ПЗ Определение модуля крупности и гранулометрического состава песка

ПЗ Определение модуля крупности и гранулометрического состава песка

Цель работы: научиться определять модуль крупности песка.

Ход работы:

1. Ознакомиться с материалом работы;

2. Выполнить задание 1;

3. Выполнить задание 2;

4. Ответить на контрольные вопросы;

5. Сделать вывод о проделанной работе.

Краткие теоретические сведения

Заполнителями называют природные или искусственные, каменные материалы, являющиеся основной частью (до 90% по объему) бетонов и растворов. Поэтому качество и свойства заполнителей влияют на свойства бетона и растворов. Как правило, заполнители бывают неорганические.

Различают заполнитель:

• мелкий (остаток по весу на сите с отверстиями в 5 мм не более 5%), называемый песком;

• заполнитель крупный, содержащий зерна крупнее 5 мм;

В зависимости от формы зерен крупный заполнитель называется гравием (зерна окатанные) или щебнем (зерна остроугольные).

Для растворов, как правило, используется только песок: крупностью до 5 мм — при каменной кладке, крупностью до 2,5 мм — в растворах штукатурных для нижних слоев штукатурки, и до 1,2 мм — для верхних, отделочных слоев.

Все заполнители по содержанию зерен различной крупности характеризуются зерновым (гранулометрическим) составом. Он определяется просевом через стандартный набор сит с ячейками, имеющими размеры: 2,5; 0,315; 0,63; 1,25; 0,14 мм (квадратные отверстия) и 2,5; 5,0; 10; 20; 40; 80 мм (круглые отверстия). Для определения наибольшей крупности заполнителя пользуются дополнительными ситами с ячейками в 15, 30, 60, 120 и 150 мм (куски крупнее 80 мм называют булыгой). При просеве нижним ситом служит самое мелкое, верхним — самое крупное. Модуль крупности определяется по размеру ячеек сита, на котором при просеве пробы впервые остается от 0 до 5% веса пробы. Модуль крупности не должен превышать 3/4 расстояния между прутьями арматуры или 4 наименьшего размера сечения балочных элементов, или 2 толщины плитных элементов.

Зерновой состав заполнителя влияет на основные свойства растворов и бетонов. От него зависит удобоукладываемость смеси, расход вяжущего материала и качество затвердевшего бетона. Хороший зерновой состав характеризуется оптимальным сочетанием малой пустотности и малой суммарной поверхности зерен, что дает бетон наилучшей структуры при наименьшем расходе вяжущего. При плохом зерновом составе его искусственно улучшают, рассевая на отдельные фракции, содержащие зерна примерно одинаковой крупности, и дозируя эти фракции затем отдельно в пропорциях, создающих наилучший зерновой состав.

Объемный вес заполнителей меняется в широких пределах в зависимости от структуры, состава и типа заполнителей.

Различают:

• тяжелые заполнители с объемным весом в россыпи свыше 1000кг/м³ (для обычного бетона и железобетона);

• легкие заполнители, имеющие объемный вес в россыпи менее 1000кг/м³ для специальных целей, иногда применяют особо тяжелый заполнитель с объемным весом в россыпи свыше 2000кг/м³.

Легкие заполнители значительно облегчают вес бетонных и железобетонных конструкций, они широко используются в крупнопанельном и крупноблочном строительстве.

Стойкость заполнителей определяется химической стойкостью, а в бетонах и растворах, подвергающихся влиянию атмосферы, еще и водо- и морозостойкостью. Обычно природные тяжелые заполнители, а также природные легкие вулканического происхождения достаточно стойки. Стойкость же природных заполнителей из осадочного происхождения и всех искусственных заполнителей определяется проверкой, если это вызывается условиями эксплуатации.

К важным характеристикам заполнителей относятся также форма зерен, ровность их поверхностей, структура, химический состав, а также экономические показатели использования. Лучшей является форма зерен, близкая к кубу или шару; худшей — форма, близкая к тонкой пластинке или сильно вытянутому бруску (игольчатая). Форма зерен учитывается в технических условиях особенно при изготовлении бетонов высокой прочности. Поверхность зерен желательна шероховатая, не чересчур гладкая, но и не грубо неправильная, как у топливного шлака и некоторых видов ракушечника. Шероховатая поверхность влечет за собой перерасход вяжущего материала, а чрезмерно гладкая резко снижает силу сцепления с вяжущим.

Большое значение имеет стоимость заполнителей, являющихся основной составной частью бетонов и растворов. Необходимость снижения стоимости сооружений заставляет воздерживаться от применения привозного, хотя и высокого качества.

Методика испытания

Модулем крупности песка называется сумма полных остатков на всех ситах, деленная на 100:

М= А_3,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,14

где А_2,5, А_1,25,... А_0,14 – полные остатки песка на соответствующих ситах, выраженные в процентах.

Размер зерен в песке для штукатурных растворов не должен превышать 2,5 мм для растворов, идущих на грунт, и 1,2 мм для отделочного слоя штукатурки. 

В песке для штукатурных растворов содержание зерен, проходящих через сито № 014, не должно превышать 20% по весу.

ПРИМЕР: Навеску сухого песка М=2000г просеивают через сита с отверстиями 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм соответственно.

Остатки на ситах составляют М_2,5 = 833г, М_1,25 = 352г, М₀,₆₃ = 276г, М_0,315 = 412г, М_0,14 = 127г

Содержание в песке фракций крупного заполнителя с точность до 0,1% определяется по следующим формулам:

А_2,5 = · 100%;

А_1,25 = · 100%;

А_0,63= · 100%;

А_0,315 = · 100%;

А_0,14 = · 100%;

Задание 1.

Произвести измерения и рассчитать модуль крупности песка, заполнить таблицу:

Для определения пригодности песка вычерчивают кривую просеивания. На клетчатой бумаге строят график, откладывая по горизонтальной оси размеры сит, а по вертикальной — соответствующие полные остатки. Кривая просеивания должна лежать в пределах заштрихованной площади.

Задание 2. Начертить график просеивания песка, опираясь на приведенный выше пример.

Если кривая просеивания вышла из этой площади, то песок «обогащают», отсеивая лишние фракции. Обогащать и промывать песок целесообразнее на месте его заготовки в карьере или на камнедробильном заводе.

Контрольные вопросы

1. Что называется заполнителем?

2. Какие различают заполнители в зависимости от формы зерен?

3. Какие выделяют два основных типа заполнителей в зависимости от структуры?

4. Какой песок обычно используется для растворов?

5. Как определяется зерновой (гранулометрический) состав?

6. На что влияет зерновой состав заполнителя? Что от него зависит?

7. Чем определяется стойкость заполнителя?

8. Где применяются легкие заполнители?

Вывод: учащиеся делают самостоятельно.