования и специалистов, то можно определить примерную насыпную плотность таким вот образом.

Метод режущих колец

Насыпную плотность грунта вычисляют с помощью р ежущих колец с известным объемом. В качестве вспомогательных инструментов служат нож и две металлические пластины.

Последовательность методики следующая:

  • Взвешивают кольцо и пластины
  • Выравнивают ножом поверхность грунта
  • Смазывают внутреннюю поверхность кольца техническим маслом
  • Опускают кольцо в г р унт, пока он полностью не заполнит внутреннее пространство
  • Выравнивают ножом верхний край
  • Срезают грунт снизу кольца конусом
  • Аккуратно на ноже переносят кольцо на пластину и устанавливают вверх конусом
  • Срезают верхний слой земли на уровне кольца
  • Взвешивают пробу и отнимают от ее массы данные кольца и пластин
  • Разделяют вес грунта на объем кольца и получают насыпн у ю плотность

Лабораторные методы

В научных лабораториях применяют косвенные методы определения насыпной плотности по затуханию рентгеновских, радиоактивных или ультразвуковых лучей. При прохождении через разные материалы они частично поглощаются. С помощью специальных п р иборов измеряется интенсивность излучения до и после прохождения через пробу.

По величине насыпной плотности материалы разделяют на группы:

  • Легкие (меньше 600 кг/м³)
  • Средние (600-1 1 00 кг/м³)
  • Тяжелые (1100-2000 кг/м³)
  • Сверхтяжелые (больше 2000 кг/м³)

Для чего определяют насыпную плотность

Знать насыпную плотность важно в таких ситуациях:

  • Вам известен объем ямы или канавы, которую нужно засыпать , а вы хотите узнать вес материала, который для этой цели необходимо купить
  • В продаже есть материал в килограммах, а вам нужно знать его объем
  • Вы хотите правильно р ассчитать количество единиц транспорта, необходимых для перевозки купленного материала

Показатель учитывается при расчете веса и объема материалов в нашем калькуляторе. Для вашего удобства мы привели конкретные циф р ы в таблице Насыпная плотность нерудных материалов.

Насыпная плотность цемента (кг м3): таблица показателей, определение истинной плотности

При возведении зданий и сооружений используются цементные смеси, обеспечивающие высокий уровень надежности всех конструкций. Показатель, который необходимо знать для определения требуемого количества цемента, — его плотность.

Читайте так же:
Раствор цемент с пва пропорции

Характеристика цемента, его химическая формула

Цемент — вещество с многокомпонентной формулой, которое изготавливается искусственным путем из минерального сырья. Относится к материалам неорганического происхождения и обладает вяжущими свойствами.

Используется в строительстве для приготовления цементных растворов разного состава. При смешивании сухого цемента с жидкостью образуется пластичная масса темно-серого цвета, способная равномерно заполнить форму нужной конфигурации. Раствор постепенно затвердевает и приобретает камнеподобный вид.

Формула этого материала зависит от его типа. Так, в портландцементах преобладает оксид кальция (до 67%), присутствуют также диоксид кремния (до 22%), оксид алюминия (до 5%), оксид магния (не более 5%), оксид серы (от 1,5 до З,5%), а сульфатостойкость материала достигается путем снижения содержания алюминатов кальция.

В состав пуццолановых веществ, кроме CaO и минеральных добавок, входит гипс (двуводный сульфат кальция). Основой глиноземистых цементных смесей являются низко-основные алюминаты кальция, а оксид кальция и диоксид алюминия присутствуют в сопоставимых количествах (50-55% и 45-50%). Шлаковые цементы изготавливаются из мелкогранулированного доменного шлака с добавлением известняка или без него.

  • насыпная плотность;
  • удельная (истинная) плотность;
  • время схватывания и затвердевания;
  • показатели прочности;
  • влаго- и морозоустойчивость;
  • тонкость помола;
  • стойкость к коррозии.

