Продолжение табл. 26

Наименование породы		Структура	Текстура	Цвет	Главные породообразующие минералы	Строительно-технические свойства	Основные особенности		Рекомендуемое применение
							достоинства	недостатки
Песок	Тонкообломочные породы	Рыхлозернистая	Морские и речные пески имеют окатанную форму, ледниковые - угловатую	Светлые, желтоватые тона	Кварц, полевой шпат, слюда, кальцит	=1,5…1,6; = 2,6 0…2,65;	Распространенность в природе, легкость добычи и транспортировки	Различный гранулометрический состав. Наличие примесей (частиц пыли, глины, гумуса, слюды и др.)	Сырье для раствора, бетона, стекла, кирпича, керамических изделий. Дорожные покрытия, гидротехнические сооружения (плотины, дамбы)
Глина		Связнозернистая	-	Белый, желтый, бурый	Каолинит, монтмориллонит, галлуазит	-	Распространенность в природе, пластичность, спекаемость	Тщательная переработка глины. Усадка при сушке и обжиге.	Кирпич, черепица, трубы канализационные и дренажные, огнеупоры, раковины, бачки, унитазы, плитки для облицовки стен и для пола
Конгломераты	Сцементированные породы	Конгломератная	Монолитная, массивная-	Серый, черный, желтый, коричнево-желтый, красно-бурый	Такие же как у первичной породы	=1,5…2,9; R сж=5…160;	-	Нестабильность состава и свойств; трудоемкая распиловка и полировка, ограниченное количество месторождений	Покрытия полов, отделочные, декоративные камни; для получения балласта
Песчаники		Плотная, сцементированная.	Плотная.	Серый, зеленый, желтый, коричневый, бурый, красный	Кварц, полевой шпат, кальцит	=1,9…2,8; R сж=1…150; Тв=4…5; Пор=2,8…3; В=0,2…0,25; И = 0,5…5; Кр=0,8…0,9.	Химическая стойкость; хорошо поддаются теске; наиболее прочными являются кремнистые песчаники (R сж=100…150)	Не полируются; глинистые песчаники имеют низкую прочность и морозостойкость, известковые – водостойкость	Для получения стенового камня, бута, щебня, декоративного материала, кислотоупорных и огнеупорных изделий

Продолжение табл. 26

Наименование породы		Структура	Текстура	Цвет	Главные породообразующие минералы	Строительно-технические свойства	Основные особенности		Рекомендуемое применение
							достоинства	недостатки
Гипс	Химические породы	Мраморовидная, крупнозернистая.	Плотная	Белый, серый, розовый, желтый, коричневый.	Гипс	=2,2…2,4; R сж=5…30; Тв=2; В=0,2…3; И=1…5.	Легко обрабатывается, хорошо полируется; при производстве вяжущих имеет низкую температуру обжига (160 0С)	Включения глинистых веществ, низкая водостойкость	Для производства строительного гипса, в качестве облицовочного камня, как добавка при производстве цементов.
Ангидрит		Зернисто-кристаллическая	Плотная	Белый, серый, голубоватый	Ангидрит	=2,8…2,9; R сж=60…80; Тв=3	Легко обрабатывается механически	Низкая водостойкость	Стеновой, отделочный материал; при производстве вяжущих веществ
Известняк		Микрозернистая, зернистая, кристаллическая	Пористая, кавернозная	Белый, серый, желтый	Кальцит, кварц, глинистые минералы.	=2,0…2,6; R сж=20…50; Тв=3	Легкость добычи и механической обработки, долговечность.	Невысокая коррозионная стойкость.	В качестве бутового камня, для стен зданий, для наружной облицовки, как заполнитель в бетонах, для получения извести, цементов, керамики, стекла.
Магнезит		Плотная, микрозернистая, кристаллическая	Плотная	Бесцветный, белый, серый, желтый	Магнезит	=2,7…3,0; R сж=25…200; Тв=4; В=0,2… 15	Легкость добычи и механической обработки.	Редко встречаются в природе; невысокая коррозионная стойкость	Для получения магнезиальных вяжущих веществ, огнеупоров
Доломит		Плотная, микрозернистая, кристаллическая, зернистая.	Плотная, пористая, трещиноватая	Белый, желтовато-белый, светло-бурый.	Доломит, кальцит	=2,5…2,9; R сж=15…200; Тв=3; В=0,2… 15	Легкость добычи и механической обработки.	Невысокая коррозионная стойкость.	В качестве бутового камня, для стен зданий, для наружной облицовки, как заполнитель в бетонах, для получения извести, цементов, керамики, огнеупоров, стекла.
Известковый туф		-	Пористая	Белый, серый, коричневый.	Кальцит	=2,1….2,3 Rсж=20…40 (до 80); Тв=3; Пор=5…14; В=4…40.; И=5 и более.	Легкость обработки.	Малая прочность, высокая пористость, невысокая коррозионная стойкость, недолговечность.	В качестве штучных камней для кладки стен, щебня для легких бетонов, для получения извести, для облицовки, для получения цемента, в том числе белого, для производства архитектурных деталей.

