Методика выполнения эксперимента

Лабораторная работа №9

Изучение свойств песка

Цель работы: изучить методики определения свойств песка.

Теоретическая часть

Природный песок – это рыхлая обломочная порода, образовавшаяся в результате естественного разрушения (выветривания) спальных горных пород, например, гранита.

где – масса остатка на данном сите, г;

m – общая масса просеиваемой навески, г;

единица измерения - %.

 

Полным называется остаток, который был на данном сите, если бы просеивание производилось только через него. Определяют по формуле:

= + … + , %

Где , - частные остатки на ситах с большим размером отверстий начиная с сита, имеющего размер отверстий 2,5 мм;

- частный остаток на сите на данном, %

Для оценки крупности песка применяют безразмерный показатель – модуль крупности, который вычисляют как отношение суммы полных остатков на ситах, ко всей пробе, принятой за 100.

Крупный песок – полный остаток на сите с теткой 0,03 мм, 50-75%.

Средний песок - полный остаток на сите с теткой 0,03 мм, 35-50%, модуль крупности 2,5-2. Мелкий песок – полный остаток на сите 20-35%, модуль крупности 2-1,5.

Наличие в песке органических примесей оказывает отрицательное воздействие на качество бетона, т.к. эти примеси выделяют органические вещества – кислоты, которые разрушают цементный камень и тем самым снижают прочность бетона.

 

Методика выполнения эксперимента

1.1 Определение содержания в песке пылевидных частиц

Пылевидные и глинистые частицы – вредные примеси в песке, они обволакивают зерна песка и препятствуют сцеплению их с цементным камнем. Эти примеси повышают водопотребность бетонной смеси и приводят к понижению прочности и морозостойкости бетона.

Суммарное содержание в песке пылевидных, глинистых частиц определяют методом отмучивания, сущность которого состоит в том, что указанные частицы (размером менее 0,05 мм) будучи взмучены вместе с песком в воде, осаждаются значительно медленнее зерен песка и поэтому легко отделяются от него.

Из пробы песка, высушенного до постоянной массы и просеянного сквозь сито с отверстиями диаметром 5 мм, отвешивают 1000 г, высыпают в сосуд для отмучивания и заливают водой с таким расчетом, чтобы высота слоя над песком была примерно 200 мм. Песок выдерживают в воде около 2 ч, периодически перемешивая его стеклянной палочкой. По истечении 2 часов содержимое энергично перемешивают и оставляют на 2 мин. в покое, затем сливают мутную воду через два нижних сливных отверстия, оставляя над песком слой воды 30 мм. Потом доливают чистую воду до первоначального уровня, содержимое энергично перемешивают, оставляя в покое на 2 мин, и вновь сливают воду, как описывалось ранее. Песок промывают до тех пор, пока сливаемая вода не станет прозрачной.

Промытую пробу песка высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в нем пылевидных и глинистых частиц:

=

Где – масса навески песка до отмучивания, кг;

- та же, после отмучивания, кг;

единица измерения - %.

Испытание проводят дважды и за окончательный результат принимают среднее арифметическое двух определений.

1.2 Определение содержания в песке органических примесей

Определяют методом окрашивания. Для испытания берут навеску песка в состоянии естественной влажности массой 250 г. Песок насыпают в стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3%-ым раствором едкого раствора NaOH до отметки 200 мл. После энергичного взбалтывания содержимое цилиндра оставляют в покое на 24 ч и по истечении этого срока сравнивают цвет раствора над пеком с цветом эталона. Эталон приготавливают так: составляют 2%-ый раствор танина 1%-ом растворе этилового спирта, полученный раствор берут в количестве 5 мл на 195 мл 3-го раствора едкого натра. Полученную смесь наливают в мерный цилиндр вместимостью 250мл, взбалтывают и оставляют в покое на 24 ч. Эталон в свежеприготовленном виде имеет цвет крепкого чая.

Жидкость над песком может быть не окрашена или цвет её не темнее эталона. Такой песок будет пригоден для приготовления бетона. В том случае, когда окраска жидкости оказалась первоначально светлее эталона, содержимое мерного цилиндра подогревают в течение 2-3 ч на водяной бане при t 60-70 С и вновь сравнивают цвет жидкости с эталоном. Если же цвет останется светлее эталона, значит кол-во орган. Веществ не превышает допустимого значения.

