Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79. Плотность песчаного бетона


О ПЕСЧАНОМ БЕТОНЕ

технология ТИСЭ

Каждого, кто знакомился с технологией ТИСЭ, интересо­вал состав смеси, прочность стеновых блоков, какими тепло­изолирующими характеристиками они обладают. Очень мно­гих одолевали сомнения: неужели на такой простой оснастке и своими руками так легко можно отформовать блок, выдер­живающий более 100 тонн, и который обладает высокой степе­нью морозостойкости.

Да, это так, что было подтверждено и теорией строитель­ных материалов, и испытаниями, и немалым опытом строи­тельства.

На начальных этапах освоения технологии ТИСЭ в качест­ве бетонного раствора предлагалось использовать смесь це­мента и песка (1 : 3) с небольшим содержанием воды (жест­кая смесь).

Идея использования такой смеси для формования стено­вых блоков пришла автору при просмотре одной из книг по строительной технологии.

"Материаловедение для каменщиков, монтажников конструкций", К. Н. Попов, М., Высшая школа. 1991г.

"...Марку цемента определяют по прочности на изгиб и сжатие образцов - балочек, изготовленных из цементно - песчаного раствора с весовым соотношением 1 : 3, и твердев­ших в нормальных условиях 28 суток при температуре (20()С).

Для изготовления трех образцов отвешивают 500 г порт­ландцемента и 1500 г стандартного песка (модуль крупности Мк=2,5...2,7). Смесь перемешивают и заливают 200 г воды (В/Ц=0,4) Тщательно перемешивают до получения однород­ной массы.

Приготовляемая растворная смесь не является кладочным или штукатурным раствором, а представляет собой как бы мо­дель бетона, поэтому она значительно менее пластична, чем традиционная растворная смесь, которой пользуются камен­щики и штукатуры. Создается жесткая смесь.

Теоретически, для твердения цемента, для протекания про­цесса его гидратации, требуется В/Ц = 0,2....0,25, но расход во-

А - испытание на изгиб; б - испытание на сжатие; 1 - половинка образца; 2 - плиты пресса; 3 - металлические накладки

Ды увеличивают для повышения удобоукладываемости рас­твора.

Смесь закладывают в разъемную металлическую форму, предназначенную для формования трех образцов размерами 40 х 40 х 160 мм. Смесь уплотняется либо вибрацией на вибро­столе в течение 3 минут, либо - послойным штыкованием (ручная трамбовка).

Прочность образцов - балочек определяют, испытывая их сначала на изгиб (рис. 6.9, а), а образовавшиеся половинки - на сжатие (рис. 6.9, б).

Предел прочности на сжатие Исж для образца вычисляют по формуле Исж = Р / F, где

Р - разрушающая нагрузка (кГ), F - площадь металлических накладок (см2).

. Предел прочности на сжатие цемента вычисляют по ре­зультатам шести испытаний, как среднее арифметическое че­тырех результатов (наибольший и наименьший не учитыва­ют...)".

Величина Исж в (кГ/см2) и будет соответствовать марке цемента. Так цемент, образцы которого разрушились при дав­лении 400 кГ/см2, будет иметь марку 400.

Именно такой процесс формования смеси песка и цемента было решено использовать при изготовлении стеновых бло­ков. Такой подход позволил получить для стеновых блоков

Максимально возможные прочностные характеристики, кото­рые можно создать с данным цементом.

Например, если площадь опоры стенового блока ТИСЭ-2 - около 600 см2, то при марке цемента 400, этот блок должен выдержать на сжатие около 240 т. Правда есть такой параметр, который показывает различие между результатами испытания образцов и уровнем предельных напряжений в реальных изде­лиях, изготовленных из тех же материалов и по той же техно­логии, что и образцы. Этот параметр зависит от геометрии из­делия: чем меньше относительная толщина стенок реальной конструкции, тем меньше этот коэффициент. В среднем, проч-. ность изделий уменьшается в 0,4...0,6 раз по отношению к прочности образцов.

Таким образом, вполне реально, чтобы наш стеновой блок смог выдержать на сжатие около 120 тонн. Если стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ, подвержен длитель­ной эксплуатации в условиях замораживания и оттаивания (блоки, расположенные во влажном грунте), то его реальная прочность снижается ещё вдвое. Это - около 60 тонн.

Если стеновые блоки не находятся в грунте, не намокают, защищены от попадания влаги или они находятся под слоем теплозащиты и не подвержены замораживанию - оттаиванию, то их расчетная прочность сохраняется на уровне 120 тонн.

Тем не менее, и 60 тонн - достаточно высокая величина. Один пустотный стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ-2, может выдержать вес небольшого каменного дома с бетонными перекрытиями (рис. 6.10).

При дальнейшем изучении материалов, касающихся разра­ботанной технологии, автор получил много подтверждений выбранной позиции.

"Бетонныеработы", А. А. Афанасьев., М., Высшая шко­ла., 1991г.

"..Жесткие бетоны при хорошем уплотнении обладают большей прочностью, чем подвижные, при одном и том же рас­ходе цемента. Применение жестких бетонов позволяет эконо­мить 10...20% цемента...".

"..Жесткая смесь имеет наименьшее водоцементное соот-

\ t /

Рис. 6.10, Один стеновой блок, отформованный на модуле ТИСЭ-2, может выдержать вес среднего дома

Ношение (В/Ц)...... Морозостойкость повышается при сниже­нии В/Ц... В настоящее время созданы бетоны с морозостойко­стью 600...800 циклов, например, бетоны на мелкозернистых заполнителях - песках.".

"...Особо жесткие смеси используют при изготовлении изде­лий по технологии, предусматривающей их немедленную рас­палубку.... Для повышения морозостойкости конструкций и увеличения их механических характеристик в дорожном строительстве применяют бетоны повышенной жесткос­ти...".

"... Для уплотнения жестких бетонных смесей при устрой­стве покрытий небольшой толщины используется трамбова­ние. Применяют пневматические или ручные трамбовки. Сме­си уплотняют слоями толщиной 10...15 см".