Продолжение табл. 26

Наименование породы		Структура	Текстура	Цвет	Главные породообразующие минералы	Строительно-технические свойства	Основные особенности		Рекомендуемое применение
							достоинства	недостатки
Известняк	Органогенные породы	Кристаллическая, мраморовидная, скрытокристаллическая.	Плотные, мелко- и крупнопористые, кавернозные	Белый, красноватый, зеленоватый, желтый, серый.	Кальцит, реже магнезит, кварц, глинистые минералы.	=1,2….3,1; Rсж=10…200; Тв=3; И=1…5.	Хорошо обрабатывается, высокая прочность (для плотных известняков), долговечность.	Разрушается под действием кислот. Примеси кварца и глины снижают качество известняка.	Для изготовления плит, фасонных деталей, для облицовки стен, лестничных ступеней, подоконников, цоколей, карнизов, бута, заполнителя для бетонов, для получения извести, для получения цемента, в том числе белого, для производства архитектурных деталей.
Известняк-ракушечник		Скрытокристаллическая, крупнокристаллическая	Крупнопористая	Белый, серый, розовый, золотисто-желтый	Кальцит, кварц,, плагиоклаз	=0,6…1,7; Rсж=2…60; Тв=2; В=20…30.	Хорошо обрабатывается, шлифуется, полируется); низкая теплопроводность, долговечность.	Невысокая коррозионная стойкость.	Стеновой материал и длянаружной и внутренней облицовки зданий
Мел		Микро-зернистая	Землистая	Белый	Кальцит, в небольших количествах глинистые вещества и кварц.	=1,5….1,6; R сж=0,8…5.	Легкость обработки.	Низкая водостойкость, химическая и атмосферостойкость.	Для получения извести, цемента, в керамике, при производстве меловых и водоэмульсионных красок, при производстве стекла, пластмасс
Трепел		Слабоцементированная	Пористая	Белый, серый	Опал	=0,5….1,3 ;	Высокая огнеупорность, кислотоупорность, низкая звуко- и теплопроводность	Низкая прочность	Звуко- и теплоизоляционные материалы, огнеупорные и кислотоупорные материалы, адсорбенты, фильтрующие материалы
Опока		Мелкозернистая	Пористая	Белый, серый, светло-желтый	Опал	=1,2….1,5; R сж=1,0…3,0. Пор=20…40;	Легкость обработки, низкая звуко- и теплопроводность	Низкая морозостойкость	Стеновой материал, заполнитель в бетонах, для получения белых вяжущих веществ

