Насыпная плотность щебня что это

Насыпная плотность щебня

Щебень является производным материалом дробления крупных камней – гравия, валунов разных горных пород. Отношение объёма к массе насыпного материала – плотность щебня в рабочем состоянии. Этот параметр влияет на прочность камней, его учитывают при приготовлении бетонных смесей и выборе фракции для создания насыпей и подстилок.

Истинная и насыпная плотность

Отношение массы к объёму может быть относительным и абсолютным. Насыпная плотность щебня измеряется средним или фактическим количеством материала на единицу измерения. Причем для одного типа камней этот показатель может отличаться из-за размера фрагментов: чем они мельче, тем выше значение. Это обусловлено прослойками воздуха между составляющими.

Истинная плотность щебня не может быть определена наверняка. Эта характеристика подразумевает отношение веса к объёму без учета воздушных зазоров. Истинный показатель может быть рассчитан только в лабораторных условиях, его значение выше насыпного варианта.

Определение плотности

Перед применением материала необходимо узнать, насколько прочным он является и какими свойствами наделит бетонную смесь и конструкцию. Чем тверже исходная порода до обработки, тем крепче её производная.

Чтобы определить плотность щебня, в лабораторных условиях берут пустую ёмкость до 50 литров и насыпают в нее камни. Взвешивают и производят вычисление по формуле:

Р – плотность, кг/м 3 ;

m2 – масса тары с насыпью, кг;

m1 – масса пустого сосуда, кг;

По результату исследования составляют сопроводительную документацию на материал, поставляемый на крупные строительные объекты.

Самостоятельно плотность щебня можно определить подобным образом, только вместо специальной тары использовать ведро или корыто известной вместимости. Далее взвесить ёмкость с насыпью и вычесть массу бака, затем воспользоваться формулой вычисления насыпного отношения.

Разновидности материала

Различают несколько видов щебня:

Наиболее прочным является первичный щебень, его применяют для замеса бетонных растворов, заполнения несущих конструкций зданий, мостов и набережных.

Продукт переработки старых изделий также широко применяют в строительстве, но его прочностные характеристики заметно уступают каменным изделиям.

При обоих способах производства фрагменты сортируют на фракции щебня по размерам камней. Их пропускают через сита с отверстиями 3/8, 5/20, 20/40, 25/60, 40/70 мм. Неотсеянные камни подвергаются повторной обработке, если их размер превышает используемый фильтр.

Насыпная плотность щебня более мелких фракций выше, чем у крупных. Стоит отметить, что для разных пород показатель может отличаться даже в пределах одного размера элементов.

Гранитный щебень

Самый прочный и востребованный насыпной материал родом из карьеров по добыче осадочных пород высокой плотности. Гранит – твердый строительный материал, отличающийся долговечностью и устойчивостью к различного вида воздействиям. Его производные имеют самый большой вес:

Другие виды

Кроме гранитного щебня, существуют насыпи из других пород. Они менее прочные, обладают теми характеристиками, которыми наделены исходные глыбы. Далее приведены фракции щебня и соответствующие им показатели средней насыпной плотности:

Источник

Щебень: насыпная плотность

Насыпная плотность щебня – это соотношение веса и объема неуплотненной измельченной породы. Показатель насыпной плотности указывает, какая масса щебня со всеми примесями и пустотами занимает объем равный 1 м3.

Это свойство зависит от происхождения и фракционности щебня. Исходя из насыпной плотности, выбирают условия транспортировки и хранения, а также количество щебня, необходимое для приготовления бетонного раствора нужной прочности.

Определение насыпной плотности

Чтобы узнать насыпную плотность, щебень свободно высыпают в емкость с высоты 1 метр, затем срезают получившуюся «горку» и взвешивают. Из полученного результата вычитают вес емкости, а затем вес самого щебня делят на объем сосуда. Так получают показатель насыпной плотности, измеряемый в кг/м3.

Для мелкофракционного щебня высокой прочности (гранитного, гравийного) показатель насыпной плотности будет выше, для крупнозернового материала с большим количеством пустот — меньше.

Насыпную плотность определенного вида щебня можно узнать без лабораторных исследований с помощью специальных таблиц, но в этом случае погрешность составляет около 1%. Ниже приведены такие показатели для наиболее распространенных разновидностей.