Стройинформ., 2001г., "Песчаный бетон:родина - Рос­сия", К. Львович, проф., НИИЖБ.

"... Известный уже более века песчаный бетон стал предме­том систематических исследований с середины пятидесятых годов, что было связано, в первую очередь, с организацией про­изводства железобетона в 'регионах, где отсутствуют место­рождения крупного заполнителя...".

"...Песчаный бетон, как правило, обладает высокими физико - механическими характеристиками по сравнению с бетоном на крупном заполнителе... ".

"...Бортовые камни из песчаного бетона, находившиеся 25 лет в эксплуатации, не имели следов разрушения, в то время, как бортовые камни из тяжелого крупнозернистого бетона, изготавливаемые по традиционной технологии, разрушились через 2-3 года от размораживания".

. "Песок - единственный заполнитель в песчаном бетоне, на­иболее дешевый и повсеместно распространенный строитель­ный материал, стоимость которого в России в 2 - 3 раза ниже стоимости щебня ив 6 - 8 раз - керамзитового гравия...".

Высокие показатели блоков, отформованных по техноло­гии ТИСЭ, были подтверждены комплексными испытаниями в КТБ Мосоргстройматериалы, проведенными в начале 1995 г. Блоки, отформованные с опалубкой ТИСЭ-2 с использовани­ем цемента марки 400, выдержали больше 100 т. При испыта­нии на морозостойкость после 50 циклов их прочность снизи­лась на 10% (по СНиП допускается - 25%).

Применение жесткой пескобетонной смеси в индивидуаль­ном строительстве пока не столь распространено. Для многих начинающих и даже профессиональных строителей это в но­винку. Поэтому на составе применяемых жестких смесей при­дется остановиться более подробно.'

Для правильного подбора состава пескобетонной смеси и ухода за созревающим бетоном, необходимо знать как харак­теристики самих составляющих смеси, так и технологические особенности создания пескобетона.

Немент

Портландцемент - гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера и не­большого количества гипса (1,5...3%).

Соотношение компонентов сырьевой смеси, необходимой для создания цемента, выбирают с тем расчетом, чтобы полу­ченный при обжиге портландцементный клинкер имел следу­ющий химический состав (%): СаО - 62...68, Si02 - 18...26, АІ203 - 4...9, Fe203 - 2...6. Для получения клинкера чаще все­го используют известняк и глину (добываемые отдельно) в со­отношении 3 :1 (по весу). Приготовленную смесь подают на обжиг во вращающуюся печь, где при температуре 1200..,1450°С происходит обжиг - образование цементного клинкера - твердых кусков размером в горошину или орех се­рого цвета. В шаровых мельницах куски клинкера тонко раз­малываются с гипсом и другими добавками (тонкость помола - менее 0,08 мм).

Обращаем внимание некоторых индивидуальных застрой­щиков, которые очень ревностно относятся к экологии жилья, что эти природные минеральные составляющие цемента - экологически нейтральны. Низкий уровень экологической бе­зопасности бетонных домов - в гранитном щебне и малой воз­духопроницаемости стен.

Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола. Чем тоньше помол, тем цемент бы­стрее твердеет.

Насыпная плотность цемента - 1100 ...1200 кг/м3, в уплот­ненном состоянии - до 1700 кг/м3.

Твердение цемента - химический процесс, который проис­ходит при взаимодействии его с водой, сопровождающийся выделением тепла. Частицы цемента начинают растворяться, причем одновременно происходят гидролиз (разложение от­дельных минералов водой) и гидратация (присоединение во­ды), образуется цементное тесто, из которого позднее выпада­ют твердые кристаллы высокой прочности.

Процесс твердения портландцемента - достаточно дли­тельный процесс (месяцы и годы). Но с течением времени ско­рость нарастания прочности замедляется. Поэтому качество цемента принято оценивать по прочности, набираемой им в первые 28 суток твердения.

Срок схватывания - одна из основных характеристик твер­дения цемента. Он рассчитывается от момента затворения {соединение с водой). Начало схватывания должно быть не ранее чем через 45 минут, а конец - не позднее 10 часов. Такие сроки дают возможность транспортировать и укладывать бе­тонные смеси до начала схватывания. Эти показатели опреде­ляют при температуре 20° С. Если цемент затворяют горячей водой (более 40" С), то может произойти очень быстрое схва­тывание.

При твердении бетона в естественных условиях 50% проч­ности достигается через 2-7 суток. Эти сроки значительно удлиняются при пониженных температурах. При повышении температуры до 80° С сроки созревания бетона сокращаются в 8 - 10 раз.

На производствах ЖБИ для ускорения набора прочности бетонными изделиями применяют пропарочные камеры, где бетонные изделия набирают прочность, достаточную для транспортировки изделий, за 5 - 10 часов.

Работая по технологии ТИСЭ, надо учитывать, что приго­товленная смесь должна быть израсходована до начала момен­та схватывания (за 20 - 30 мин).

Противоморозные добавки

При температуре + 5° С бетонные смеси резко снижают скорость набора прочности. При температуре ниже 0° С хими­чески несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме на 9%. В результате в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру.

При оттаивании процесс гидратации цемента возобновля­ется, но из - за разрушенной структуры бетон не может на­брать проектной прочности.

Экспериментами установлено, что если бетон до замерза­ния наберет 30 - 50% от проектной прочности, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико - ме­ханические характеристики.

При внесении химических добавок процесс твердения бе­тона будет протекать и при температурах ниже 0°С, но не­сколько замедленно (это свойство используется при бетони­ровании столбов в условиях вечной мерзлоты). Скорость на­бора прочности бетоном зависит от температуры и химическо-

Табл. 6.1. Скорость набора прочности бетона с протнвоморознымн добавками % от R

Температура твердения, °С

Твердение бетона, (сутки)

7

14

28

90

-5

30

50

70

90

-10

20

35

55

70

-15

10

25

35

50

Го состава противоморозных добавок.