Продолжение табл. 26

Наименование породы	Структура	Текстура	Цвет	Главные породообразующие минералы		Строительно-технические свойства	Основные особенности		Рекомендуемое применение
							достоинства	недостатки
3. МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ
Мрамор (из известняков)	Кристаллическая, мелкозернистая.	Плотная	Полихроматические разнообразные тона: розовый, красный, белый, черный, зеленый.	Кальцит (прочно сросшийся), доломит, редко магнезит, слюда, кварц.	=2,7…2,85; R сж=50…300 ; Тв=3…4; Пор=0,9…3; В=0,1…0,7; И = 0,2…2,0; Кр=0,8…0,9.		Декоративность, хорошо шлифуется, легко обрабатывается, возможность получения любой фактуры.	Подверженность коррозии и выветриванию под действием воды, сернистого газа, кислот, изменения температуры. Не рекомендуется для наружной облицовки.	Плиты облицовочные, цокольные, для полов, ступени, карнизы, профильные изделия, колонны, парапеты, декоративные изделия, скульптура. Отходы мраморообработки используются для получения отделочных растворов, бетонов, в виде минерального порошка.
Гнейс (из гранитов)	Кристаллическая, крупно- и мелкозернистая.	Плотная, сланцеватая.	Полихромные цветовые тона, преобладает серый и розовый.	Ортоклаз, плагиоклаз, кварц, слюды, авгит.	=2,5….2,6; R сж=60…100.		Декоративность, разнообразная цветовая гамма, долговечность, антикоррозийность.	Менее долговечны, чем граниты из-за сланцеватого строения, значительные затраты на добычу и обработку.	Плиты : цокольные, подоконные; ступени, карнизы, колонны, дорожно-строительный камень, щебень, профильные изделия; бутовые плиты для кладки фундаментов, тротуаров, облицовки каналов, набережных.
Кварцит (из песчаников)	Кристаллическая, мелко- и среднезернистая.	Плотная, равномерно кристаллическая.	Монохроматические разнообразные цвета: красный, розовый, серый, белый, фиолетовый	Кварц перекристаллизованный, сцементированный кремнистым веществом.	=2,5…2,7; R сж=80…400 ; Тв=6…7; Пор=0,7…0,8; В=0,01…0,2; И = 0,1…0,3; Кр=0,9.		Декоративность, разнообразная цветовая гамма, однородность окраски, долговечность.	Хрупкость, гладкая поверхность раскола и острые ребра щебня.	Плиты для наружной облицовки повышенной стойкости; в виде щебня, бута; плиты для полов, ступени, профильные и декоративные изделия.
Сланец (из глин)	Кристаллическая, мелко- и среднезернистая.	Слоистая	Хроматические темные цветовые тона, преимущественно темно-серый или черный.	Кварц, слюда, каолинит.	=2,4…2,6; Тв=3…5.		Достаточная водостойкость, стойкость против выветривания, легко раскалывается на тонкие (3…10 мм) плитки.	Малая прочность, хрупкость, ограниченность применения.	В качестве кровельного и стенового материала, реже в виде плит для тротуаров. Материал преимущественно местного значения.

Условные обозначения: ρ_т - средняя плотность, г/см³; ρ - истинная плотность, г/см³; ρ_нас - насыпная плотность, г/см³; R_сж – предел прочности при сжатии, МПа; Тв – твердость по шкале Мооса; Пор – пористость, %; В – водопоглощение, %; И – истираемость, г/см²; Кр – коэффициент размягчения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
ИСПЫТАНИЕ ПЕСКА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

6.1. Общие сведения

Песок применяется в качестве заполнителя для тяжелых, легких, мелкозернистых, ячеистых и силикатных бетонов, строительных растворов, для приготовления сухих смесей, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Свойства бетонов и растворов в значительной степени обусловливаются качеством мелкого заполнителя – песка.

Песок, вместе с крупным заполнителем (щебнем или гравием) занимают до 80 % объема бетона, обусловливая снижение расхода вяжущего вещества при изготовлении изделий.

Заполнители создают в бетоне жесткий каменный скелет, воспринимающий усадочные напряжения и уменьшающий усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня. Жесткий скелет из высокопрочных заполнителей увеличивает прочность и модуль упругости бетона, уменьшает его ползучесть.

К песку относят заполнитель с размером зерен от 0,16 до 5 мм.

