Пустотность песка — это соотношение его межзернового пространства ко всему пространству его массы. На пустотность влияет форма зерен, уровень влажности, температура воздуха, состав зерна, метод отсыпки и даже способ уплотнения.
Форма зерен во многом влияет на этот показатель. Пустотность сухого рыхлого песка с округлыми зернами поставляет ровно тридцать пять процентов. Пустотность такой же консистенции с угловатыми зернами будет выше на три с половиной процента. Если зерна ломаные кубообразные, то пустотность составит сорок два процента. В случае с ломаными дискообразными — сорок пять процентов.
Если песок намокнет, то вначале объем увеличится, после чего снова вернется в нормальное состояние. При увлажнении объем крупного песка может увеличиться до тридцати процентов, объем среднего — до сорока, и мелкого — до пятидесяти процентов.
Причина увеличения объема пустотности в сосуде была раскрыта Ф. Лебедевым. Он наполнял сосуд песком, затрамбовывал его, после чего добавлял туда пять процентов воды от общего веса. В итоге объем не менялся в течение трех дней. После этого он извлекал влажный песок и вновь помещал его в сосуд с тем же трамбованием, при этом объем увеличивался на десять процентов.
По словам Лебедева, так получается вследствие слипания зерен песка, которые окружены плановой водой. В связи с этим теряется их подвижность, поэтому при заполнении сосуда он получается более рыхлым.
В данной ситуации жидкость напоминает смазку. Уплотнение было бы сильнее, если бы не взвешивание песка в воде, за счет которого гравитационные силы уменьшаются. С водой трение между зернами уменьшается, и упаковка зерен становится более плотной. Если температура повысится, то возрастет и пустотность, а объемный вес уменьшится.
Влияние зернового состава песка на пустотность
На степени пустотности значительно влияет зерновой состав. Меньшую пустотность можно образовать благодаря прерывистому зерновому составу. В. Охотин снизил пустотность до двадцати двух процентов, смешав шестьдесят процентов фракции 2--4 миллиметра с пустотностью в тридцать восемь процентов и сорок процентов фракции до одной десятой миллиметра с пустотностью в тридцать шесть процентов. Также он опытным путём доказал, что пустотность песка растет с уменьшением размеров зерен благодаря воздушному слою между ними.
Пористость кварца помогает уменьшить статическая нагрузка на уплотненные пески величиной до шестнадцати килограммов на квадратный сантиметр.
Уменьшить пористость с тридцати трех целых семи десятых до двадцати с половиной можно благодаря добавке тридцати пяти процентов мельчайшего песка с фракцией 5-50 к фракции 0,5-0,25 миллиметров. При этом увеличивается внутреннее трение песка.
Если обогатить пески, то пустотность можно снизить до тридцати процентов.
Насыпной вес песка определяют в рыхлом состоянии. Для этого сухой песок необходимо засыпать в емкость объемом пять литров и высотой в пять сантиметров. Обычно пустотность определяют как зависимость между удельным весом и объемным насыпным.
Этот показатель можно сократить благодаря уплотнительным методикам. Чтобы уменьшить пустотность в маленьких мерных сосудах до двадцати процентов, можно использовать метод постукивания. При этом может немного увеличиться начальная пустотность песка из-за его трения о стенки сосуда. Также на результат влияет объем пор стенок мерной емкости.
И. Сорокер и С. Конторович решили провести свой эксперимент. Они уплотняли песок в сосуде объемом один литр в течение двух минут на виброплощадке ЦНИПСА и тем самым снизили пустотность на четверть.
Ф. Лебедев решил выяснить, как воздействует на пористость увлажнение и трамбование. Используя сухой мелкозернистый однофракционный песок, он сумел снизить пористость с сорока четырех до пятидесяти трех процентов. При уплотнении влажного песка его пористость снизилась до тридцати девяти процентов, хотя уплотненность сухого песка составляет тридцать шесть.
Соответственно, благодаря увлажнению увеличивается пористость в два раза сильнее, нежели при уплотнении материала. Эксперимент Лебедева объясняет это явление.
Сильнее всего благодаря уплотнению и увлажнению можно понизить пустотность разнозернистого песка.
Пустотность с влажностью до тринадцати процентов снижается с тридцати семи до тридцати одного с половиной, а с влажностью в восемь целых три десятых процента этот показатель снизится с двадцати восьми до двадцати одной целой четырех десятых.
Заключение
Благодаря описанным экспериментам были выявлены различные свойства песка, которые теперь необходимо учитывать при использовании этого материала в разных сферах ,чтобы не допускать банальных ошибок при строительстве, контролируя все возможные процессы. Это значительно облегчает жизнь и помогает повысить надежность конструкции.
Ссылка на статью: https://burosi.ru/chto-takoe-pustotnost-peska
Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте https://burosi.ru/
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
4. А также в комментариях к публикации.
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