Если противоморозные добавки действуют до температуры - 15°С, то можно принять следующие параметры скорости на­бора прочности бетоном (табл. 6.4).

Добавки водят в видр, водных растворов в процесс приго­товления бетонных смесей в количестве 2...10% от массы це­мента.

В качестве противоморозной добавки может быть исполь­зована обычная пищевая соль, смесь её и хлорида кальция:

- 5% водный раствор пищевой соли (на 40л воды - 1 кг со­ли) замерзает при - 5°С;

- раствор 6% пищевой соли и 9% хлорид кальция (ХК) (на 100 литров воды - 2,5 кг соли и 4 кг хлорид кальция) замерза­ет при - 15°С.

В качестве противоморозных добавок применяют и другие соли: нитрит натрия (НН), нитрат кальция (НК), нитрит - ни­трат кальция (ННК), поташ (П) и их соединения. Соли вводят в бетонную смесь только в виде водных растворов.

В настоящее время на рынке строительных материалов по­явилось достаточно много весьма эффективных отечествен­ных противоморозных добавок в жидком и в сухом виде.

Заполнитель песчаного бетона - песок

Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и сущест­венно влияют на его прочность, долговечность и стоимость. В технологии ТИСЭ для формования стеновых блоков основ­ной заполнитель - песок, но не любой.

Немедленная распалубка требует повышенной жесткости для раствора. Пластичные растворы, включающие мелкие

Фракции песка, - не подходят для этой цели. Мелкие и пыле - ватые пески идут только на штукатурку и на кладочный рас­твор, но не для формования стеновых блоков с немедленной распалубкой.

В случае, когда нет песка с крупной или средней фракцией, приходится брать мелкий песок. Бетонная смесь с таким пес­ком требует очень тщательной дозировки воды. При незначи­тельном избытке влаги, формуемые блоки после распалубки "плывут" (рис. 6.11). Именно в этом и состоит ограничение по выбору подходящего песка.

Основная цель заполнителя - образовать скелет, основу для сохранения формы после распалубки. Смесь мелкого пес­ка с цементом и водой больше напоминает сметану, а смесь це­мента с крупным песком - влажный грунт.

Мелкий песок не может создать достаточно жесткую про­странственную структуру (рис. 6.12, а). Смесь крупного и мелкого песка - идеальный заполнитель для этой цели (рис. 6.12, б).

Б

Рис. 6.12. Структура песчаного бетона: а - мелкий песок; б - крупнозернистый песок

Наилучший вариант, если песок представляет собой рых­лую смесь зерен, когда крупность зерен колеблется от 0,14 До 5мм. Количество мелких зерен, проходящих через сито 0,16мм в песчаных бетонах не должно быть более 10%.

Чем больше в песке мелких зерен, тем больше его удельная поверхность и тогда для соединения зерен песка в растворе или бетоне потребуется больше цемента.

По зерново, му составу пески подразделяются на группы, приведенные ниже (ГОСТ 8736 - 85) - табл. 6.2.

Водопотребностпъ песка - наибольшее количество воды, которое может быть принято сухим песком в весовом отноше­нии.

Как видно из таблицы мелкий песок может принять влаги в 2 раза больше, чем крупный песок, благодаря большей по­верхности смачивания зерен.

Для составления смеси важным параметром является плотность песка. Она изменяется с изменением его влажности своеобразным образом:

- совсем сухой песок имеет насыпную плотность 1500кг/м3;

- при влажности 5% она уменьшается до - 1300 кг/м3;

- при влажности 15% и более она увеличивается до 1900кг/м1

Именно поэтому, когда требуется уплотнить песок, его про­ливают водой.

Табл. 6.2. Зерновой состав песков различных групп

Группа песка

Модуль крупности Мк

Полный остаток на сите №0.63%

Водопотребно сть песка %

Повышенной крупности

3,0...3.5

65...75

5...4

Крупный

2,5-3,0

45...65

6...5

Средний

2,0...2,5

30...45

8...6

Мелкий

1.5...2.0

10...30

10...8

Очень мелкий

Менее 1,5

Менее 10

Более 10

Используя песок, лежащий под открытым небом, в процес­се приготовления цементной смеси необходимо учитывать как повышение его плотности от дождей, так и наличие самой вла­ги.

При указании состава смеси всегда подразумевают весовое соотношение сухого песка и цемента. Если же дозирование - объемное, то изменение плотности песка от степени его влаж­ности - обязательно следует учитывать.

Пески делятся на природные, образовавшиеся в результате выветривания горных пород, и искусственные, получаемые в результате дробления твердых горных пород.

Горные (овражные) пески образуются в результате выве­ривания горных пород и последующего переноса продуктов выветривания ветром и ледниками. Угловатая форма и шеро­ховатость поверхности зерен способствуют хорошему сцепле­нию их с вяжущим. Недостаток таких песков - загрязненность глиной и примесями.

Речные и морские пески более чистые, но их зерна, как пра­вило, округлой формы в результате длительного воздействия движущейся воды. Наиболее вредная примесь в песке - глина, так как она препятствует сцеплению составляющих самой смеси.

Искусственные пески, используемые значительно реже, бы­вают тяжелые и легкие. Тяжелые пески получаются дроблени­ем плотных горных пород (базальт, диабаз, мрамор, гранит). Легкие пески получают дроблением пористый пород (пемза, туф) или изготавливают специально (перлитовый и керамзи­товый песок).

Присутствие в песке пылеватых и глинистых включений снижает прочность и морозостойкость бетона. В природном песке пылеватых и глинистых включений не должно быть больше 3% по массе, причем содержание собственно глины не должно превышать 0,5%.

Избавиться от загрязнений песка можно только его про­мывкой. Для этого песок помещают в деревянный ящик или металлическую ёмкость (бочку) и промывают его потоком во­ды. В большинстве случаев этого не требуется.