Песок для строительных работ подразделяется на следующие виды:

природный песок – материал, получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений;

дробленый песок – материал, получаемый дроблением скальных горных пород и гравия;

фракционированный песок – песок, искусственно разделенный на две или более фракций;

песок из отсевов дробления – материал, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня.

По насыпной плотности в сухом состоянии разделяют тяжелые (ρ_н > 1200 кг/м³) и пористые (ρ_н < 1200 кг/м³) мелкие заполнители.

В зависимости от зернового состава песок подразделяют на 8 групп по крупности: очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

В зависимости от зернового состава и содержания пылевидных и глинистых частиц песок подразделяется на два класса:

I класс (включает в себя 5 групп крупности)– очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний и мелкий.

II класс (включает в себя 8 групп крупности)– очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

Качество песка оценивается по результатам лабораторных испытаний.

Песок, предназначенный для строительных работ, должен обязательно удовлетворять требованиям норм относительно зернового состава, содержания органических примесей, пылевидных и глинистых частиц, радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона могут также определяться плотность зерен песка, пустотность, насыпная плотность и другие показатели.

6.2. Цель работы

Ознакомиться с техническими требованиями на песок для строительных работ, методами испытания песка, научиться давать оценку возможности использования песка для приготовления бетонов, растворов и для других строительных целей

6.3. Порядок выполнения работы
6.3.1. Определение истинной плотности зерен песка

Истинную плотность определяют путем измерения массы единицы объема высушенных зерен песка. Истинную плотность определяют с помощью мерного цилиндра, пикнометра или прибора Ле-Шателье (см. лабораторная работа № 1 п. 1.3.1.).

Результаты опытов заносятся в таблицу.

Мелкий заполнитель в плотном тяжелом бетоне должен иметь плотность зерен 2,0…2,8 г/см³.
6.3.2. Определение насыпной плотности песка

Насыпную плотность определяют в неуплотненном состоянии с помощью мерного сосуда вместимостью 1 л (см. лабораторная работа № 1 п. 1.3.3.).

Результаты опытов заносят в табл.25.

  Таблица 25

Результаты определения насыпной плотности песка

Номер пробы	Масса, кг		Объем (V), м3	Насыпная плотность, кг/м3
	m1	m2		Частные значения	Среднее значение

Для обычного тяжелого бетона применяется песок с насыпной плотностью более 1400 кг/м³.

6.3.3. Определение пустотности песка

Пустотность (содержание межзерновых пустот) песка в стандартном неуплотненном состоянии определяют расчетом на основании предварительно установленных значений истинной плотности и насыпной плотности песка.

Пустотность песка (V_м.п.) в % по объему вычисляют по формуле:

(47)

где ρ- истинная плотность песка, кг/м³;

ρ_н - насыпная плотность песка, кг/м³.

Пустотность – очень важная характеристика заполнителя. При изготовлении плотного конструкционного бетона, чем меньше пустотность заполнителя, тем меньше расход цементного теста и соответственно цемента.

6.3.4. Определение содержания пылевидных и глинистых частиц

Содержание в песке пылевидных, глинистых частиц (размер частиц ≤ 0,05 мм) определяется методом отмучивания. Для этого из средней пробы песка отвешивают 1000 г и высыпают в цилиндрический сосуд для отмучивания (диаметром 120 мм и высотой 320 мм); заливают водой выше уровня песка на 200 мм. Песок выдерживают в воде 2 ч, перемешивая его несколько раз и тщательно отмывая от приставших к зернам глинистых частиц. Затем содержимое сосуда энергично перемешивают и оставляют в покое на 2 мин. Через 2 мин покоя сливают мутную воду до уровня 30 мм над песком. Затем снова заливают чистую воду до первоначального уровня и повторяют опыт. Песок промывают до тех пор, пока сливаемая вода не станет прозрачной.

Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц (П_отм) в % рассчитывают по формуле:

(48)

где m - масса высушенного песка до отмучивания, г;

m₁- масса высушенного песка, после отмучивания, г.

Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц не должно превышать значений, указанных в табл. 26, с помощью которой устанавливается класс песка.


Таблица 26

Характеристики песка по содержанию пылевидных и глинистых частиц

Класс и группа песка	Содержание пылевидных и глинистых частиц, в % по массе
	В песке природном	В песке из отсевов дробления
I класс Очень крупный Повышенной крупности, крупный и средний Мелкий	- 2 3	3 3 5
II класс Очень крупный Повышенной крупности, крупный и средний Мелкий и очень мелкий Тонкий и очень тонкий	- 3 5 10	10 10 10 Не нормируется

Суммарное содержание пылевидных и глинистых частиц не должно превышать: в песке для бетонов 3 %, для кладочных растворов 10 % и для штукатурных растворов 15 % по массе.

6.3.5. Определение наличия органических примесей

Наличие органических примесей (гумусовых веществ) определяют сравнением окраски щелочного раствора над пробой песка с окраской эталона.

Для этого из средней пробы песка в состоянии естественной влажности берут навеску около 250 г. Наполняют песком мерный цилиндр вместимостью 250 мл до уровня 130 мл и заливают 3-процентным раствором гидроксида натрия до уровня 200 мл. Содержимое цилиндра перемешивают и оставляют на 24 ч, повторив перемешивание через 4 ч после первого перемешивания. Затем сравнивают окраску жидкости, отстоявшейся над пробой, с цветом эталонного раствора или стеклом, цвет которого идентичен цвету эталонного раствора.

Песок пригоден для использования в бетонах или растворах, если жидкость над пробой бесцветна или окрашена значительно слабее эталонного раствора.

При окраске жидкости незначительно светлее эталонного раствора цвета содержимое сосуда подогревают в течение 2…3 ч на водяной бане при 60…70 °С и вновь сравнивают цвет жидкости с цветом эталонного раствора.

Эталон приготовляют заранее. Он состоит из смеси 5 мл 2-процентного раствора танина в 1-процентном растворе этилового спирта и 195 мл 3-процентного водного раствора гидроксида натрия.
6.3.6. Определение зернового состава и модуля крупности песка

Зерновой состав песка определяют путем рассева песка на стандартном наборе сит (рис. 19).

Пробу высушенного песка массой 2 кг просеивают через сита с отверстиями диаметрами 5 и 10 мм с целью определения содержания в песке гравия.

Из части пробы песка прошедшего через сито 5 мм отбирают навеску в 1000 г, которую просеивают через стандартный набор сит с отверстиями 2,5 мм,1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм и 0,16 мм. Рассев производят на лабораторном трясуне или вручную. По окончанию рассева взвешивают остатки на ситах и определяют частные остатки (a_i) в % на каждом сите (отношение массы остатка на данном сите к массе просеиваемой навески) по формуле:

(49)

где m_i - масса остатка на данном сите, г;

m - масса просеиваемой навески, г.

Полные остатки (A_i) в % на каждом сите (сумма частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите) в процентах вычисляют по формуле:

A_{i =} a_2,5 + a_1,25 +...+ a_i , (50)

где a_2,5;a_1,25;a_i - частные остатки на соответствующих ситах, %.

Модуль крупности песка вычисляют по формуле:

, (51)

где A_2,5; A_1,25; A₀₆₃; A₀₃₁₅; A₀₁₆ - полные остатки на ситах, %.

Р

езультаты определения зернового состава и расчета модуля крупности песка заносят в таблицу 27 и изображают графически в виде кривой рассева (рис. 20)

Таблица 27

Зерновой состав песка.

Н аименование остатка	Остатки на ситах,%					Проход через сито № 016, %	Мк
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Частные Полные	a 2,5 A 2,5	a 1,25 A 1,25	a063 A 063	a0315 A 0315	a016 A 016

1
– нижняя граница крупности песка (М_к = 1,5); 2 – нижняя граница крупности песка (М_к = 2,0)для бетонов класса В15 и выше; 3 – нижняя граница крупности песка (М_к = 2,5) для бетона класса В25 и выше; 4 – верхняя граница крупности песков (М_к = 3,25).

