меню

Строительные материалы

Плотность разных видов строительного щебня в кг/м3



От автора: здравствуйте, дорогие читатели! Все мы знаем, что при любом строительстве крайне важны абсолютно все характеристики используемых материалов. Их необходимо знать по двум причинам.

Во-первых, если использовать материал слишком низкого качества при возведении какой-нибудь ответственной конструкции, то она впоследствии просто не выдержит нагрузок и развалится. Во-вторых, в обратной ситуации, когда какие-то совсем простые вещи создаются путем применения средств с очень высокими техническими характеристиками, это сильно и неоправданно бьет по бюджету.

Вот почему важно приобретать материал, параметры которого соответствуют конкретной цели использования. В сегодняшней статье мы подробно поговорим об одном из них. А именно — о том, какой должна быть плотность щебня строительного кг м3.

Показатель плотности крайне важен. Именно от этой характеристики зависит то, как долго простоит возведенное сооружение и насколько качественно будет служить. Давайте вкратце вспомним, что такое щебень, и какие его разновидности представлены на рынке, ведь плотность напрямую зависит от типа материала.

Разновидности щебня

В общем и целом, щебень — это материал, добываемый путем взрыва горной породы или дробления отходов тяжелой промышленности. Внешне это просто куча небольших камней, размер которых начинается от полусантиметра по российским стандартам и от 0,3 см по европейским.

Основная область применения щебня — строительные работы. Например, он повсеместно используется в качестве наполнителя для бетона. Характеристики щебня позволяют придать готовой продукции высокую прочность и морозостойкость. Поэтому из бетона с таким наполнителем делаются плиты, используемые затем в возведении жилых домов и даже более нагруженных сооружений: башен, мостов и т.д.

Конечно, это возможно только в том случае, если наполнитель взят высокого качества. Щебень с низкими показателями успешно используется для различных отсыпок под дорожное и железнодорожное полотно, а также для создания дренажных слоев.

Существует несколько разновидностей этого материала: гранитный, гравийный и известняковый. Плотность варьируется как раз в зависимости от происхождения щебня, поэтому остановимся подробнее на описании самых распространенных видов.

Есть также шлаковые, вторичные (из осадочных пород) и другие разновидности, но они обладают гораздо более низким качеством и используются нечасто, поэтому пока не будем подробно на них останавливаться.

Помимо происхождения материала, на плотность влияют также и другие характеристики, в частности, лещадность. Но о том, что это такое и как влияет этот показатель, мы поговорим чуть позже. А пока давайте разберемся с самим понятием «плотность» и узнаем, о чем вообще идет речь.

Понятие плотности

Определение плотности мы знаем еще из школьного курса физики: это масса определенного вещества, содержащаяся в каждой единице его объема. Но в случае со щебнем все не так очевидно. Дело в том, что у него есть три вида плотности: истинная, средняя и насыпная. Звучит интригующе, но на деле все очень просто. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Истинная плотность

Это тот самый классический показатель, который означает плотность непосредственно самого материала. Для чего нужны эти данные? Для того, чтобы точно знать прочностные характеристики. По сути, плотность указывает на пористость материала. Если количество пор очень большое, то прочность низкая, и наоборот.

На морозостойкость этот показатель влияет точно таким же образом. А поскольку прочность и устойчивость к замерзанию являются двумя важнейшими характеристиками в строительстве, понятно, что определение истинной плотности — первоочередная задача.

Обычно это делается в лаборатории. Конечно, вы можете постараться и самостоятельно провести эту процедуру, но вам потребуется очень точно подобрать инструменты для опыта, а также крайне внимательно отнестись ко всей процедуре.

Не забываем, что точность показателя плотности окажет самое прямое влияние на всю постройку, где щебень будет применяться. Поэтому качество используемого для опытов оборудования и некоторых веществ определяется различными ГОСТами.

Помимо этого, вам понадобится:

  • ступка из фарфора или чугуна;
  • специальный шкаф для сушки;
  • водяная или песочная баня;
  • щетка из металла;
  • лабораторная щековая дробилка ДЛЩ 60×100 или ДЛЩ 80×150.

Для опытов берется определенное количество фракций, от каждого вида по 2 одинаковых образца. Масса взятого материала зависит от размера зерен.

