12

2021

-

03

Основные технические показатели песка и его разумное применение


Основные технические показатели песка и его рациональное использование в производстве бетона имеют руководящее значение для предприятий и исследователей.

В данной статье представлены основные технические показатели песка и подробно описано его разумное использование, что имеет значение для предприятий по производству бетона и исследователей.

  1 Основные технические показатели песка

Заполнители с размером частиц от 0,16 до 4,75 мм называются мелкими заполнителями, сокращенно песком. Песок для бетона делится на натуральный песок и искусственно дробленый песок.

Натуральный песок является основным видом песка в строительных работах, он образуется в результате выветривания горных пород и делится на речной песок, горный песок, морской песок и т.д. Горный песок имеет грубую поверхность и много углов, содержит много глины и органических веществ. Морской песок долго подвергается воздействию морской воды, имеет гладкую поверхность и относительно чистый, но часто содержит ракушки и много соли. Речной песок имеет гладкую поверхность, относительно чистый и широко распространен, является основным песком для бетона.

Искусственно дробленый песок получается из натуральных горных пород, его поверхность грубая и угловатая, он относительно чистый, но содержит много пластинчатых частиц и мелкого песка, а также имеет высокую стоимость, обычно используется в случае нехватки натурального песка.

1.1 Грубость песка и гранулометрический состав

Грубость песка относится к средней степени грубости смеси песчинок. Гранулометрический состав песка относится к степени сочетания частиц разного размера.

Грубость песка и гранулометрический состав обычно определяются и оцениваются с помощью метода просеивания, при этом используется набор стандартных сит с диаметрами 4,75, 2,36, 1,18, 0,60, 0,30, 0,15 мм, 500 г сухого песка просеиваются от грубого к мелкому, затем взвешивается количество песка на каждом сите, и рассчитываются процентные соотношения остатка на сите и накопленные процентные соотношения остатка. Связь между остатком на сите, процентом остатка на сите и накопленным процентом остатка представлена в таблице 1-3-1.

Таблица 1-3-1 Связь между остатком на сите, процентом остатка на сите и накопленным процентом остатка

Основные технические показатели песка и его разумное применение

Стандартом установлено, что степень грубости песка обозначается модулем тонкости μf, расчетная формула следующая:

Основные технические показатели песка и его разумное применение

Чем больше модуль тонкости, тем грубее песок. Стандартом установлено, что μf=3,7~3,1 соответствует грубому песку, μf=3,0~2,3 соответствует среднему песку, μf=2,2~1,6 соответствует мелкому песку, μf=1,5~0,6 соответствует очень мелкому песку.

Гранулометрический состав песка обозначается гранулометрической зоной. Гранулометрическая зона песка в основном определяется накопленным процентом остатка на сите 0,60 мм и делится на три гранулометрические зоны, требования к каждой гранулометрической зоне представлены в таблице 1-3-2. Гранулометрический состав песка для бетона должен находиться в любой из трех гранулометрических зон. За исключением накопленных остатков на ситах 0,60 и 4,75, накопленные остатки на других ситах могут немного превышать границу, но общий процент не должен превышать 5%.

Таблица 1-3-2 Диапазон гранулометрического состава песка

Основные технические показатели песка и его разумное применение

1.2 Содержание глины и содержание глиняных комков

Частицы размером менее 0,075 мм, такие как глина, ил, каменная крошка и т.д., в совокупности называются глиной. Комковатая глина и ил называются глиняными комками (для мелких заполнителей это частицы размером более 1,20 мм, которые после промывания водой становятся менее 0,6 мм; для крупных заполнителей это частицы размером более 4,75 мм, которые после промывания водой становятся менее 2,36 мм). Глина часто покрывает поверхность песчинок, что значительно снижает адгезию между песком и цементом, снижая прочность бетона. Кроме того, большая удельная поверхность глины, при высоком содержании, может снизить текучесть бетонной смеси или увеличить количество воды и цемента, необходимых для замеса, а также увеличить усадку и ползучесть бетона, снижая его долговечность. Влияние глиняных комков на свойства бетона аналогично влиянию глины, но более опасно.

Согласно стандарту "Строительный песок" (GB/T14684-2001), I класс песка должен содержать менее 1,0% глины и не должен содержать глиняных комков; II класс песка должен содержать менее 3,0% глины и менее 1,0% глиняных комков; III класс песка должен содержать менее 5,0% глины и менее 2,0% глиняных комков.

Стандарт "Качество и методы испытаний песка и камня для обычного бетона" (JGJ52-2006) также устанавливает, что для бетона класса C60 и выше содержание глины и глиняных комков в песке не должно превышать 2,0% и 0,5% соответственно; для бетона класса C55 до C30 содержание глины и глиняных комков в песке не должно превышать 3,0% и 1,0% соответственно; для бетона класса C25 и ниже содержание глины и глиняных комков в песке не должно превышать 5,0% и 2,0% соответственно; для бетона класса C25 и ниже с требованиями к морозостойкости, водонепроницаемости или другим специальным требованиям содержание глины и глиняных комков должно составлять не более 3,0% и 1,0% соответственно.