Все показатели могут в некоторой степени изменяться в зависимости от внешних условий. 2 первых из них являются определяющими при расчете количества материала, необходимого для возведения какого-либо объекта.

Насыпная и удельная

Любое сыпучее вещество, к которым относится и цемент, состоит из твердых частиц, разделенных между собой воздушными пустотами. Объем воздуха, окружающего каждую частицу, изменяется под влиянием внешних условий, поэтому и масса у одного и того же количества цемента может быть разной.

Для каждого сыпучего материала существуют 2 физических параметра, которые определяются как соотношение его веса к занимаемому им объему. Они называются насыпной и удельной (истинной) плотностью вещества. При определении первого параметра учитывается объем воздуха, скопившегося между частицами материала.

Его используют для строительных расчетов требуемого количества цемента, находящегося в разрыхленном состоянии. Значения насыпной плотности цемента в кг/м3 (килограммах на метр кубический) для наиболее распространенных марок приведены в таблице:

МаркаМ100М200М300М400М500
Плотность700900110012001300

Удельная плотность является величиной постоянной. При ее вычислении предполагается, что частицы вещества прилегают друг к другу настолько плотно, что между ними не остается воздушной прослойки. Величина истинной плотности цемента всегда выше насыпной и может достигать 3200 кг/м³.

Факторы плотности

Насыпная плотность — переменная величина, зависящая от многих факторов. Наименее плотной является только что изготовленная цементная смесь. Между ее частицами еще сохраняется статическое электричество, что приводит к отталкиванию фракций друг от друга и образованию многочисленных пустот. Освободившееся в материале пространство заполняется воздухом. Со временем внутренний объем воздуха уменьшается, и строительная смесь становится более плотной.

Этот параметр зависит от марки материала. Чем выше его качество, тем более мелкие фракции составляют материал и тем меньше воздуха в нем присутствует. Например, плотность у цемента М400 существенно выше, чем у М100. На показатель также оказывают влияние условия хранения и транспортировки материала. Свежая продукция в мешках обладает рыхлой структурой, но имеет свойство постепенно слеживаться.

Играет роль и технология изготовления строительного сырья. На плотность влияет химический состав и качество помола (однородность и размер составляющих его фракций), способ сушки шлама на силосах. Наиболее плотным будет стройматериал мелкого помола. Самые низкие показатели плотности у пуццолановых смесей. Они составляют 900-1100 кг/м³.

Пониженной плотностью обладают цементы с пластификаторами и разными добавками, повышающими морозоустойчивость и улучшающими другие характеристики. Наиболее плотными являются материалы, не содержащие присадок, такие как портландцемент.

Расчет и определение

Удельная плотность сухого цемента в промышленных условиях определяется прибором Ле-Шателье. Но для оценки прочности будущего бетона или другого раствора нужно знать значение насыпной плотности, т.к. от него зависит, насколько пористой получится конструкция. В строительных расчетах чаще всего применяются усредненные показатели. Для свежего материала используют значения 1200-1300 кг/м³, слежавшегося — 1500-1600 кг/м³.

Но иногда для замешивания прочного раствора необходимо знать точное значение этого параметра. Сделать правильный расчет насыпной плотности можно и самостоятельно.

  • мерная емкость объемом 1 л;
  • воронка;
  • весы.

Массу заполненного сосуда обозначают как M2. Искомую величину определяют по формуле: P = (M1 — M2)/V. Значение массы при подсчетах должно быть выражено в килограммах, объема — кубических метрах.

Для получения наиболее корректных данных измерения и вычисления проводят дважды, а окончательный результат выводят как среднеарифметическую величину. Использование этого способа расчета насыпной плотности дает результат с погрешностью до 0,01 кг/м³, что позволяет достичь требуемой прочности возводимой конструкции и избежать существенных ошибок при строительстве.

