Песок
Отбор проб. При входном контроле объединенную пробу песка отбирают от проверяемой партии материала в соответствии с требованиями ДСТУ БВ.2.7-32-95.
Из объединенной пробы методом квартования получают лабораторную пробу. Масса лабораторной пробы должна обеспечивать проведение всех испытаний, предусмотренных стандартом.
Истинная плотность определяется пикнометрическим методом. Ее находят определением массы единицы объема песка, высушенного до постоянной массы.
Для проведения испытаний используют пикнометр вместимостью 100 мл, весы по ГОСТ 29329-92, эксикатор по ГОСТ 25336-82, сушильный шкаф с терморегулятором, песчаную или водяную баню, дистиллированную воду, серную кислоту, прокаленный хлористый кальций, сита с размером отверстий 5 мм.
От аналитической пробы песка отбирают навеску 30 + 2 г, просеивают её через сито с отверстиями 5 мм, высушивают до постоянной массы и охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием до температуры 20+2 °С. Высушенный песок перемешивают и делят на две части.
Каждую часть навески всыпают в чистый, высушенный, взвешенный пикнометр, после чего взвешивают его вместе с песком. Наливают в пикнометр дистиллированную воду в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен на 2/3 объема, перемешивают содержимое пикнометра и ставят его в слегка наклонном положении на песчаную или водяную баню для удаления пузырьков воздуха. По истечении 30 мин с момента установки пикнометра на водяную баню пикнометр с содержимым извлекают из бани, обтирают его поверхность, охлаждают до температуры 20 ± 2 °С, доливают до метки дистиллированную воду и взвешивают.
Истинную плотность песка, кг/м3, вычисляют по формуле
За результат принимают среднее арифметическое значение двух определений, расхождение между которыми не превышает 2 кг/м3.
Истинная плотность определяется также ускоренным методом с помощью прибора Ле Шателье. Подготовку к испытанию проводят так же, как и при определении плотности с помощью пикнометра. Используется навеска песка 200 г, от нее для испытания отбирают две пробы массой по 75 г.
Прибор Ле Шателье наполняют водой до нижней нулевой риски. Навеску песка всыпают через воронку небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не поднимется до риски с делением 20 мл (или с другим делением в пределах верхней градуированной части прибора).
Остаток песка, не вошедший в прибор, взвешивают с погрешностью до 0,01 г.
Истинную плотность песка, кг/м2, вычисляют по формуле
За результат принимают среднее арифметическое результатов двух определений, расхождение между которыми не более 2 кг/м3.
Насыпная плотность песка в стандартном неуплотненном состоянии. Насыпную плотность определяют взвешиванием песка в мерных сосудах. Для проведения испытаний используют весы по ГОСТ 29329-92, сушильный шкаф, мерные цилиндры вместимостью 1 дм3, металлическую линейку по ГОСТ 427-75, сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм. Пробу песка массой от 5 до 10 кг (в зависимости от содержания в нем гравия) высушивают до постоянной массы и просеивают сквозь сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм. Количество сухого просеянного песка должно быть не менее 4 кг. Высушенный песок насыпают в чистый, сухой, взвешенный мерный сосуд с высоты 10 см до образования над верхом сосуда песчаного конуса. Конус без уплотнения песка срезают вровень с краями сосуда металлической линейкой, после чего сосуд с песком взвешивают.
Насыпную плотность, кг/м3, вычисляют по формуле
Насыпную плотность песка определяют два раза, при этом каждый раз используют новую порцию песка. Влажность определяют сравнивая массы песка в состоянии естественной влажности и после высушивания. Для проведения испытания используют сушильный шкаф с терморегулятором, весы по ГОСТ 24104-88, противень.
Навеску песка массой 1000 г насыпают в противень и сразу же взвешивают, затем высушивают в этом же противне до постоянной массы.
Влажность песка, %, вычисляют по формуле
За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов двух определений.
Зерновой состав определяют рассеивая песок на стандартном наборе сит [3]. Зерновой состав сыпучего материала выражают в процентах или частях содержания в этом материале зерен определенного размера (фракций).
Для испытаний песка используют сита с отверстиями диаметром 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315...0,16 мм. Зная зерновой состав песка, можно определить, к какой группе по крупности зерен относится исследуемый песок, и сделать шключение о его пригодности для сухих смесей.
Аналитическую пробу песка массой не менее 2000 г высушивают до постоянной массы, после чего просеивают сквозь два сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Остатки на ситах взвешивают и вычисляют содержание в песке фракций гравия с размером зерен от 5 до 10 мм и свыше 10 мм, % по массе, по формулам
Из пробы песка, прошедшего сквозь указанные сита, используют навеску в 1000 г для определения его зернового состава. При массовых испытаниях для определения содержания пылевидных и глинистых частиц после промывки навески и высушивания ее до постоянной массы допускается просеивать 500 г песка.