Насыпная плотность разных видов щебня

Гранитный щебень

Для щебня с фракциями 20-40 мм насыпная плотность составляет 1370-1400 кг/м3. У партий с крупными фракциями показатель может достигать 1690 кг/м3.

Гравийный щебень

Известняковый щебень

При размере фракций от 10 до 20 мм насыпная плотность равна 1250 кг/м3, для фракций от 20 до 40 мм – 1280 кг/м3, а свыше 40 и до 70 мм – 1330 кг/м3.

Также приблизительную насыпную плотность можно определить по марке прочности щебня: у М200 она равна 200-250 кг/м3, М300 – 300-350 кг/м3 и так далее.

Значение насыпной плотности в применении щебня

Так как эта характеристика указывает на объем, занимаемый определенной массой неуплотненного щебня, от значения насыпной плотности зависит:

количество вагонов (составов), необходимых для перевозки требуемого объема щебня;

размеры места хранения всей партии и виды транспорта для перевозки щебня между объектами строительства;

количество материала, необходимого для изготовления прочной бетонной конструкции (чем выше плотность, тем меньше щебня потребуется для приготовления цементного раствора).

Источник

Насыпная плотность щебня что это

Дороги автомобильные общего пользования

ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД

Определение насыпной плотности и пустотности

Automobile roads of general use. Crushed stone and gravel from rocks. Determination of bulk density and voidness

Дата введения 2016-06-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский дорожный научно-исследовательский институт» совместно с Обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный технический центр»

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 418 «Дорожное хозяйство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2015 г. N 1304-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33047-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2016 г.

6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2019 г.) с Поправками (ИУС 9-2016, ИУС 11-2017)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

Введение

Настоящий стандарт входит в группу межгосударственных стандартов, устанавливающих требования и методы испытаний для щебня и гравия из горных пород.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения насыпной плотности и пустотности щебня и гравия из горных пород.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

Утратил силу в Российской Федерации, заменен на ГОСТ Р 12.1.019-2009.

ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия

ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия

ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 27574 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 27575 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 28846 Перчатки и рукавицы. Общие технические условия

ГОСТ 32703 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 33029 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение гранулометрического состава

ГОСТ 33048 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Отбор проб

ГОСТ 33057 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение средней и истинной плотности, пористости и водопоглощения

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32703, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 насыпная плотность: Масса единицы объема материала в насыпном (неуплотненном) состоянии.

3.2 пустотность: Отношение суммарного объема межзерновых пустот в зернистом материале ко всему объему, занимаемому этим материалом.

3.3 единичная проба: Проба щебня (гравия), полученная методом сужения из лабораторной пробы и предназначенная для сокращения до требуемого количества мерных проб для проведения испытания.

3.4 мерная проба: Количество щебня (гравия), используемое для получения одного результата в одном испытании.

3.5 постоянная масса: Масса пробы, высушиваемой в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, различающаяся не более чем на 0,1% по результатам двух последних последовательно проводимых взвешиваний через промежутки времени, составляющие не менее 1 ч.

4 Метод испытания

Сущность метода заключается в определении массы зерен щебня (гравия), полностью заполнивших объем стандартного мерного сосуда.

Пустотность щебня (гравия) рассчитывают на основании предварительно установленных значений средней плотности и насыпной плотности зерен.

5 Требования безопасности, охраны окружающей среды

5.1 Содержание вредных веществ в воздухе лаборатории, образующихся при проведении испытаний, не должно превышать предельно допустимых концентраций по ГОСТ 12.1.005.

5.2 Помещение, в котором проводятся испытания щебня (гравия), должно быть оборудовано местной приточно-вытяжной и общеобменной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021.

5.3 Эксплуатацию электрических приборов проводят в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также правилами электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.

5.4 Пожарная безопасность лабораторных помещений должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004.

5.5 При работе со щебнем (гравием) необходимо соблюдать требования техники безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.007.

5.6 При работе с сушильным шкафом необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.004.

5.7 Персонал при работе со щебнем (гравием) должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты:

— специальной одеждой (халат) по ГОСТ 12.4.131 или по ГОСТ 12.4.132, либо специальной одеждой (костюм) по ГОСТ 27575 или по ГОСТ 27574;

— перчатками или рукавицами по ГОСТ 28846.