Если необходимо исследовать образец, размер зерна которого превышает показатель в 70 мм, то фракции придется раздробить на более мелкие.

Итак, мы подготовили оборудование и прочие необходимые вещи. Теперь давайте посмотрим, как проводится сама процедура.

  1. Тщательно чистим образцы от всего лишнего: грязи, пыли. Это делается с помощью щетки из металла.
  2. Помещаем очищенные фракции в лабораторную дробилку и измельчаем. После этой процедуры размер зерна не должен превышать 5 мм.
  3. Отмеряем и откладываем из получившейся массы 150 граммов.
  4. Остальное вновь дробим, на этот раз — до размера частиц не более 0,125 мм. То есть должна получиться буквально пыль.
  5. От получившейся пыли отмеряем и откладываем 30 граммов.
  6. Теперь помещаем наши отложенные образцы в фарфоровую чашку, там сушим и охлаждаем, пока температура материала не приблизится к комнатной. Для сушки мы используем сушильный шкаф, а для охлаждения — концентрированную серную кислоту (нужно держать образцы над ее парами) или хлорид кальция, о котором мы упоминали в списке необходимых вещей.
  7. В пикнометры, которые предварительно тщательно чистятся и высушиваются, кладем по 10 граммов подготовленных образцов. Затем заливаем дистиллированной водой до половины емкости и нагреваем на водяной или песочной бане до кипения. Кипятим 15–20 мин, за это время все пузырьки воздуха благополучно выйдут из содержимого пикнометров. Те, которые образовываются при взаимодействии воды с пылью щебня, можно убрать, подержав пикнометр в эксикаторе. Это делается над вакуумом.
  8. После кипячения вытираем внешнюю часть пикнометра от влаги и остужаем вместе со смесью.
  9. Доливаем в него ту же дистиллированную воду ровно до того уровня, который был изначально, перед началом нагревания.
  10. Взвешиваем пикнометр вместе с содержимым.
  11. Затем выливаем из него все и заливаем одну дистиллированную воду, без образцов щебня. Льем до той же отметки, которая означала верхний уровень предыдущей смеси.
  12. Пикнометр с водой тоже взвешиваем.
  13. Практическое исследование на этом закончено, далее нужно воспользоваться следующей формулой:

В итоге мы получим показатель истинной плотности. Чтобы результат был еще более объективным, проведите опыт дважды, при этом используя абсолютно одинаковые условия в обоих случаях.

Есть и более простой метод, ускоренный. Для него вам потребуется специальный прибор Ле Шателье, сушильный шкаф, щетка из металла, а также: весы, фарфоровая чашка, эксикатор, серная кислота, безводный хлорид кальция, сито. Этот список знаком нам еще по предыдущему способу, требования к оборудованию (в частности, ГОСТ) точно такие же, поэтому не будем повторяться.

Проведение опыта происходит следующим образом.

  1. Измельчаем и подготавливаем образцы точно так же, как в предыдущем случае, помещаем в фарфоровую чашку. Сушим, охлаждаем, отмеряем две навески, масса каждой 50 граммов.
  2. Далее берем прибор Ле Шателье, вливаем в него воду по нижнюю отметку, затем понемногу вносим туда порцию навески. При этом смесь должна подняться до отметки минимум 20 мл, или до той, которую вы сами определите.
  3. По достижении нужной отметки взвешиваем ту часть образца, которая не вошла.
  4. Затем повторяем то же самое во втором приборе, уже с другой порцией навески. По окончании также взвешиваем остаток.
  5. На основании полученных результатов высчитываем два варианта плотности, причем разница между ними не должна превышать 0,02 г/м3. В том случае, когда получилось более значительное расхождение, проводится еще одна такая же процедура. В итоге берем два самых близких результата и высчитываем среднее арифметическое.

Средняя плотность

При вычислении среднего показателя учитывается способность щебня впитывать влагу. Поэтому в качестве опыта образец высушивается до достижения неизменяемой массы, взвешивается, затем на 120 минут помещается в емкость, наполненную водой. Затем снова взвешивается.