  2 Влияние содержания глины в песке на свойства бетона

2.1 Влияние содержания глины в песке на прочность

Наличие глины делает интерфейс заполнителей неспособным к гидратации, что означает, что он не может соединяться с заполнителями, как цемент, для создания прочности; он также не может выполнять роль каркаса в бетоне, как песок и камень, а просто вводит определенное количество пустот и дефектов в цементный камень, увеличивая пористость цементного камня, причем эти поры в основном находятся в диапазоне от десятков до сотен микрон и даже больше, что серьезно влияет на прочность цементного камня; глинистые компоненты значительно увеличивают потребление воды в бетоне, повышая фактическое потребление воды, снижая эффективное количество добавок, что приводит к снижению прочности цементного камня.

2.2 Влияние содержания глины в песке на добавки

Когда содержание глины в песке высоко, поскольку содержание глины фактически является мелким порошком глинистого происхождения, который имеет такую же способность к водопоглощению, как и вяжущие материалы, при проектировании соотношения не учитывается проблема водопоглощения этих порошков, поэтому для достижения увлажнения поверхности этим глиняным материалам требуется пропорциональное количество воды, и после увлажнения глиняные материалы также требуют пропорционального количества добавок для достижения такой же текучести. Это означает, что при одинаковом соотношении, когда содержание глины увеличивается с 2% до более 5%, фактическое количество добавок в вяжущих материалах становится меньше рекомендованного, начальная текучесть бетона ухудшается, а потеря осадки со временем увеличивается, и для поддержания работоспособности бетонной смеси необходимо увеличить количество добавок.

2.3 Влияние содержания глины в песке на содержание песка

Когда содержание глины в песке высоко, поскольку содержание глины на самом деле является мелким порошком из глины, который имеет такие же свойства впитывания воды, как и вяжущие материалы, при проектировании соотношения не учитывается количество этих порошков, а также в процессе взвешивания песка не учитывается количество этих порошков, что приводит к тому, что фактическое количество песка, используемого в процессе производства, меньше расчетного количества, что делает фактическое содержание песка в бетонной смеси меньше расчетного содержания песка. Это приводит к тому, что при одинаковых условиях соотношения, повышение содержания глины приводит к снижению фактического содержания песка в бетоне, что ухудшает начальную текучесть бетонной смеси и увеличивает потерю осадки со временем.

  3 Влияние содержания воды в песке на свойства бетона

3.1 Влияние содержания воды в песке на прочность

Содержание воды в песке составляет 5.7%—7.7%. Когда содержание воды в песке превышает это значение, избыточная влага оборачивается вокруг поверхности песка, образуя водяную пленку, и песок начинает расширяться. В процессе проектирования и производства соотношения, поскольку эти проблемы с водой не были должным образом учтены, фактическое количество воды, используемое для приготовления бетона с использованием такого песка, оказывается больше расчетного количества воды, что приводит к увеличению водоцементного соотношения бетонной смеси, появлению явлений расслоения и выделения воды, ухудшению работоспособности, а после затвердевания бетона, из-за испарения избыточной влаги, внутри бетона образуется множество пор, что снижает прочность бетона.

3.2 Влияние содержания воды в песке на добавки

В процессе производства бетона добавки сначала поступают в бетонную смесь через систему дозирования, образуя однородную смесь. Когда содержание воды в песке превышает насыщенное содержание воды, в процессе производства бетона, учитывая содержание воды в песке, эта вода вычитается. Хотя общее количество воды для бетона не меняется, количество воды, взвешиваемое системой дозирования для поступления в смеситель, уменьшается, что приводит к снижению эффективной дозы добавок в бетоне, ухудшению начальной текучести бетонной смеси и увеличению потерь со временем.

  4 Параметры, необходимые для расчета песка в проектировании соотношения

4.1 Плотность упакованного песка

Плотность упакованного песка является важным параметром, который необходимо учитывать в процессе проектирования соотношения бетона. Для качественного и стабильного бетона песок равномерно и плотно заполняет пустоты между гравием, поэтому разумное количество песка в одном кубическом метре бетона должно рассчитываться как пустотность гравия, умноженная на плотность упакованного песка.

4.2 Содержание воды

Поскольку для проверки цемента используется водоцементное соотношение 0.5, вычитается вода, необходимая для стандартной консистенции цемента, а вода, необходимая для увлажнения стандартного песка, находится в диапазоне от 5.7% до 7.7%. Этот диапазон не влияет на прочность цемента, и в процессе проектирования соотношения бетона мы контролируем разумное количество воды для песка в этом диапазоне.

4.3 Содержание гравия

Когда содержание гравия в песке высоко, поскольку гравий является крупным заполнителем, в процессе взвешивания песка не учитывается количество этих камней, что приводит к тому, что фактическое количество песка, используемого в процессе производства, меньше расчетного количества, что делает фактическое содержание песка в бетонной смеси меньше расчетного содержания песка. Это приводит к тому, что при одинаковых условиях соотношения, повышение содержания гравия приводит к снижению фактического содержания песка в бетоне, что ухудшает начальную текучесть бетонной смеси и увеличивает потерю осадки со временем. Поэтому в процессе производства необходимо своевременно проверять содержание гравия в песке и корректировать весы.

4.4 Содержание глины

Поскольку содержание глины в песке одновременно влияет на работоспособность бетона, прочность, совместимость добавок и фактическое содержание песка, мы требуем строго контролировать содержание глины в песке в соответствии с государственными стандартами.

Песок, свойства песка, содержание ила в песке