Песок
Песок — мелкий минеральный заполнитель с размером зерен до 3 или 5 мм (по ГОСТ 8736—58 допускается содержание зерен крупнее 5—10 мм не более 10% по весу).
Песок для тяжелого бетона должен удовлетворять следующим требованиям:
Объемный вес — не менее 1550 кг/м3 для бетона марки выше 150 и для бетона, подвергающегося замораживанию в насыщенном водой состоянии, 1400 кг/м3 для бетона марки 150 и ниже.
Зерновой (гранулометрический) состав песка — кривая просеивания должна находиться в пределах заштрихованной площади (рис. 5): крупный песок — ближе к ее нижней границе, средний — ближе к верхней границе. Для мелкого песка кривая просеивания находится между заштрихованной площадью и верхней ломаной линией.
Таблица 53 — Зерновой состав различных групп песка (ГОСТ 8736—58)
| Группа песка | Модуль крупности | Полный остаток на сите с сеткой № 063 в процентах |
| Крупный | 3,5-2,4 | От 50 до 75 |
| Средний | 2.5-1,9 | 35 — 50 |
| Мелкий | 2,0-1,5 | 20 — 35 |
| Очень мелкий | 1,6-1,1 | 7 — 20 |
| Тонкий | меньше 1,2 | меньше 7 |
Тонкие пески допускаются только при наличии в каждом отдельном случае необходимых технико-экономических обоснований.
Содержание зерен, проходящих сквозь сито №014 (189 отв/см2) не должно превышать 10% по весу.
Количество пылевидных и глинистых (илистых) частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 5%.
В песке не должно быть комков глины, суглинка и посторонних засоряющих примесей.
Рис 5 Графики зернового состава: а — песка; б — крупного заполнителя.
Содержание органических примесей допускается в таком количестве, при котором цвет жидкости над песком, обработанным по методу окрашивания (ГОСТ 8735—58), не темнее эталона или при испытании с цементом дает раствор с прочностью, не меньшей, чем раствор того же состава и с тем же песком, но промытым сначала известковым раствором, а затем водой.
При дозировке песка следует учитывать, что самый большой объем песок занимает при влажности 5—7%.
Щебень и гравий
Щебень и гравий (ГОСТ 8267—56, 8268—56) служат крупными заполнителями для бетона В соответствии с указанными ГОСТ и ТУ на изготовление и приемку сборных железобетонных и бетонных изделий CH1-61 гравий и щебень из естественного камня должны удовлетворять следующим требованиям.
Для бетонных и железобетонных конструкций и деталей в зависимости от размеров сечений конструкций и армирования должны применяться гравий и щебень следующих фракций: 3—10, 10—20, 20—40, 40—70 мм. В отдельных случаях допускается смешение двух смежных фракций. Указания по предельной крупности щебня даны в табл. 55.
Содержание в щебне глины, ила и мелких пылевидных фракций, определяемых отмучиванием. не должно превышать 1% для марки 600—1200 и 2% для марки 200—400; в гравии— 1 % Гравий предназначенный для бетона, при обработке его раствором едкого натра не должен придавать раствору окраску темнее эталона Объем пустот не более 45%, зерновой состав каждой фракции должен соответствовать полным остаткам на ситах Dнаим =95 — 100%+12 (Dнаим + Dнаиб) = 40 — 70%; Dнаиб =0-5%; 1,25 Dнаиб=0.
В соответствии с ГОСТ 8267—56 щебень по пределу прочности при сжатии горной породы в насыщенном водой состоянии подразделяется на марки:
- 1200, 1000 и 800 — из изверженных горных пород;
- 1200, 1000, 800 и 600 — из метаморфических пород;
- 400, 300 и 200 — из осадочных пород.
Гравий в зависимости от прочности на истирание в полочном барабане делится на марки: И45, И55, И70 (потеря в весе после испытаний в 20—70%). Гранулометрический состав щебня и гравия не нормируется, но желательно, чтобы кривая просеивания размещалась в заштрихованной площади (рис. 5).
Заполнители для бетона по морозостойкости делятся на марки: 15, 25, 50, 100, 150, 200 (наименьшее число циклов замораживания и оттаивания при потере в весе для марок 15 и 25 до 10%. а для остальных марок—до 5%)· При испытании раствором сернокислого натрия число циклов насыщения и высушивания должно быть: 3. 5, 10, 10, 15, 15 (потеря в весе соответственно 10, 10, 10. 5. 5, 3%)
Прочность бетона на испытуемом щебне и гравии должна быть не ниже 100% от требуемой марки бетона. Водопоглошение щебня и гравия должно быть не более 3% для бетонов в конструкциях, подвергающихся замораживанию и оттаиванию; не более 5% — для бетонов в конструкциях, не подвергающихся замораживанию и оттаиванию. Для бетонов в конструкциях, не подвергающихся насыщению водой, водопоглощение не нормируется.