5.8 Утилизацию материала, подвергнутого испытаниям, производят в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя и действующим законодательством.

6 Требования к условиям испытания

При проведении испытания щебня (гравия) должны соблюдаться следующие условия для помещений:

— температура воздуха (21±4)°С;

— относительная влажность воздуха не более 80%.

7 Определение насыпной плотности

7.1 Требования к средствам измерений и вспомогательным устройствам

При проведении испытания применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

— сита с размером ячеек 4; 5,6; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 63 мм в соответствии с [1]* и [2];

Источник

Плотность и коэффициент уплотнения щебня

Фракции мраморного щебня. Фото Петрович

Щебень является востребованным для решения многих задач сыпучим материалом. Те из клиентов, кто планировал и выполнял строительные и ремонтные работы, сталкивался с необходимостью приобретения материала. В результате возникало несколько вопросов. Как рассчитать необходимое количество щебня для выполнения или иных работ? Как проверить объем доставленного компанией материала? Что такое плотность? Что такое насыпная плотность? Что такое коэффициент уплотнения? На данные и другие вопросы мы ответим в статье.

Добыча, производство

Характеристики, две из которых рассмотрены далее, зависят от вида щебня, их несколько, по типам их возможно классифицировать на:

Многообразие типов исходного сырья, их свойств обеспечивает и различия в характеристиках, составе и сферах применения щебня.

Понятия, методы определения

Плотность напрямую связана с прочностью щебня. Под данным показателем понимают отношение массы к объему. Измеряется она в тоннах или килограммах на кубический метр. Плотность — характеристика, имеющая несколько значений, которые значительно отличаются друг от друга.

Насыпная

Является самой распространенной характеристикой. Показатель показывает соотношение веса и объема. Т.е. параметр демонстрирует какой вес материала (без дополнительного уплотнения) помещается в один кубический метр. Зная данный показатель возможно легко перевести объем щебня в вес и наоборот, что при необходимости помогает организовать транспортировку (выбрать транспортное средство с оптимальной вместимостью и грузоподъемностью) и хранение.

Известняковый щебень разных фракций. Фото Грунтовозов

Рассчитывая пропорции материалов для изготовления бетонной смеси необходим знать насыпную плотность, так как процентное соотношение компонентов определяется в объемном выражении на 1 куб.м. Показатель будет отличаться не только для различного типа пород, но и для одного, но измельченного на разные фракции. В результате, чем меньше зерна щебня, тем плотнее они укладываются, а, следовательно, возрастает насыпная плотность, которую называют также кажущейся или удельной. Между крупными фракциями образуется большее количество воздушных зазоров, соответственно, кубический метр стройматериала будет весить меньше. Но пустоты воздуха необходимо будет заполнять песком или цементом, что увеличивает стоимость реализации проекта.

Насыпная плотность является изменчивой величиной, на которую в значительной степени влияют несколько факторов:

1) Размер и форма зерна. Чем меньше размер частицы, тем плотнее они располагаются. Поэтому наиболее высокой насыпной плотностью обладает отсев щебня — до 1910 кг/куб.м. В то время как материал крупной фракции, например 40-70, имеет показатель, не превышающий 1170 кг/куб.м. Таким образом, в емкость одного и того же объема поместится больше мелких фракций щебня, чем крупных. Важную роль играет форма зерен. Лучше всего уплотняются фракции правильной (кубовидной) формы. Значительное количество лещадных зерен снизить показатель насыпной плотности.

2) Пористость присуща всем сыпучим материалам, измеряется объемом пустот между зернами. Различают открытые и закрытые поры. Количество открытых может уменьшаться при уплотнении. Закрытые располагаются внутри зерен, заполнены влагой или воздухом, они уменьшает плотность и мало влияют на изменение показателя при трамбовании. Пористой структурой обладает керамзитовый щебень, поэтому его насыпная плотность низкая.

3) Влажность наибольшим образом может повлиять на показатель плотности. Так как влага вытесняет из пор воздух, показатели которого не учитываются при вычислении плотности. Поэтому в дождливую погоду или после хранения щебня под снегом показатели насыпной плотности увеличиваются.

