Песок – это сыпучий материал. Измерить его истиную плотность затруднительно – между песчинками удалить промежутки практически невозможно. По этой причине для песка более применимо понятие насыпная плотность песка. Это среднее значение веса материала на единицу объёма.
Понятие и значения
За определением насыпной плотности песка скрывается значение массы материала в сухом виде на единицу объема, измеряемого в кубометрах или кубических сантиметрах.
Существует множество видов песка по происхождению, фракции. Мелкие песчинки плотнее укладываются в объем, чем крупные, следовательно их масса значительно больше. И наоборот.
Так, песок, добытый из реки, обычно гладкий и отшлифованный, обладает плотной структурой. Его вес на куб в среднем составляет 1500-1600 кг/м3 согласно ГОСТ 8736-93. Песчинки из карьера часто пористые с острыми углами и гранями, такие весят гораздо меньше – около 1300 кг/м3.
Факторы определения плотности
Насыпной вес песка зависит от нескольких факторов:
- Фракция и форма песчинок определяет плотность сыпучего материала в большей степени. Чем крупнее фрагменты, тем большее расстояние между ними остается и наоборот. Округлые и квадратные песчинки занимают большее пространство, чем плоские.
- Порода происхождения. Чем плотнее минерал, из которого образовался песок, тем больше масса.
- Остатки грунта и органических примесей также оказывают влияние на насыпную массу песка. Технология приготовления строительных растворов предполагает использование очищенного мелкого наполнителя, поэтому данный параметр может быть скорректирован промыванием или просеиванием насыпи.
- Влажность после мытья или добычи песка. Вода проникает в поры песчинок и увеличивает их вес. Насыпная плотность сухого песка до 30% меньше, чем мокрого. По мере высыхания масса снижается, а объем увеличивается.
- Песок, уплотненный при укладке, имеет гораздо более высокую плотность на единицу объема, чем насыпанный в обычном состоянии.
Значение массы на кубометр можно наглядно отследить в таблице насыпной плотности природного песка:
| Состояние песка | Значение плотности, кг/м3 |
|---|---|
| Сухой в обычном состоянии | 1200…1700 (зависит от типа породы и фракции) |
| Кварцевый | 1400 |
| Сухой рыхлый | 1440 |
| Речной | 1600 |
| Сухой уплотненный | 1680 |
| Мокрый | 1920 |
| Мокрый уплотненный | 2080 |
Расчет изменения объёма и массы
Песок доставляется на строительную площадку в разном виде: сухой или влажный, речной или карьерный. Использовать его могут не сразу: материал применяется по мере необходимости. Если насыпь хранится под открытым небом, песчинки постоянно меняют влажность в зависимости от погодных условий. Эти факторы приходится учитывать технологам перед приготовлением рабочих растворов и засыпке котлованов.
Поскольку насыпная плотность песка мелкого и крупного постоянно меняется, для определения фактической массы объёма без взвешивания используют коэффициенты уплотнения. Некоторые из них отражены в таблице:
| Состояние песчаной насыпи | Коэффициент уплотнения, kу |
|---|---|
| Рыхлый и сухой | 1,05…1,15 |
| Влажный | 1,1…1,25 |
| Обратная засыпка котлованов | 0,95 |
| Обратная засыпка траншей | 0,98 |
| Засыпка пазух | 0,98 |
| Обустройство и ремонт подземных инженерных сетей и сооружений вблизи автомобильных и железных дорог | 0,98…1,0 |
На коэффициент умножают среднюю плотность материала, получается искомый результат. В таблице приведены наиболее востребованные значения kу.
Насыпной коэффициент уплотнения песка не гарантирует точного результата – погрешность может составлять 5 и более процентов. Единственным достоверным способом определить массу единицы объема материала остается взвешивание, что не всегда возможно и удобно. Специалисты могут использовать любой из доступных методов определения плотности на месте.
