Порядок выполнения работы

1. Мелкий заполнитель

В качестве мелкого заполнителя в бетонах применяют природные (преимущественно кварцевые) и искусственные пески, получаемые дроблением некоторых горных пород, а также шлаков и обжиговых материалов.

Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит. Сита имеют отверстия в свету: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,3; 0,14 мм, т.е. размер их уменьшается в геометрической прогрессии. Наличие в песке зерен крупнее 10 мм не допускается; зерен размером 5…10 мм должно быть не более 10% (по массе).

Для просеивания берут среднюю пробу сухого песка массой 1 кг. Просеивание начинают на самом крупном сите. Полученный на каждом сите остаток выражают в процентах; эти остатки называют частными. Частные остатки характеризуют распределение зерен песка по степени крупности – это так называемый зерновой (гранулометрический) состав песка. Частные остатки определяют по формуле

(5.1)

где a_i – частный остаток для i-го сита (i = 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14); m_i - остаток на i -м сите, г; m – масса всей навески, г (1000 г).

Кроме этого, определяют полные остатки на ситах, складывая частный остаток на каждом сите с суммой остатков на предыдущих ситах:

А_i = a_2,5 + …a_i,

где A_i - полный остаток, равный сумме частного остатка на данном сите и частных остатков с вышележащих сит.

Результаты просеивания песка удобно представить графически, если по горизонтали отложить размеры отверстий сит, а по вертикали - полные остатки на ситах в процентах. На графике (рис. 5.1) в виде заштрихованной полосы указаны допустимые пределы колебаний зернового состава песка для бетона. При оценке зернового состава учитывают только зерна, проходящие через сито 5 мм. Кривая просеивания песка, получаемая по результатам ситового анализа, должна находиться между верхней и нижней ломаными линиями.

Рис. 5.1. График зернового состава песка

Песок, отсеянный на ситах двух близких номеров, т.е. состоящий из зерен почти одинаковой крупности, имеет большую пустотность (40-42%). При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность может уменьшаться до 30%. В хорошем песке пустотность не должна превышать 38%.

Пустотность заполнителя рассчитывают по формуле

(5.2)

где П – пустотность, %; _нас – насыпная плотность, кг/м³; _m – средняя плотность зерна, кг/м³.

Для условного выражения крупности песка применяют особый термин – модуль крупности, обозначающий сумму полных остатков (в процентах на ситах стандартного набора), деленную на 100:

. (5.3)

Пески, пригодные для бетона, в зависимости от крупности разделяют следующим образом (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Характеристика по модулю крупности

Группа песка	Модуль крупности, Мкр	Полный остаток на сите с отверстиями 0,63 мм, %
Крупный Средний Мелкий	3,5-2,5 2,5-2 2-1,5	50-75 35-50 20-35

Если песок крупный, то это еще не значит, что он вполне пригоден для бетона. Крупный песок может иметь большой объем пустот, который придется заполнять цементным тестом, что невыгодно. Поэтому полная характеристика песка может быть дана только с учетом его пустотности.

Природный песок, пригодный для обычного бетона, должен соответствовать следующим требованиям ГОСТ 8735-88: содержание в нем зерен, проходящих через сито 0,14 мм, не должно превышать 10%, а глинистых, илистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, - 3% по массе. Наиболее вредна примесь глины, обволакивающей зерна песка, так как она препятствует сцеплению с цементным камнем. От глины песок можно освободить только тщательной промывкой.

Органические примеси (гумусовые и др.) допускаются только в самом небольшом количестве, так как они, в особенности органические кислоты, понижают прочность и даже разрушают цемент. Для их определения песок обрабатывают 3%-ным водным раствором едкого натра (при соотношении раствора и песка 1:1). Полученный раствор с песком отстаивается в течение одних суток. Если песок содержит много органических примесей, то они вступают в соединение с едким натром и образуют соли, окрашивающие раствор в различные цвета – от желтого до красного и коричневого в зависимости от содержания органических веществ. Для бетона, применяемого в наиболее ответственных сооружениях, следует использовать пески, которые при обработке 3%-ным раствором NaOH не дают окрашивания. При светло-желтой окраске раствора песок пригоден только для неответственных конструкций, а при темной окраске (темно-желтой, красной или коричневой) он без промывки непригоден, так как прочность бетона, приготовленного на таком песке, понижается более чем на 25%.

Выбор песка для бетона производится по совокупности всех вышеперечисленных характеристик.