Керамзитовый щебень 5-10. Фото Грунтовозов

4) Транспортировка и хранение. Вибрация при перевозке вызывает смещение зерен щебня, уменьшает пористость и вызывает усадку. Тоже самое происходит и при хранении, но в данном случае материал уплотняется под тяжестью собственного веса. Насколько уменьшиться объем щебня возможно с помощью коэффициента уплотнения, но об этом далее.

5) Плотность является самым стабильным показателем, который зависит только от свойств материала, не изменяется при транспортировке, хранении и повышении влажности.

Каждому виду щебня присущи собственные усредненные показатели насыпной плотности. Ориентироваться на справочные данные рекомендуется только приблизительно, поскольку показания могут отличаться. Надежная информация указывается в сопроводительной документации к товару. Кроме этого, показатель возможно рассчитать самостоятельно. Насыпная плотность определяется несколькими способами, которые возможно реализовать в полевых условиях или только в лабораторных. Рассмотрим все:

1) Весовой метод является самым простым. Для выполнения расчетов потребуется емкость определенного объема цилиндрической формы, весы и воронка. Щебень засыпается в предварительно взвешенную емкость через воронку (!до полного заполнения емкости). Верхний слой материала выравнивается, его поверхность должна быть строго вровень с краем сосуда. Затем наполненная емкость взвешивается. В результате получается три показатели: вес пустой емкости, ее объем и вес наполненной емкости. Из второго значения веса вычитается первый, полученный результате делится на объем и получается нужный показатель. Формула выглядит следующим образом —

3) Лабораторные методы.

4) Справочная информация.

Пустотность

Пустотность щебня — объем свободного пространства между фракциями, который предопределяется зерновым составом и влияет на насыпную массу и плотность. Однородность зернового состава обеспечивает высокий показатель пустотности, что является отрицательным моментом при выполнении строительных работ. Потому что воздушное пространство между зернами придется заполнять цементным раствором, что увеличивает стоимость работ и снижает прочность конструкций.

Гранитный щебень низкой лещадности. Фото Грунтовозов

Наглядным примером борьбы с пустотностью является метод расклинцовки, т.е. послойной укладки щебня различных фракций: крупная — средняя — мелкая. Также на пустотность влияет лещадность щебня. Чем больше содержание игольчатых и пластинчатых частиц в массе щебня, тем больше пустот.

Пустотность рассчитывается по следующей формуле — Vпуст = (1 — Pн/Po) х 100, где:

Объемная масса — масса одного кубометра горной породы в естественных условиях, с учетом всех пор. Насыпная масса — масса куба щебня в его готовом состоянии, с учетом пористости и пустот между зернами.

Истинная

Данный показатель демонстрирует плотность самого материала, т.е. породы, из которой методом дробления получают щебень, воздушные промежутки в данном случае не учитываются. Истинная плотность нужна, чтобы знать прочностные характеристики материала. Так как плотность указывает на пористость. Значительное количество пор демонстрирует низкую прочность.
Аналогичным образом данный параметр влияет на морозостойкость. Так как прочность и морозостойкость являются основными свойствами, то определение истинной плотности — это главная задача.

Обычно расчеты выполняются в лабораторных условиях. Однако, возможно выполнить данную процедуру самостоятельно, но для этого потребуется широкий перечень инструментов, оборудования:

Процедура выполняется следующим образом:

1) Образцы щебня очищаются от пыли и грязи с помощью металлической щетки.

2) Образцы помещаются в дробилку и измельчаются. В результате должны получиться зерна размером не более 5 мм.

3) Из получившейся массы отмеряется и откладывается 150 грамм.

4) Остальная масса вновь дробится до размера не более 0,125 мм., т.е. практически до пылеобразного состояния.

5) От массы пыли отмеряется и откладывается 30 грамм.

6) Получившиеся образцы помещаются в ступку, сушатся (используется сушильный шкаф) и охлаждаются (с помощью концентрированной серной кислоты или хлорид кальция, над парами которых нужно держать образцы) до комнатной температуры.

7) В пикнометр (физико-химический прибор, стеклянный сосуд специальной формы и определённой вместимости) помещается по 10 граммов образца, которые заливаются дистиллированной водой до половины емкости и нагреваются на песчаной или водяной бане до кипения. За время кипячения (продолжительность 15-20 минут) пузырьки воздуха выходят из массы.