Заключение

Определение насыпной плотности цемента в некоторых случаях является необходимостью, потому что от него зависят эксплуатационные характеристики цементного раствора. Чтобы сделать это правильно, следует понимать разницу между удельной и насыпной плотностью материала.

Плотность цемента – как определяется и на что влияет?

Удельная плотность цемента – это переменная относительна величина, характеризующая сколько килограммов материала помещается в той или иной единице объема. За единицу объема принимается 1 метр кубический или 1000 дециметров кубических.

Практическое значение данной величины – определение расхода цемента при производстве бетона, цементного раствора и изготовлении Железобетонных изделий: тротуарной плитки, плит перекрытия, лестничных маршей, бетонных колец, бетонных лотков и пр.

Определение истинной плотности сухого цемента

При необходимости, истинную плотность цемента определяют для каждой конкретной партии вяжущего. Это простой процесс, который можно реализовать в домашних условиях своими силами.

Потребуется емкость объемом кратным 1 литру (1 дм3) и весы (бытовой кантер, чашечные весы, лабораторные весы и т.п.). Можно взять стандартную литровую стеклянную банку для консервации, взвесить ее. Далее аккуратно засыпать в нее проверяемый строительный материал, опять взвесить.

Вычесть из полученной цифры вес пустой банки и умножив полученный результат на 1000 (количество литров в 1 м3) получить удельный вес конкретной партии цемента в стандартных единицах кг/м3.

  • Вес пустой банки объёмом 1 литр: 0,25 кг.
  • Вес банки с цементом: 1,5 кг.
  • Вес цемента в объеме 1 литр: 1,5-1,25=1,25 кг.
  • Удельный вес цемента: 1,25х1000=1 250 кг/м3.

Имея истинную плотность материала, можно очень точно рассчитать необходимый расход вяжущего на приготовление той или иной марки бетона или раствора в привычных единицах измерения – «ведро». В этом случае следует использовать правило: 1 литр =1 дм3 или 0,001 м3.

Средняя плотность цемента

Большинство строительных компаний и заводов ЖБИ, оперируя в своей повседневной деятельности значительными объемами цемента из разных партий не «заморачиваются» точными расчетами истинной удельной плотности, и принимают к исполнению так называемую усредненную удельную плотность цемента.

Данная характеристика рассчитывается как среднее арифметическое суммы удельной плотности слежавшегося цемента (1500-1600 кг/м3) с удельной плотностью только что изготовленного материала (1 100 кг/м3): 1500+1 100/2=1 300 кг/м3.

Укрупненное (среднее) значение удельной плотности цемента 1 300 кг/м3, по умолчанию, используют в расчетах количества закупки вяжущего и количества расхода, практически все строительные компании и все частные застройщики.

Физический смысл удельной плотности цемента

Некоторых застройщиков заинтересует вопрос: «почему цемент имеет такой большой дифференциал разброса значения удельной плотности?». Ответ на этот законный вопрос кроется в курсе физики средней школы.

При помоле клинкера, отдельные частички цемента получают разноименные электрические заряды, и в соответствии с законом Кулона стараются оттолкнуться друг от друга. Образовавшиеся при этом «межчастичные» пустоты заполняет окружающий воздух.

Поэтому, плотность цемента м500, плотность цемента м400, плотность цемента м300 или цемента другой марки, только что сошедшего с «конвейера» и упакованного в бумажные мешки или мягкие контейнеры биг-бены, минимальна и составляет в среднем 1 150-1200 кг/м3.

Читайте так же:
Как сделать кирпич без цемента

При длительном хранении или транспортировке на значительные расстояния плотность цемента м400 в мешках или мягких контейнерах увеличивается. При трении друг о друге, «разнозаряженные» частички цемента становятся «однозаряженными», соответственно стремятся слипнуться друг другом, выдавливают воздух, и обретают плотность слежавшегося цемента 1 500-1 600 кг/м3.