Важным для формования блоков

msd.com.ua

СОСТАВ ПЕСЧАНОГО БЕТОНА

технология ТИСЭ

До недавнего времени, в начале внедрения технологии ТИСЭ, к рекомендуемому составу смеси отношение было до­статочно жестким. Предлагалось соотношение песка и цемен­та 1:3 и без каких-либо вольностей. Ведь испытания были про­ведены именно на это соотношение песка и цемента. Не хоте­лось рисковать, ведь технология новая и если у кого-нибудь что-то развалится, то это не только возможная трагедия для жильцов построенного дома, но и большой тормоз развитию самой технологии ТИСЭ.

Но прошло достаточно много времени и можно немного пе­ресмотреть эти жесткие позиции. Ведь индивидуальное строи­тельство - это дома не более чем в два - три этажа. Реальные нагрузки на стеновые блоки - мизерные по сравнению с их возможностями.

Пример

Дом в два этажа с бетонными перекрытиями Стены возве­дены с опалубкой ТИСЭ -2. Катя приходит нагрузка на один нижний стеновой блок?

Данные веса возьмем из расчета столбчато - ленточного фундамента (смотри Главу 5, Раздел 5.2). За вычетом веса фундамента вес дома размерами 6x8м - 143 тонны.

Периметр внешних и внутренних стен - 34 м. Вдоль пери­метра можно поместить около 70 стеновых блоков. Таким об­разом, на один нижний стеновой блок приходится около 2 тонн нагрузки. Не сложно подсчитать, что

Запас по прочности - 50 кратныйIII

Разумеется, этот огромный запас требовался на случай воз­можных отклонений от норм. Это могло произойти при ис­пользовании старого цемента или же если блоки формовались без должного внимания. Запас по прочности требуется и на тот случай, если не будут соблюдаться влажностный режим созревания бетона или если не так точно будут определены ре­альные нагрузки. Следует учитывать и возможность увеличе­ния этажности уже построенного дома.

В любом случае запас прочности должен был сохраниться достаточно большой. Ошибки у индивидуальных застройщи­ков могли быть даже на стадии разработки самого проекта, ведь в большинстве своем они не профессионалы в этой обла­сти.

Но с другой стороны, сама технология формования блока включает косвенный контроль качества проведения техноло­гического процесса. Если при составлении смеси было ис­пользовано мало цемента или была не правильно выполнена дозировка воды, или плохо перемешали и уплотнили смесь; во всех этих случаях блок при распалубке либо развалится,

Либо" поплывет". Если же цемент старый, то комки его услож­нят приготовление смеси и формование блока.

Пересмотр жестких позиций относительно дозировки сме­си требовался и по той простой причине, что индивидуальное строительство - это не только дома в 2 - 3 этажа, но и одно­этажные постройки (хозблоки, бани, гаражи, курятники, огра­ды...). Требования к стеновым блокам могут изменяться в до­статочно широких пределах как по отношению к их прочнос­ти, так и по отношению к их морозостойкости и теплоизоля­ции.

Определение соотношения песка и цемента

На основании всего этого было решено не только несколь­ко смягчить требования к дозированию смеси, но и привести варианты смеси на других традиционно используемых напол­нителях.

Для того, чтобы легче было подобрать вариант смеси в за­висимости от действующих нагрузок и применяемого модуля ТИСЭ приведены таблицы 6.3» 6.4 и 6.5. Пользуясь этими таблицами, несложно также оценить количество материала требуемого для возведения стен дома.

— Марка раствора, требуемого для формования стеновых блоков, зависит от предельных нагрузок, которые должны вы­держать эти блоки (табл. 6.3).

— Обращаем внимание на то, что для обеспечения высокой степени надежности стеновой кладки запас по прочности при­нимается не менее К = 10...20. Например, если по расчетам на один стеновой блок давит сверху нагрузка в 2 тонны, то пре­дельная прочность стенового блока должна быть не менее 20...40 тонн. Коэффициент запаса назначается застройщиком.

Табл. 6.3. Предельные нагрузки на стеновые блоки, отформо­ванные с модулями ТИСЭ, в зависимости от марки раствора (т)

Опалубка

Марка раствора

100

75

50,

25

15

10

ТИСЭ- 2 ТИСЭ - 3

100 т 150 т

75 т • 110т

50^ 75 т

25 т 37 т

15т 23 т

Ют 15т

Исходя из тех условий, в которых пребывает отформованный стеновой блок.

— Если на стеновой блок кроме вертикальной нагрузки приходит и боковая нагрузка, то запас по прочности должен быть значительно больше - К=30...40.

— Если стеновой блок находится во влажной среде и под­вержен действию замерзания - оттаивания, то запас по проч­ности необходимо удвоить.

— Данные, приведенные в таблице 6.3, даны для блоков, набравших свою прочность в течение 28 суток, пребывая во влажной среде.

— Если в первую неделю созревания бетона не будет обес­печена достаточная влажность, то предельная прочность бло­ков уменьшится вдвое.

— Марка раствора, т. е. та удельная прочность, которую он имеет, определяется соотношением песка и цемента (см. табл. 6.4). Таблица дана для песка с удельным весом 1,5 т/м3

Таблица 6.4 Весовое отношение количества цемента и песка в

Зависимости от марки цемента и марка растворв

Марка цемента

Марка раствора

100

75

50

25

600

1:4,5

1:6

_

_

500

1:4

1:5

-

400

1:3

1:4

1:6

_

300

1:2,5

1:3

1:4.5

200

-

1:2,5

1:3,5

1:6

Таблица 6.5. Расход материалов на 10 литров раствора

Состав раствора

Цемент (кг/л)

Песок (л)

Весовое

Объемное

1 г 2,5

1

1,9

4,8/4,2

8

1:3

1

2,3

4,1 / 3,6

8,3

1:3,5

1

2,7

3,6/3,1

8,5

1:4

1

3,1

3,3 / 2,9

9

1:4,5

1

3,5

3,1 / 2,7

9,3

1:5

1

3,9

2,8/2,4

9;5

1:6

1

4,5

2,5/2,2

10

И для цемента с удельным весом 1,15 т/ м3.