Насыпная плотность

Если истинная плотность показывает, по сути, прочность и морозостойкость каждой отдельной фракции, то насыпная дает те же характеристики всему слою. При этом учитывается тот факт, что при насыпании щебня между зернами образуются пустоты. Это важно для трех аспектов:

  • качество готового слоя. Независимо от того, идет речь о дорожной отсыпке или об изготовлении бетонной плиты, итог должен обладать определенными свойствами, подходящими для конкретной цели эксплуатации;
  • расход цемента. Это важно в том случае, если щебень используется в качестве наполнителя для изготовления бетонной плиты. Низкая насыпная плотность показывает наличие большого количества пустот между зернами. Соответственно, эти промежутки будут заполняться именно цементом. А его стоимость выше, чем у щебня, поэтому подобная ситуация является экономически невыгодной. Кстати, именно поэтому в качестве наполнителя обычно берут смесь крупных и мелких фракций, такой подход позволяет снизить количество пустот и увеличить насыпную плотность;
  • транспортировка. Конечно, при необходимости можно заказать доставку прямо от производителя или из магазина, но гораздо более выгодным вариантом является самовывоз. При этом нужно точно рассчитать количество требуемых машин с учетом их вместимости и как раз той самой насыпной плотности материала. Если допустить ошибку в расчетах, то придется делать два или три рейса, что, опять же, крайне невыгодно.

Показатели насыпной плотности, в принципе, являются довольно стандартной величиной. Существуют определенные параметры, свойственные каждой разновидности щебня:

  • гранитный — насыпная плотность 1320–1390 кг/м3;
  • известняковый — 1260–1320;
  • гравийный — 1320–1460;
  • доломитовый — 1300;
  • шлаковый — 1000–1500;
  • вторичный — 1700;
  • керамзитовый — 250–600.

Конечно, мы перечислили не все виды, а только самые популярные. Полный список очень велик. Но ориентироваться на таблицу можно лишь приблизительно, поскольку показания могут варьироваться. Более надежная информация расположена непосредственно в сопроводительных документах, которые поставщик прикладывает к товару. А также можно узнать необходимый показатель самостоятельно, опытным путем.

Рассчитать насыпную плотность очень просто. Нужно засыпать щебень в предварительно взвешенную пустую емкость, объем которой может быть от 50 до 50 литров. Поверхность материала должна быть строго вровень с верхним краем сосуда. Затем наполненная емкость взвешивается.

Таким образом, у нас получается три значения: вес пустой емкости, ее объем, вес наполненной емкости. Из второго веса вычитаем первый, результат делим на объем и получаем необходимый нам показатель. Измерения могут быть как в форме т/м3, так и в кг/м3.

При проведении этого простого исследования необходимо учитывать несколько нюансов. Во-первых, емкость, в которую помещаете образец, должна быть цилиндрической формы и иметь объем в указанном выше диапазоне (5–50 л). При этом обязательно учитывается размер фракций: чем они крупнее, тем больше должен быть сосуд.

Во-вторых, при насыпании образца емкость не следует встряхивать или еще как-либо физически на нее воздействовать. Щебень должен быть всыпан естественным образом, без утряски и тому подобного, иначе результат получится искаженным.

Впрочем, утряска в некоторых исследованиях тоже нужна. Она необходима для того, чтобы узнать коэффициент уплотнения. Давайте теперь разберемся, что это такое, и для чего необходим этот показатель.

Коэффициент уплотнения

Итак, что же это за загадочное понятие? Смотрите, насыпная плотность — это показатель, имеющий силу ровно после того, как куча щебня была свободно высыпана на поверхность и затем не подвергалась никаким физическим воздействиям. При транспортировке и хранении важно именно это число, поскольку материал в машинах и на складах находится именно в таком виде.

Но, когда речь заходит о строительных или дорожных работах, ситуация меняется. Ведь, как правило, в таких случаях щебень не лежит спокойно в естественном состоянии, его обычно так или иначе утрамбовывают. Проще говоря, искусственным путем сокращают количество и объем пустот между фракциями.

После трамбовки объем слоя, естественно, меняется. А это очень важно для всех видов работ. Чтобы было проще понять, можно рассмотреть ситуацию на примере манной крупы или панировочных сухарей.

Допустим, вы высыпаете продукт в банку, и она заполняется доверху. Но стоит вам пару раз стукнуть этой емкостью по столу, как ее содержимое резко осядет, и там обнаружится место еще для какого-то количества той же манки.