При цвете жидкости над песком темнее цвета эталона, необходимо выполнить специальное исследование для установления пригодности песка для приготовления бетона.

1.3 Определение зернового состава песка.

Зерновой состав песка характеризуется % - ым содержание в нем зерен различного размера. Для определения зернового состава песка применяют ситовой анализ. Среднюю пробу песка массой 2 кг высушивают, просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мл. Полученные на ситах остатки взвешивают и определяют с точностью до 0,11 содержания в песке зёрен крупностью 5-10 (Гр₅) и выше 10 мм (Гр₁₀).

 

(4)

где m – масса пробы, г:

m₅ – остаток на сите с крупными отверстиями, равным соответственно 5 мм, г.

 

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску 1000 г и просеивают ручным или механическим способом через комплект сит, послед-ю расположенных по мере уменьшения размера отверстий в ситах. Просеивание считается законченным, если через сито на чистый лист бумаги за 1 мин. проходит не более 0,1 % зёрен песка от общей массы навески.

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные и полные остатки по формулам (1) и (2).

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона рез-ты просеивания наносят на график.

 

 

Рисунок 1 – График зернового состава песка

По оси абсцисс в опред. масштабе откладывают размеры отверстий на ситах с сеткой № 0,14; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5 и 5,0 а по оси ординат – значения полных остатков на соответствующих ситах,%. Полученные точки соединяют ломаной линией. Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается заштрих-ой части графика, то такой песок признают годными для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной части, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. Кроме того в песке для бетонов и растворов не допускаются наличие зёрен размером более 10 мм.

Зерновой состав песка характеризуется модулем крупности, который вычисляют по формуле:

 

где А_2,5; А_1,25; А_0,63; А_0,315; А_0,14 – полные остатки на ситах, %.

 

Пески для строительных работ в зависимости от зернового состава подразделяют на: крупные, средние, мелкие и очень мелкие.

 

1.4 Определения содержания глины в комках

Аналитическую пробу песка просеивают через сито с отверстиями диаметром 5 мм, берут из неё не менее 100 г песка, высушивают до постоянной массы и рассеивают на ситах с отверстиями диаметром 2,5 мм и с сеткой

№ 1,25. Из полученных фракцией песка отбирают навески массой: 5,0 г – фракции св. 2,5 до 5 мм, 1,02 – фракции от 1,25 до 2,5 мм.

Каждую навеску песка высыпают тонким слоем на стекло или металлический лист и увлажняют про помощи пипетки. Из навески стальной иглой выделяют комки глина, отличающиеся вязкостью от зёрен песка, кирщ. Оставшиеся после выделения комков зерна песка высушивают до постоянной массы и взвешивают.

Содержание комков глины в каждой навески песка определяют по формуле:

 

, (%) (6)

 

, (%) (7)

где m, m₂ – масса навески песка фракции соответственно от 2,5 до 5 мм и от 1,25 до 2,5 мм после выделения глины, г;

m₁, m₃ – массы зёрен песка фракции после выделения глины, г.

 

Содержание комков глины в пробе песка в % - х вычисляется по формуле:

, (%) (8)

где а_2,5, а_1,25 – частные остатки в % по массе на ситах.

 

Результаты опытов

Зерновой состав песка, его насыпная плотность.

h = 10 см;

V = 1л = 0.001 м³

1) m_2б =250г

m₁ = 1900г

2) m₁ = 1897г = 1,897г.

ρ_н = (1,897 – 0,250) / 0,001 = 1647 кг/м³

 

Определение зернового состава песка

 

Размер отверстий, мм	Остатки частные	Полные остатки, %
г	%
		6,5	9,5
1,25		9,5
0,663
0,315
0,14			97,7
Остаток		4,5

 

М_к = (3 + 9,5 + 19 + 40 + 96 + 97,7) / 100 = 2,662

 

Заключение

Взятый в опыте песок попадает в область рационального зернового состава