— Пользуясь таблицей 6.5, несложно рассчитать количест­во песка и цемента, необходимое для формования стенового блока заданной прочности из цемента имеющейся марки.

— Пользуясь этими данными, можно сэкономит расход це­мента, снизить себестоимость стены. Если вместо соотноше­ния цемента и песка 1 : 3 можно применить состав 1 :6, то это - двойная экономия цемента, правда прочность снизится поч­ти'в два раза. Соотношение 1:6 - предельно возможное, и её не рекомендуется применять.

— Смесь цемента и песка 1:3 - излишне прочная. Область её применения - наиболее загруженные места.

Смеси цемента и песка 1:4 и 1:5 - близкие и наиболее рас­пространенные при возведении стен по ТИСЭ. Где и какое со­отношение можно применить, чтобы сэкономить?

Разница в расходе цемента в этих смесях - 15%. От общей стоимости материалов (цемент, песок, арматура) эта экономия составит примерно 10%. Если учесть, что стоимость работ по возведению стен равна примерно стоимости материалов, то возведенная стена окажется дешевле всего на 5%. Если еще предполагается утепление стены и её отделка, то экономия со­ставит не более 2 ... 3%. В то же время разница в прочности этих стен - 20 - 25%!

Поэтому, решив сэкономить, задумайтесь: стоит ли эконо­мить 2...5% от стоимости, чтобы на 20 - 20% снизить проч­ность?

Методика такого экономического расчета показывает, что чем проще возводимая стена (сарай, гараж, хозпостройка), тем больше будет эффект экономии с применением бедных сме­сей. И чем дороже стена (жилой дом с утеплением и отдел­кой), тем в меньшей степени будет сказываться экономия це­мента.

Технология ТИСЭ предлагает применять смеси для возве­дения стен с соотношением цемента и песка (весовое/объем­ное) по следующей рекомендации:

1:3/1:2,5 - стены подвала и нижний этаж трехэтажного до­ма, дома в районах с повышенной сейсмичностью;

1:4/1:3 - наиболее распространенное при возведении одно

- двухэтажных жилых домов с любыми перекрытиями;

1:5/1:4 - для одноэтажных хозпостроек, гаражей, фермер­ских построек, при возведении ограждений.

Пример

Стеновые блоки двухэтажного дома с бетонными перекры­тиями и подвалом. Цемент марки 400. Стены подвала гидро - изолированы.

По результатам ориентировочного весового расчета полу­чили вертикальную нагрузку на один стеновой блок:

- на нижний стеновой блок подвала нагрузка в 2,5 т;

- на нижний стеновой блок первого этажа нагрузка в 2 т;

- на нижний стеновой блок второго этажа приходит на­грузка в 1,5 т.

Стеновые блоки, испытываю­щие максимальные нагрузки для стен каждого этажа, показаны нарис. 6.15.

На стены подвала действует боковое давление. Так как стены подвала сухие, то их не рассчиты­вают на "замораживание и оттаи­вание и поэтому коэффициент за­паса прочности для стеновых бло­ков подвала - принимаем К=40. Тогда предельная прочность бло­ков составит 2,5т'40=100 т. По таблице 6.3 находим, что этой нагрузке соответствует стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ - 3, при марке раствора 75. По таблице 6.4 находим, что

Рис. 6.15. Расположение ПРИ маРке Раствора 75 и марке рассчитываемых стеновых Цемента 400 соотношение цемен - блоков: та и песка - 1:4. Далее, по табли-

1 - стеновой блок подвала; це 6.3. определяем, что на 10 ли - 2 - стеновой блок первого эта - тров раствора потребуется 3,3 кг жа; 3 - стеновой блок второго цемента, этажа

Зная, что на стеновой блок ТИСЭ - 3 нужно 15 л раствора, несложно определить, что на один стеновой блок пойдет 5 кг (4,4 л) цемента и 13,5 л песка (объемное дозирование 1:3,1). .

На нижний блок первого этажа приходит нагрузка в 2 т. Учитывая то, что стеновые блоки нижнего этажа должны быть рассчитаны на случай несанкционированного разрушения, принимаем запас по прочности К=30. Тогда предельная проч­ность стенового блока составит 2 т-30=60 т. По таблице 6.3. определяем, что при формовании с опалубкой ТИСЭ - 2 сле­дует применить раствор марки 75 (блок выдерживает 75 тонн). При марке цемента 400 по таблице 6.4. находим соотно­шение цемента и песка 1:4. По таблице 6.5 определяем, что на один стеновой блок потребуется 9 литров песка и почти 2,9 ли­тра цемента (объемное дозирование - 1:3,1).

На нижний блок второго этажа приходится нагрузка в 1,5 т. Из - за наличия бетонных перекрытий принимаем макси­мальный запас по прочности. К=20. Тогда предельная проч­ность стенового блока - около 30 тонн. При возведении стен с опалубкой ТИСЭ - 2 применяем раствор марки 50 (блок вы­держивает 50 тонн). Этому значению марки раствора при це­менте марки 400 соответствует соотношение 1:6. Для жилого дома с бетонными перекрытиями принимаем соотношение 1:5 (Объемное соотношение 1:3,9). На 9,5 литров песка требуется около 2,8 кг (2,2 л) цемента.

Определение количества воды для приготовления смеси

Задавшись соотношением песка и цемента, необходимо оп­ределиться и с количеством воды, которое необходимо для приготовления раствора требуемой подвижности. Для реали­зации технологии ТИСЭ требуется жесткая смесь.

При определении требуемого количества воды, необходи­мо учитывать естественную влажность песка. Ведь он может быть и очень сухим, и влажным от дождя.

На сколько это важно, и как это все учесть?

Пример

Песок лежал под открытым небом и был увлажнен дождем. Сколько воды требуется для приготовления раствора требуе­мой жесткости?