Рис. 20. График зернового состава песка

Местонахождение кривой просеивания относительно кривых 1,2,3,4 определяет применение песка в тяжелых и мелкозернистых бетонах.

При несоответствии зернового состава требованиям графика (выхода одной или нескольких точек кривой просеивания за пределы рекомендуемой зоны) следует применять укрупняющую добавку к мелким пескам – крупный песок, а к крупному песку – добавку, понижающую модуль крупности, - мелкий песок.

Группа зернового состава песка и область его применения устанавливается с помощью табл. 28.

Таблица 28

Группы песка и их применение

Группа песка	Модуль крупности	Полный остаток на сите № 063, %	Область применения
Очень крупный Повышенной крупности Крупный Средний Мелкий Очень мелкий Тонкий Очень тонкий	> 3,5 3,0…3,5 2,5…3,0 2,0…2,5 1,5…2,0 1,0…1,5 0,7…1,0 < 0,7	> 75 65…75 45…65 30…45 15…30 10…30 < 10 нет нормы	Для дорожных покрытий Для бетонов и дорожных покрытий Для бетонов, растворов, дорожных покрытий То же То же То же Для растворов -

С помощью табл. 29 устанавливается класс песка.

Содержание зерен крупностью свыше 5, 10 мм и менее 0,16 мм не должно превышать значений, указанных в табл.29.

Таблица 29

Характеристики классов песка по содержанию крупных и мелких зерен

Класс и группа песка	Содержание зерен крупностью, в % по массе
	Свыше 10 мм	Свыше 5 мм	Менее 0,16 мм
I класс Повышенной крупности, крупный и средний Мелкий	0,5 0,5	5 5	5 10
II класс Очень крупный и повышенной крупности Крупный и средний Мелкий и очень мелкий Тонкий и очень тонкий	5 5 0,5 Не допускается	20 10 10 Не допускается	0 15 20 Не нормируется

В качестве мелкого заполнителя для бетонов, в основном, используются пески с М_к = 1,5…3,25. Для строительных растворов лучшими считают пески с М_к < 2,2 (для штукатурных растворов М_к = 1…2). В штукатурных растворах для обрызга и грунта следует применять песок с размером зерен не более 2,5 мм, а для отделочного слоя – не более 1,25 мм.

6.3.7. Определение влажности
Влажность определяется путем сравнения массы песка в состоянии естественной влажности и после высушивания.

Навеску массой 1000 г песка насыпают в противень и сразу же взвешивают, а затем высушивают до постоянной массы при температуре 105 ^оС.

Влажность песка (W) в % вычисляют по формуле:

, (52)

где m – масса навески в состоянии естественной влажности, г

m₁ – масса навески в сухом состоянии, г.

Приборы, инструменты, материалы:  весы по ГОСТ 23711-79 или ГОСТ 24104-80; набор сит по ГОСТ 6613-86; шкаф сушильный; цилиндр стеклянный на 250 мл; колориметрическая проба; пикнометр по ГОСТ 22524-77; мерная емкость размером 1 л; сито с круглыми отверстиями 5 мм; вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72; плакат с графиком рассева песка.

Аттестационные вопросы

1. 
   Что представляет собой песок?
   
2. 
   Какие функции выполняет песок в бетонах и растворах?
   
3. 
   Как определяют плотность песка с помощью пикнометра?
   
4. 
   В чем заключается методика определения насыпной плотности
   

песка в неуплотненном состоянии?

5. 
   Изложите последовательность определения зернового
   

состава песка для строительных работ?

6. 
   Как рассчитывается модуль крупности песка?
   
7. 
   Изложите методику определения плотности песка.
   
8. 
   Как делят пески по модулю крупности?
   
9. 
   Опишите порядок определения степени загрязненности песка
   

глинистыми, пылевидными, и органическими примесями.

10. 
    Как определяется влажность песка?
    

Литература [ 1, 2, 3, 6, 12 ]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

<предыдущая страница | следующая страница>