Показатель плотности цементного порошка

Показатель удельного веса в случае сыпучих материалов находится путем деления их массы на занимаемый объем и имеет прямую зависимость от степени уплотнения и доли вовлеченного воздуха. Портландцемент и сходные виды вяжущего, получаемые в процессе помола спеченного клинкера, не являются исключением, в разных состояниях это значение у них меняется. Точная величина насыпной плотности зависит от многих факторов: от параметров цементного теста и особенностей помола до условий хранения и текущего качества зерен. Ее учет при подборе и проверке пропорций других компонентов строительных смесей исключает ошибки при замесе и улучшает их свойства.

Понятие плотности и влияние показателя

В сухом виде это вяжущее представляет собой взвесь пылеобразных зерен и воздуха, вовлеченная доля последнего напрямую зависит степени электрической заряженности между отдельными частицами. Этот тип сыпучих стройматериалов нельзя отнести к плотным, после затворения порошок практически полностью распределяется в воде и между частицами наполнителя. Максимальная разреженность наблюдаются у свежепомолотых и продутых составов, минимальная – у спрессованных в ходе транспортировки, вибрации или длительного хранения. Удельный вес имеет обратную зависимость: в разрыхленном состоянии – не более 1300 кг/м3, в слежавшемся – достигает 1600. Худшие показатели наблюдаются у отсыревших марок, начавшихся комковаться.

Разница между истинной плотностью и насыпной довольно велика (для ПЦ 3100 кг/м2 в сравнении с 1200). Значение массы вяжущего без пустот косвенно свидетельствует о прочности и других, связанных с ней характеристик, влияющих на пластичность, вес и удобоукладываемость будущих смесей. Истинная плотность у пуццолановых, шлако- и сульфатосодержащих марок уступает портландцементу (2700-2900 кг/м3 в сравнении с минимальными 3100). Максимальная наблюдается у разновидностей с оксидами бария.

В итоге на величину плотности цемента в сухом виде оказывает влияние:

  1. Состав и итоговая марка прочности вяжущего.
  2. Способ образования клинкера и тонкость его помола.
  3. Активность – минимальная насыпная плотность наблюдается сразу после измельчения в мельницах.
  4. Время контакта с открытым воздухом и способ хранения. Поглощение портландцементом влаги из окружающей среды увеличивает массу 1 куба до 1600-1700 в сравнении с нормативными 1300. Нужные параметры поддерживаются при их помещении в силосы с аэрацией или аналогичные специализированные резервуары, худшие результаты достигаются при длительном хранении цемента в мешках или биг-бегах, уложенных друг на друга.
  5. Наличие или отсутствие дополнительных присадок. Чистый ПЦ укладывается плотнее, чем смеси с добавками шлака или минеральных примесей. Но итоговая пористость искусственного камня при его использовании будет меньшей.

РазновидностьСтандартный диапазон или среднее значение плотности, кг/м3
ИстиннойНасыпной (удельный вес в рыхлом состоянии)
Глиноземистые марки3050-3100900-1150
Бездобавочный ПЦ, М300-М5003100-35001100-1600
ШПЦ2950-30501150-1250
Сульфато-шлаковые смеси2850-29501050-1200
Пуццолановый портландцемент (ППЦ)2750-2950850-1150
Сульфатостойкие ППЦ2700-2850850-1100

Плотность марки цемента м400 (самой распространенной) в свежем виде составляет 1200 кг/м2, в слежавшемся – 1500-1600. При расчете пропорций и количестве материала ориентируются на нормативную величину – 1300, характерную для ПЦ М500. При стандартном соотношении с песком 1:3 плотность смеси на их основе достигает 1700 кг/м3. В случае облегченных разновидностей с добавками перлита или шлаков – 1400.