Обратимся к таблице 6.2. Допустим у нас песок средней крупности, который в пределе может принять до 7% воды. Ре­альный песок будет иметь несколько меньшее насыщение вла­гой (около 4%). Если плотность песка около 1,6 кг/л, то в 10 литрах песка (17 кг) окажется воды 17-0,04=0,7 л.

Если взять раствор с пескоцементным соотношением 4:1, то на 10 литров песка требуется 2,6 литра цемента (см. табл. 6.3). При водоцементном соотношении 0,4 для этого объема раствора требуется 2,6 • 0,4 = 1 литр воды. Так что boj, ды потребуется не более 30% от теоретически рассчитанной величины.

. Именно поэтому самый правильный критерий того, сколь­ко требуется воды - это опыт, который приобретается сразу после формования 2-3 блоков.

Критерии, по которым следует определить потребное коли­чество воды на практике достаточно простые:

— смесь, после сжатия её в ладонях, должна сохранить свою форму;

— после завершения уплотнение смеси, на поверхности блока должно выступить цементное молоко;

— при излишней подвижности смеси, трамбовать сложно: смесь уходит в сторону, выдавливается трамбовкой;

— смесь не должна выглядеть слишком сухой. Если смесь уже заложена в форму, но влажности в ней недостаточно, то её можно слегка доувлажнить (из лейки) непосредственно в фор­ме.

Обраща_ем внимание и на то, что если используется песок крупный или средней крупности, то дозирование воды не по­требует большой точности.

Мелкий песок - очень чувствительный к - количеству воды и провести её дозировку до получения требуемой жесткости - весьма сложно.

ЛВС180 предназначен для уплотнения проб бетонных и растворных смесей для последующей поверки в лабораториях ,рассева и калибровки сыпучих после дробилок, определение фракционного состава проб.При работе с формами позволяет изготавливать шлакоблок (190*190*390)в формах ТИСЭ и отделочную, тротуарную плитку, композитную плиту- подложка пенопласт ПСВ+ бетонная отделка для сухого монтажа.

После заполнения бетоном всех скважин, приступают к ор­ганизации горизонтальной перевязки столбов - формованию ленты фундамента (может называться ростверком или ранд - балкой) (рис. 5.20). Напомним, что особенностью столбчато-ленточного фун­дамента, установленного …

Сейсмопояс - железобетонный пояс, включающий от 4 до 6 прутков арматуры диаметром 10 - 15 мм и охватывающий весь периметр дома. Сейсмопоясом он назван потому, что в большей степени обеспечивает …

msd.com.ua

Плотность песка карьерного (кг/м3) – способы определения и особенности материала

Для строительных нужд используются природные пески различного происхождения – речной, морской, карьерный, барханный и т.д. Их различия состоят в способе добычи, процентном содержании глинистых и органических примесей, а также пылевидных частиц, негативно сказывающихся на качестве бетонных смесей и прочности готовых строительных конструкций. Определенную роль на сферу применения того или иного вида песка оказывает степень его загрязненности, форма зерен, стоимость материала и его доступность, фракционный состав и влажность.

Отличия и особенности карьерного песка

Разница между наиболее распространенными видами песков – карьерным и речным – состоит в способе их добычи. Оба они относятся к природным неорганическим материалам и добываются в результате разработки месторождений, но в первом случае песок извлекается открытым способом, а во втором – гидромеханическим со дна рек. В свою очередь, карьерный песок подразделяется на:
  • сеяный;
  • намывной, или мытый;
  • необработанный, низкокачественный.

В первом случае его распределяют на фракции путем просеивания, удаляя при этом крупные включения. Такой песок получается недостаточно чистым, так как в его составе прослеживаются глинистые, известковые и почвенные примеси. В связи с этим, использование материала допускается при низких технических требованиях к выполняемым работам.

Намывной песок подвергается гидромеханической обработке водой, избавляющей его от ненужных составляющих, что в конечном итоге сказывается на чистоте и качестве насыпного материала.

Разработка песчаного карьера

Разрабатываемые карьеры могут располагаться на равнинах, косогорах, в горах или руслах высохших рек и водоемов. В зависимости от состава песчаных зерен карьерный песок бывает:

  • кварцевым;
  • известняковым;
  • полевошпатовым;
  • доломитовым и т.д.

Равнинные карьеры представляют собой ровные площадки с залегающими чуть ниже уровня грунта толстыми песчаными слоями. Наличие подземных вод и глубина разработки напрямую влияют на влажность песка, который может быть как сухим, так и обводненным. Косогорные участки располагаются на возвышенностях, за счет чего порода остается всегда сухой, а водные карьеры, хотя и не имеют поверхностных вод, все же отличаются наличием обводненных песков. Их добыча, в данном случае, производится с использованием гидромеханизации в виде землесосов и рыхлителей. Горные карьеры обеспечивают строительную отрасль кварцевыми песками.

Водный карьер

По размерам песчаных зерен материал подразделяется на семь групп, начиная с очень тонкого (модуль крупности до 0,7) и заканчивая повышенной крупностью (модуль крупности 3-3,5). В таблице 4 ГОСТ 8736-2014 указывается максимальное процентное содержание по массе глинистых и пылевидных частиц в строительном песке в пределах от 2 до 10%, в зависимости от группы сыпучего материала, а также наличие комковой глины – не более 0,25-1%.

Характеристики материала

Необработанный карьерный песок значительно грязнее речного, но в 1,5-2 раза дешевле, что определяет его сферу применения. Он незаменим в работах, где к техническим показателям материалов не предъявляется высоких требований, так как его стоимость остается привлекательной. Следует отметить, что более дорогой, очищенный карьерный песок составляет неплохую альтернативу речному собрату при использовании в бетонных смесях, что происходит за счет неровной формы зерен, имеющих хорошую цепкость, по сравнению с гладкими частицами.

Важными характеристиками карьерного песка считаются:

  • плотность – насыпная и истинная;
  • пустотность – определяет процентный состав воздуха в общем объеме сыпучего материала;
  • модуль крупности песчаных зерен, указывающий на определенную группу материала;
  • процентный показатель инородных включений, в том числе глинистых, органических и пылевидных;
  • влажность;
  • морозостойкость;
  • радиоактивность;
  • коэффициент фильтрации.

Необработанный песок

Какой бывает плотность карьерного песка

Из всего перечня технических характеристик рассматриваемого строительного материала можно выделить:

  • насыпную плотность песка карьерного (кг/м3), определяемую для условий естественной влажности;
  • истинную плотность зерен (г/см3).

Под насыпной плотностью подразумевается вес одного куба сыпучего материала, находящегося в неуплотненном состоянии. Сюда входит не только объем твердых частиц, но и пустоты между ними, поэтому показатели насыпной плотности крупнозернистого песка всегда бывают меньше соответствующих величин, относящихся к мелкозернистым материалам. В первом случае, к примеру, среднее значение плотности песка, добытого из карьера открытым способом, составляет 1400-1500кг/м3, а во втором – 1700-1800кг/м3.

Насыпную плотность сыпучих стройматериалов нередко называют средней, что не совсем верно, так как термин «средняя плотность» больше относится к твердым и жидким средам.

Истинная плотность материала является постоянной величиной, зависящей от структуры песчаных зерен и их химического состава. Исходя из технических условий, представленных в ГОСТ 8736-2014, показатель истинной плотности песчаных зерен природного песка должен находиться в пределах 2-2,8г/см3. Материал с такими значениями вводят состав растворов, бетонов и сухих смесей, его используют при устройстве оснований под автодорогами и взлетно-посадочными полосами.

Песчаное основание

От плотности карьерного песка зависит его расход на выполнение тех или иных работ. При одинаковом объеме материала и меньшем показателе его плотности, потребуется приобрести меньше песка в весовом эквиваленте. Иными словами, при насыпной плотности 1400кг/м3 – в одном кубе окажется 1,4т песка, а при показателе 1800кг/м3 – 1,8т песка. Но при меньшей плотности материала придется учесть его бóльшую пустотность, которая может повлиять на усадку при трамбовке песчаного слоя или на увеличение расходов при покупке вяжущих, входящих в состав бетонной смеси. Не стоит забывать и о том, что на плотность песка влияет его влажность и наличие глинистых примесей. Данные факторы ухудшают качество насыпного материала.

Способы определения плотности

Возможные методы, их сущность, требуемое оборудование и инструменты для проведения измерений указываются в ГОСТ 8735-88. Здесь же уточняются этапы проведения испытаний и способы обработки полученных результатов.

Насыпная плотность песка определяется в результате его взвешивания в мерных металлических сосудах цилиндрической формы. Их вместимость составляет 1дм3 и 10дм3. Первый сосуд предназначается для высушенного и просеянного, а второй – для непросеянного песка, находящегося в своем естественном состоянии при нормальной влажности. Пустые и полные емкости взвешивают, после чего по формуле определяют значение насыпной плотности песка.

Насыпная плотность

В бытовых условиях используют обычное 10-литровое ведро, в которое с высоты около 10см насыпают песок до заполнения посудины «с горкой». Далее возвышение срезают вровень с краем ведра, а вместившийся в емкость песок – взвешивают и определяют его чистую массу без ведра. Полученный в килограммах результат делят на 0,01м3, что позволяет выяснить насыпную плотность песка, или массу одного куба материала в тоннах.

Самостоятельные измерения и расчеты рекомендуется выполнять не менее двух раз, после чего потребуется вычислить среднее арифметическое значение насыпной плотности.

В лаборатории для определения истинной плотности зерен используют два метода:

  • пикнометрический – с помощью пикнометра, представляющего собой сосуд из стекла специальной формы и определенной вместимости;
  • ускоренный – с помощью прибора Ле-Шалье, имеющего своеобразную форму с воронкой в верхней части и шкалой, нанесенной на горлышке стеклянного сосуда.

Подготовка и проведение испытаний досконально описаны в вышеуказанном ГОСТ. Способы определения истинной плотности значительно отличаются друг от друга, а обработка результатов производится по совершенно разным формулам. Но в итоге цифры получаются идентичными, хотя по продолжительности и трудоемкости процессы заметно разнятся.

Как улучшают характеристики карьерного песка

Качественный состав сыпучего материала совершенствуют двумя способами – просеиванием и промывкой. В процессе обработки удаляются крупные обломки и камни, а также глиняные и органические включения. Сеяный песок более однороден и в большинстве случаев уже пригоден для замеса фундаментных и штукатурных растворов.

Мытый песок, как видно из названия, подвергают очищению с помощью большого количества воды. Как правило, процесс происходит в условиях обводненных карьеров, но при необходимости обработки песка в сухих условиях, его состав улучшают путем дополнительного устройства водных резервуаров. В результате очистки, из песка вымываются практически все глинистые включения, а материал по качеству приближается к более чистому речному аналогу.

Намывной песок

Намывной песок допускается использовать в ответственных монолитных конструкциях и производстве прочных бетонов.

Применение разных составов карьерного песка

Предназначение рассматриваемого материала зависит от его качества, наличия или отсутствия примесей. К примеру, низкокачественный карьерный песок, благодаря своей низкой стоимости и универсальности, широко используется в нескольких направлениях, не всегда связанных со строительством. В частности:

  • для «облегчения» почвенного слоя в сельскохозяйственных работах;
  • при устройстве насыпей на низменных или заболоченных участках;
  • в ландшафтном дизайне;
  • в дорожном строительстве;
  • на очистных сооружениях;
  • в качестве обратных засыпок траншей или при заполнении канав;
  • при хранении овощей;
  • в бытовых и хозяйственных целях – для выращивания рассады и цветов, посыпки обледенелых дорожек и пр.

Сеянный песок

Сеяный песок, добытый из карьеров, используют в отделочных работах, закладывая его в состав штукатурных и цементных смесей. Материал допускается применять при устройстве фундаментных подушек и асфальтовых покрытий. Мелкозернистые фракции превосходно себя показывают в составе начальных шпаклевок, различных затирок и декоративных смесей. Крупнозернистый карьерный песок укладывают в качестве дренирующего слоя и добавляют в растворы при заливке бордюрных камней и тротуарных плиток.

Намывной песок предназначается для бетонных и железобетонных конструкций, ответственных за несущую способность строений. Его вводят в состав сухих строительных смесей различного предназначения.

Не стоит делать ставку на экономное приобретение низкокачественного песка, если для работы требуется более дорогостоящий материал. Получив единоразовую выгоду, можно приобрести целый комплекс проблем, решать которые придется на протяжении долгих лет.

semidelov.ru

Плотность | Строительный справочник

Материал
Плотность, кг/м3
Бетон
Железобетон
2500
Бетон на гравии или щебне из природного камня
2400
Туфобетон
120-1600*
Пемзобетон
800-1600*
Бетон на вулканическом шлаке
800-1600*
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон
500-1800*
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией
800-1200*
Керамзитобетон на перлитовом песке
800-1000*
Шунгизитобетон
100-1400*
Перлитобетон
600-1200*
Шлакопемзобетон (термозитобетон)
1000-1800*
Шлакопемзопено и шлакопемзогазобетон
800-1600*
Бетон на доменных гранулированных шлаках
1200-1800*
Аглопоритобетоны на топливных (котельных) шлаках
1000-1800*
Бетон на зольном гравии
1000-1400*
Вермикулитобетон
300-800*
Газо-и пенобетон газо-и пеносиликат
300-1000*
Газо-и пенозолобетон
800-1200*
Растворы
Цементнопесчаный
1800
Сложный (песок, известь, цемент)
1700
Известковопесчаный
1600
Цементношлаковый
1400
Цементноперлитовый
1000
Гипсоперлитовый
600
Поризованный гипсоперлитовый
500
Плиты из гипса
1000-1200*
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)
800
Кирпичная кладка
Глиняного обыкновенного (ГОСТ 530-80) на цементнопесчаном растворе
1800
Глиняного обыкновенного на цементношлаковом растворе
1700
Глиняного обыкновенного на цементноперлитовом растворе
1600
Силикатного (ГОСТ 379-79) на цементнопесчаном растворе
1800
Трепельного (ГОСТ 648-73) на цементнопесчаном растворе
1200
Шлакового на цементнопесчаном растворе
1500
Керамического плотностью 1400 кг/м3 (брутто) на цементнопесчаном растворе
1600
Керамического пустотного плотностью 1300 кг/м3 (брутто) на цементнопесчаном растворе
1400
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м3 (брутто) на цементнопесчаном растворе
1200
Силикатного одиннадцатипустотного на цементнопесчаном растворе
1500
Силикатного четырнадцатипустотного на цементнопесчаном растворе
1400
Камень
Гранит, гнейс и базальт
2800
Мрамор
2800
Известняк
1400-2000
Туф
1000-2000
Дерево и др.
природные
материалы
Сосна и ель
500
Дуб
700
Фанера клееная (ГОСТ 3916-69)
600
Картон облицовочный
1000
Картон строительный многослойный (ГОСТ 4408-75*)
650
Плиты древесноволокнистые и древесностружечные (ГОСТ 4598-74*, ГОСТ 10632-77*)
200-1000*
Плиты фибролитовые (ГОСТ 8928-81) и арболит (ГОСТ 19222-84) на портландцементе
300-800*
Плиты камышитовые
200-300*
Плиты торфяные теплоизоляционные (ГОСТ 4861-74)
200-300
Пакля
150
Теплоизоля-ция
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82)
50-125*
Плиты мягкие, полужёсткие и жёсткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 9573-82, ГОСТ 10140-80, ГОСТ 12394-66)
50-350*
Плиты минераловатные повышенной жёсткости на органофосфатном связующем (ТУ 21- РСФСР-37276)
200
Плиты полужёсткие минераловатные на крахмальном связующем (ТУ 400-1- 61-74 Мосгорисполкома)
200
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-78)
50
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные(ТУ 21-237275)
150
Пенополистирол (ТУ 6-05-117878)
100-150*
Пенополистирол (ГОСТ 15588-70*)
40
Пенопласт ПХВ-1 (ТУ 6-05-117975) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78)
100-125*
Пенополиуретан (ТУ В-56-70, ТУ 67- 98-75, ТУ 67-87-75)
40-80*
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта (ГОСТ 20916-75)
40-100*
Перлитопластбетон (ТУ 480-114574)
100-200*
Засыпки
Гравий керамзитовый (ГОСТ 9759-83)
200-800
Гравий шунгизитовый (ГОСТ 19345-83)
400-800
Щебень из доменного шлака (ГОСТ 557876), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760-75) и аглопорита (ГОСТ 11991-83)
400-800
Щебень и песок из перлита вспученного (ГОСТ 10832-83)
200-600
Вермикулит вспученный (ГОСТ 12865-67)
100-200*
Песок для строительных работ (ГОСТ 8736-77*)
1600
Прочее
 
Пеностекло или газостекло (ТУ 21БССР8673)
200-400*
Листы асбестоцементные плоские (ГОСТ 18124-75*)
1600-1800*
Битумы нефтяные строительные и кровельные (ГОСТ 6617-76*, ГОСТ 9548-74*)
100-1400*
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84)
2100
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем (ГОСТ 16136-80)
300-400
Рубероид (ГОСТ 10923-82), пергамин (ГОСТ 2697-83), толь (ГОСТ 10999-76*)
600
Линолеум поливинилхлоридный многослойный (ГОСТ 14632-79)
1600-1800
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)
1400-1800
Сталь стержневая арматурная (ГОСТ 10884-81)
7850
Чугун
7200
Алюминий (ГОСТ 22233-83)
2600
Медь (ГОСТ 859-78*)
8500
Стекло оконное (ГОСТ 111-78)
2500

spravkidoc.ru