В случае с банкой это не так уж критично, а вот когда речь идет о строительстве, подобная внезапная нехватка объема материала может оказаться критичной. Поэтому обязательно нужно знать, как проверить уплотнение.

Вообще, существуют стандартные значения, которые варьируются в зависимости от разновидности, например:

  • гравийный щебень — коэффициент уплотнения 1,1;
  • керамзитный — 1,15;
  • смесь песка и гравия — 1,2.

В целом, разброс показателей составляет 1,05–1,52. Но можно, опять же, не слепо ориентироваться на готовые числа, а самостоятельно определить данный коэффициент. Процедура, в общем-то, не слишком сложная.

  1. Берем определенный объем щебня, взвешиваем.
  2. Делим массу на объем, записываем результат.
  3. Затем высыпаем щебень на поверхность земли и утрамбовываем до точно такого же состояния, которое планируется.
  4. С помощью рулетки измеряется полученный объем. Делим на него изначальную массу и получаем второй необходимый показатель.
  5. Затем делим одно полученное значение на другое, и в итоге у нас есть искомый коэффициент уплотнения, на который можно ориентироваться.

Если есть сомнения в собственных силах, или же банально нет возможности проводить подобные процедуры, то можно заказать лабораторное исследование. Специалисты осуществят все необходимые действия и выдадут вам готовый результат по вашему конкретному материалу. Конечно, подобное решение потребует дополнительных трат, но сэкономит массу времени и сил.

От чего зависит показатель плотности

Чтобы примерно можно было сориентироваться в показателях, не обращаясь в каждом случае к таблицам и в лаборатории, давайте выведем некоторую общую совокупность факторов, от которых зависят показатели плотности:

  • основа материала;
  • размер фракций;
  • лещадность.

Источник, из которого был добыт щебень, оказывает влияние в первую очередь на истинную прочность материала, а размер фракций — на насыпную и на коэффициент уплотнения. А также на насыпную влияет лещадность. Остановимся на этом понятии чуть подробнее.

Лещадность

Фракции щебня бывают трех видов:

  • кубовидные — все грани зерна примерно равны;
  • пластинчатые — толщина зерна втрое меньше длины;
  • игольчатые — ширина втрое меньше длины.

Наибольшей прочностью и остальными высокими характеристиками обладают кубовидные фракции. В частности, они прекрасно утрамбовываются, что оказывает значительное влияние на коэффициент уплотнения.

А вот пластинчатые и игольчатые, называемые лещадными, подобными показателями похвастаться не могут. Тем не менее, они есть в составе любой партии щебня. И показатель лещадности рассчитывается как раз по тому, какой процент подобных зерен содержится в конкретной группе материала.

Существует разделение на пять таких групп. В первой — самой качественной — содержание лещадных зерен может быть до 10%. Во второй — 10–15%, в третьей — 15–25%, в четвертой — 25–25%, в пятой — 35–50%.

Понятно, что чем больше процент содержания лещадных зерен, тем больше пустот будет между ними в слое. А значит, и показатель насыпной плотности будет ниже, и уплотняться они будут хуже. Как правило, пятая группа из-за этого даже не используется в строительстве, она применяется для различных отсыпок или в декоративных целях.

А вот группы с низким показателем могут применяться где угодно, включая сооружение фундаментов для зданий с высокой нагрузкой: многоэтажек, башен и т. д. В общем, при выборе щебня и при попытке определить его плотность «на глазок» крайне необходимо учитывать лещадность.

Дорогие друзья! Как видите, расчет плотности щебня — дело необходимое, но не такое уж сложное. В общем и целом, всегда есть три варианта: ориентироваться на сопроводительную информацию, заказать исследование в лаборатории или провести его самостоятельно. Любой из этих путей может дать вам необходимый показатель.

Поэтому не пугайтесь предстоящих работ с данным материалом, делается это все гораздо быстрее и проще, чем может показаться на первый взгляд, особенно в том случае, если это взгляд новичка в строительных делах. Удачи вам!

В соответствии с действующим законодательством, Администрация отказывается от каких-либо заверений и гарантий, предоставление которых может иным образом подразумеваться, и отказывается от ответственности в отношении Сайта, Содержимого и его использования.
Подробнее: https://seberemont.ru/info/otkaz.html

Статья была полезна? Расскажите друзьям

Читать еще:

Комментарии

Добавить комментарий