Производители проверяют характеристику путем взятия пробы из партии и определения ее с помощью прибора Ле-Шателье. При необходимости плотность можно найти в домашних условиях, с использованием простой схемы: мерная емкость с известным объемом без горки или уплотнения засыпается портландцементом и взвешивается в заполненном и пустом состоянии. По возможности используется лабораторная посуда или ее аналоги с ровными закругленными стенками, чем точнее будут весы, тем лучше. После этого остается разделить разницу в массе на объем. Действия повторяют 2-3 раза, при подборе пропорций учитывается усредненное значение полученной насыпной плотности.

Автор: Валентин Токарев

Штукатурка на основе цемента — расход на 1 м2 и таблица пропорций

Классификация, маркировка и применение тампонажных цементов

Значение удельной плотности портландцемента. Таблица

Описанная выше технология определения истинной плотности цемента отвечает на все возможные вопросы неопытного застройщика. Тем не менее, в «справочных» целях следует привести ориентировочные значения насыпной плотности цемента 400, плотности цемента м500 и других марок портландцементов, сведенных в следующую таблицу:

Марка цементаУдельная плотность, кг/м3
М100900
М150900
М200900
М3001 100
М4001 100
М5001 100

Анализируя данную таблицу, стоит заметить, что в широкой продаже можно приобрести портландцементы марки М400 и М500 (новая маркировка ЦЕМ I 32,5Н ПЦ и ЦЕМ I 42,5Н ПЦ). Материалы марок М300, М200, М150 и М100 уже не выпускаются. Поэтому приведенную таблицу стоит рассматривать как «справочную», в целях общего понимания сути вопроса.

Факторы плотности

Насыпная плотность цемента существенно отличается от истинной тем, что она является величиной, умеющей меняться. Находится она чаще всего в пределах от 1100 до 1600 килограмм на один метр кубический.

Существует определенный перечень различных факторов, которые могут повлиять на материал, изменив насыпную плотность цемента.

К ним относятся:

  1. Марка материала. Считается, что любой цемент более низкой марки имеют соответственно более низкую плотность. Именно поэтому данный показатель у материала М200 будет ниже, нежели в М400.
  2. На данный фактор важно обращать внимание, так как марка цемента – это практически первое, на что обращает человек внимание, осуществляя покупку данного товара.
  3. Технология производства. В зависимости от того, каким образом изготовлялся цемент, у него могут быть различные фракции, отличающиеся прежде всего диаметром частиц. Это в свою очередь значительно влияет на то, какие воздушные пространства будут между ними.
  4. Если частицы цемента значительные в свои размерах, то пустоты также будут немаленькими. Чем мельче помол, тем меньше воздушного пространства останется в готовом материале.


Технология производства

  1. Химический состав. Если в состав материала добавить определенные пластификаторы, добавки, глинозем или другие элементы, его насыпная плотность может немного поменяться. Связанно это с тем, что размер этих компонентов отличается от размера частиц самого цемента.
  2. В итоге они могут, как увеличить воздушное пространство, так и занять его, будучи достаточно маленькими.


Химический состав

  1. Условия хранения. В некоторых средах материал может достаточно быстро набирать или же терять свои технические характеристики. Например, цемент, находящийся в силосе, длительное время может совершенно не менять показателей плотность в отличие от материала, расположенного на открытом пространстве.
  2. Влага может вытеснять пространство между пустотами, делая цемент более тяжелым и уплотненным. Если транспортировка цемента была неаккуратной, чаще всего его показатели плотности увеличиваются. Чем больше было ушибов на дороге, тем более высокой будет плотность материала.
  3. Дата производства. Если цемент был изготовлен сравнительно недавно, в нем остается небольшое количество статического заряда, который существенно может увеличивать воздушное пространство между частицами материала.
  4. Из этого следует, что, чем дольше времени прошло после даты производства, тем более высокой будет плотность.

Плотность сухого цемента меняется от всех вышеперечисленных факторов, поэтому очень важно на них обращать внимание, производя расчеты, или же осуществляя поиск ответа на то, почему существуют отличия между указанными производителем параметрами материала и реальными данными.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector