Как технические характеристики речного песка определяют качество бетона

Одним из наиболее востребованных строительных материалов природного происхождения является песок. По определению это сыпучий материал с размером зерен до 5 мм, возникший в результате длительного разрушения горной породы (камня).Химический состав материала определяется составом минералов и горных пород, из которых он образовался. Среди строительного сыпучего сырья различают речной и карьерный песок.

Состав качественного бетона.

Свойства сыпучей составляющей определяют прочность готового бетона и железобетонных конструкций. Какие технические характеристики песка речного регламентируют его высокие технологические свойства?

Основные технические характеристики песка речного

Песок строительный характеризуется рядом технических характеристик, рассмотрим описание наиболее важных.

Характеристики зерна и примесей

1. Содержание примесей в речном материале регламентируется размером 0,7% (от общей массы). При этом ограничивается любой характер примесей: глина, земля, пыль, зола, гравий, речной ил. Пылевидные вещества, глина ослабляют прочностные свойства готового бетона. Такая высокая степень чистоты речного материала достигается природной промывкой и насосной фильтрацией. Содержание примесей и химический состав – вот две главные характеристики, отличающие речной дорогой песок от карьерного, более дешевого материала.
2. Речной состав содержит следующие минералы:

• кварцит (от 50 до 95%);
• кальцит (3-10%);
• полевой шпат (до 5%);
• слюда (до 5%);
• гипс (до 1%).При этом основные химические соединения, содержащиеся в речных минералах, представляют различные оксиды: диоксиды кремния и железа, оксид кальция, магния и серы.

При приготовлении бетона нужно испоьзовать только крупный песок в сочетании с мелким или средним, иначе будет большой объем пустот.

Модуль крупности частичек колеблется в широком пределе: 0,5-5 мм. Это позволяет получать песок различной зернистости:

1. Мелкозернистый (до 2 мм).
2. Среднезернистый (2-2,8мм).
3. Крупнозернистый (2,8-5 мм).Для сравнения: у карьерной добычи размер частиц составляет 0,3-3 мм, такой материал называют мелкозернистым. Данная характеристика определяет применяемость сырья. Например, цемент для кирпичной кладки замешивается на мелкозернистом песке, а для заделывания трещин необходим крупнозернистый песчаный материал. Для замешивания бетона используется средне- и крупнозернистый песок, мелкозернистый применяется в сухих строительных смесях. Также модуль крупности влияет на количество воды в растворе. Чем мельче частички, тем больше воды необходимо для их смачивания.

Форма частичек у речного песка более гладкая, скругленная (в сравнении с карьерным). Это обеспечивает высокий коэффициент фильтрации. Чем более скруглена форма частичек, тем лучше материал фильтрует жидкость.

Технологические характеристики

Классификация природного песка.

1. Коэффициент фильтрации речного слоя составляет до 5 м в сутки (у карьерного до 3 м). Этот показатель определяет способность материала пропускать через себя воду.
2. Плотность в сухом состоянии для мелкозернистого песка равна 1,5 кг на м³. Плотность крупнозернистого материала больше и равна 1,65 кг на м³. Это так называемая насыпная плотность, то есть плотность материала без трамбовки. Эта характеристика используется при переводе объема песка в его массу (и наоборот). Количество привезенного на стройку строительного материала часто определяется объемом, а для расчетов количества песка в бетоне необходимо знать его массу. Объем песчаного товара (в кубометрах) умножают на плотность и получают искомый вес. Значение насыпной плотности зависит от влажности песка. При небольшом увеличении влажности плотность слегка снижается, при дальнейшем намокании плотность увеличивается.
3. Плотность в естественном увлажненном состоянии (4%) для речного песка равна 1,45 г на см³. При расчетах используют данный показатель.

Преимущества песка речной добычи перед другими видами

Термин песок строительный объединяет в себе три класса материалов, отличающихся качественными характеристиками:

• специальный (речной);
• первый (карьерный намывной);
• второй (карьерный).

Качество песчаного сырья и его характеристики формируют различные свойства бетонного раствора и готовых бетонных изделий.

Песок строительный высокого качества имеет самые высокие технические характеристики, поскольку не содержит посторонних включений глины и пыли.

Он используется в замешивании бетонного раствора для ответственных высокопрочных изделий с повышенной водонепроницаемостью и морозостойкостью. Описание требуемых свойств высококачественного бетона следующее:

• прочность больше 40 МПа;
• водонепроницаемость до W-8 (8 МПа – критическая величина давления, при которой бетон не пропускает воду);
• морозостойкость до F300 (выдерживает 300 циклов замораживания).

Первый класс дает пониженные характеристики бетонных изделий, меньшие значения прочности, водонепроницаемости и морозостойкости. К изделиям, полученным из бетона, содержащего второй класс насыпной составляющей, требования морозо- и водостойкости не ставятся. Определяется только минимальная прочность.

Добыча речного песка

Песок строительный речной добывается со дна рек. Для его подъема используются плавучие понтоны с центробежным насосом и земснарядом. Устройство земснаряда может содержать рыхлитель грунта. Насос втягивает воду с песком и гравием. Смесь воды с песком носит название пульпа.

Далее пульпа либо фильтруется непосредственно на земснаряде и добытое сырье складируется в трюмах, либо поступает на берег через плавучие трубопроводы, где отстаивается в гидроотвалах и затем высушивается.

Подъем материала со дна реки обходится дороже, чем карьерная добыча. Поэтому стоимость речного сырья выше, чем карьерного, в два раза. Более дорогая добыча обеспечивает отсутствие примесей глины в добытом материале. Чаще всего речной песок востребован для высококачественных бетонных изделий, производства сухих смесей, кирпича, качественной тротуарной плитки, работы фильтров и в производстве стекла.