Подготовленную навеску просеивают через набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сетками № 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 механическим или ручным способами.
Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходило не более 0,1 % общей массы просеиваемой навески. Продолжительность механического просеивания для применяемого прибора устанавливают опытным путем.
При ручном просеивании допускается определять окончание просеивания, интенсивно встряхивая каждое сито над листом бумаги. Просеивание считается законченным, если при этом практически не наблюдается падение зерен песка.
После окончания просеивания остатки зерен песка на каждом сите, которые называются частными остатками а„ взвешивают с погрешностью не более 1 г, а затем определяют их величину в процентах по отношению к массе навески по формуле
Затем вычисляют с погрешностью не более 0,1 % полные остатки на каждом сите. Полным называется остаток, который был бы на данном сите, если бы просеивание производилось только через него. Полный остаток численно равен сумме всех частных остатков на данном сите и всех ситах с более крупными размерами отверстий.
При определении зернового состава фракционированных песков результаты испытаний записывают только в виде таблиц. Модуль крупности в этом случае не определяют.
Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц. Глинистые и пылевидные примеси в песке при использовании его для сухих смесей повышают водопотребность смесей и в конечном итоге приводят к понижению прочности и морозостойкости. Особенно вредна в песке примесь глины, которая обволакивает зерна песка и препятствует их сцеплению с цементом. При производстве сухих смесей наличие в песке комков глины не допускается. Содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц определяют отмучиванием или пипеточным методом.
Методом отмучивания находят суммарное содержание в песке частиц размером менее 0,5 мм. Сущность метода заключается в многократной промывке песка от примесей (отмучивании) и сравнении первоначальной массы песка с массой его после промывки.
Навеску песка помещают в цилиндрическое ведро и заливают водой так, чтобы высота слоя воды над песком была примерно 200 мм. Запитый водой песок выдерживают в течение 2 ч, перемешивая его несколько раз, и тщательно отмывают от приставших к зернам глинистых частиц. После этого содержимое ведра снова энергично перемешивают и оставляют в покое на 2 мин. Через 2 мин сливают сифоном полученную при промывке суспензию, оставляя слой ее над песком высотой не менее 30 мм. Затем песок снова заливают водой до указанного выше уровня. Промывку песка в указанной последовательности повторяют до тех пор, пока вода после промывки будет оставаться прозрачной.
После отмучивания промытую навеску высушивают до постоянной массы.
Содержание в песке отмучиваемых пылевидных и глинистых частиц, % по массе, вычисляют по формуле
Содержание глины в комках. Аналитическую пробу песка просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм. Не менее чем из 100 г пробы путем рассева на ситах с отверстиями размером 2,5 и 1,25 мм получают две фракции. Из фракции 2,5—5 мм отбирают навеску массой 5 г, из фракции 1,25-2,5 отбирают 1 г. Каждую навеску песка высыпают тонким слоем на стекло или металлический лист и увлажняют при помощи пипетки. Из навески стальной иглой выделяют комки глины, отличающиеся от зерен песка вязкостью (если необходимо, используют при этом лупу). Выделенные комки глины и зерна песка высушивают раздельно до постоянной массы и взвешивают.
Содержание органических примесей. Органические примеси, находящиеся в песке, оказывают вредное влияние на процесс твердения цемента. Они замедляют скорость твердения, снижают прочность бетонов и растворов на основе сухих смесей. Поэтому их содержание ограничивается стандартом. Наличие органических примесей в песке можно обнаружить, если обработать его раствором щелочи, например гидроксида натрия NaOH.
Приготавливают эталонный раствор, растворяя 2,5 мл 2 %-ного раствора танина в 97,5 мл 3 %-ного раствора гидроксида натрия. Приготовленный раствор перемешивают и оставляют на 24 ч [3]. Из аналитической пробы отвешивают примерно 250 г песка в состоянии естественной влажности и заполняют им мерный цилиндр до уровня 130 мл. Затем заливают его 3 %-ным раствором гидроксида натрия до уровня 200 мл. Содержимое цилиндра перемешивают и оставляют на 24 ч, повторив перемешивание через 4 ч. Затем сравнивают окраску жидкости, отстоявшейся над пробой, с цветом эталонного раствора или стеклом, цвет которого идентичен цвету эталонного раствора.
Песок пригоден для сухих смесей, если жидкость над пробой бесцветна или окрашена значительно слабее эталонного раствора.
При окраске жидкости незначительно светлее эталонного раствора содержимое сосуда подогревают в течение 2-3 ч на водяной бане при температуре 60-70 °С и сравнивают цвет жидкости над пробой с цветом эталонного раствора.
В случае, когда колориметрическая проба темнее эталона, окончательное решение о пригодности или непригодности песка принимают после технологической пробы — испытания на прочность цементно-песчаного раствора на этом заполнителе.
Е. К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси. К, 2000