Щебень шлаковый. Фото Дюна

8) После кипячения пикнометр обтирается от влаги и остужается вместе с массой.

9) В пикнометр до того уровня, который был первоначально, т.е. до кипячения, доливается дистиллированная вода.

10) Пикнометр взвешивается вместе с содержимым.

11) Пикнометр освобождается от содержимого и заливается дистиллированной водой до той же отметки, которая означала уровень смеси.

12) Пикнометр с водой взвешивается.

13) на этом практические испытания заканчиваются, для определения истинной плотности следует воспользоваться следующей формулой — r = m rв/ (m + m1– m2), где:

Средняя

Средняя плотность высчитывается с учетом способности материала впитывать влагу. Поэтому испытания подразумевают выполнение следующих процессов: образец высушивается до достижения неизменяемой массы, взвешивается, помещается на 120 минут в емкость с водой, затем снова взвешивается. Разница показателей и является средней плотностью.

Испытания на плотность, дробимость и не только

Адгезия – способность вяжущих веществ сцепляться с щебнем. Фото Грунтовозов

Испытания в полевых и лабораторных условиях позволяет рассчитать не только плотность, но и другие характеристики:

Показатель в кг или т/м3 для разных фракций: 5-20, 10-20, 20-40, 40-70

Показатели плотности заметно меняются при переходе от одной фракции к другой. Обусловлено это тем, что объем пустот в щебне мелкой фракции меньше, нежели в крупной.

Однако, рассматривать показатели фракций без учета видов щебня нецелесообразно, поэтому далее представлена наиболее полная информация по фракциям и видам. Кроме этого, следует помнить, что данные в разных источниках отличаются, причем значительно. Поставщики могут предлагать ознакомиться с показателями, присущими реализуемой ими продукции, в ознакомительных статьях предоставляется справочные сведения из ГОСТа.

Виды: гравийный и не только, таблица

Коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения — показатель, который демонстрирует насколько изменится объем материала при трамбовке или транспортировке. Определяется характеристика соотношением общей и максимальной плотности. Т.е. коэффициент уплотнения — это разница между материалом в естественном и утрамбованном состояниях. Знание показателя позволяет:

Щебень является одним из компонентов асфальтобетона. Фото Грунтовозов

Коэффициент определяется в лабораторных условиях следующим образом:

Показатели коэффициента уплотнения щебня различаются при перевозке и в процессе проведения строительных работ. В первом случае согласно ГОСТу коэффициент не должен превышать 1,1. Знание показателя позволяет избежать обмана нечестных производителей и поставщиков, а также претензий клиентов. Для определения правильности доставленного количества щебня
необходимо умножить объем привезенного материала и коэффициент его уплотнения. Результат должен совпадать с прописанным в документах.

Щебень, используемый для засыпки котлованов, фундаментов, обустройства подушек под дорожное полотно, дополнительно утрамбовывается. Коэффициент уплотнения при выполнении строительных работ в сравнении с показателем при транспортировке увеличивается.

От чего зависит

Кубовидный щебень уплотняется лучше лещадного. Фото Грунтовозов

Коэффициент уплотнения при транспортировке в отличие от некоторых других характеристик не зависит от породы и фракции. На него влияют следующие факторы:

При выполнении строительных работ коэффициент зависит от размера зерен (неоднородный состав и наличие лещадных частиц приводит к увеличению показателя), типа породы исходного сырья, метода уплотнения (при ручной утрамбовке материал уплотняется хуже, чем при использовании вибрирующих механизмов).

Удельный вес и прочие характеристики строительного материала, сферы применения

Именно характеристики в значительной мере определяют сферы применения щебня. Поэтому свойства материала вызывают интерес. Плотность является важнейшей характеристикой, так как от нее зависит прочность щебня и конструкций, элементом которых материал будет выступать. Но при выборе материала для выполнения работ не следует забывать и о других характеристиках. Основными свойствами, особенно при выборе щебня для выполнения строительных и дорожных работ, являются прочность, лещадность и морозостойкость.

Немаловажны и прочие: адгезия, радиоактивность, содержания пылевидных и глинистых частиц, содержание зерен слабых пород, водопоглощение.

Видео

Где купить

Купить щебень с различными характеристиками возможно напрямую у производителя или обратившись к поставщику, некоторые представлены здесь.

Источник