Гравийно-песчаные природные смеси нельзя применять в бетонах марки выше 100 без предварительного рассева на песок и гравий.
Щебень шлаковый доменный, соответствующий ГОСТ 5578—57, полученный дроблением отвального или специально отлитого доменного шлака и отвечающий по крупности зерен, объему пустот, гранулометрическому составу и водопоглощению требованиям для щебня из естественных пород, может применяться для обычного бетона.
Недостаточно стойкие шлаки следует дробить до крупности 70 мм и выдерживать в штабелях не менее 3 месяцев.
Для уменьшения расхода вяжущего рекомендуется гранулометрический состав шлаков, указанный в таблице 54.
Предельная крупность заполнителей (щебня, гравия) устанавливается в зависимости от размеров и армирования конструкций и должна быть максимальной. Для ориентировки при ее назначении можно исходить из таблицы 55.
Приемка и методы испытания заполнителей должны соответствовать ГОСТ 8269—56 (щебень и гравий) и ГОСТ 8735—58. Объем принимаемого песка определяется при естественной влажности. Песок обмеряется в вагонах, судах, автомобилях и других транспортных средствах, а при гидромеханической добыче — в штабелях.
Таблица 54 — Зерновой состав шлакового щебня
| Наибольшая крупность зерен в мм | Полные остатки в H по весу на ситах с размером отверстий в мм | ||||
| 70 | 40 | 20 | 10 | 5 | |
| 80 | 0-5 | 35-40 | 60-65 | 80-85 | 100 |
| 40 | — | 0-5 | 45-50 | 75-80 | 100 |
| 20 | — | — | 0-5 | 55-60 | 100 |
Таблица 55 — Предельная крупность заполнителей
| Характеристика изделий 1. Тонкостенные, пустотелые и ребристые изделия с наименьшим размером ребер, стенок и т. п. до 25 мм или с многорядной струнной арматурой | Размер зерен гравия или щебня в мм 10 |
| 2. Изделия с размером ребер, стенок и пр. до 40 мм и расстояниями между стержнями арматуры более 15 мм (в чистоте) | 20 |
| 3. Малоармированные изделия простых очертаний (колонны, балки и т. д.) при расстоянии между стержнями арматуры не менее 30 мм . | 40 |
| 4. Бетонные и крупноразмерные изделия и конструкции, в том числе фундаментные блоки . | 70 |
Для отбора проб заполнитель делится на партии по 200 Ats. От каждой партии из разных мест отбирается проба в 20—30 кг для крупного заполнителя и 5—10 кг для песка.
При испытании определяют, удельный вес, объемный насыпной вес песка в партии и в сухом состоянии, пустотность, влажность, зерновой состав и модуль крупности, приращение объема при насыщении водой, содержание отдельных глинистых частиц, содержание органических примесей
Определение зернового состава и модуля крупности (Мк).
Пробу песка высушивают до постоянного веса и просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями 10 и 5 мм, взвешивают остатки на ситах и определяют процентное содержание в песке зерен гравия Из пробы прошедшей сквозь сита 5-10 отв, берут навеску 1000 г и просеивают
ее ручным или механическим способом через набор сит с отверстиями обмером 2,5; 1,25; 0,63, 0,3; 0,14 отверстиями.
Пробу гравия или щебня, высушенную до постоянного веса, просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметром 2,5; 5; 10; 20; 40; 70 мм.
Остатки на каждом сите взвешивают и вычисляют:
- частные остатки на каждом сите (отношение веса остатка на данном сите к весу просеиваемой навески в процентах);
- полный остаток на каждом сите (сумма частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий в процентах плюс остаток на данном сите в процентах); по полным остаткам в % строят кривую просеивания;
- модуль крупности (Mk) песка без фракции крупнее 5 мм (частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех ситах, начиная с сита с размером отверстий 2,5 мм и кончая 0.14 мм).
Для крупного заполнителя по результатам просеивания устанавливают наибольшую крупность (Dнаиб) , то есть размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 5%, и Dнаим (первое сито, через которое прошло не более 5% навески) и строят кривую просеивания
Определение содержания глины и мелких пылевидных фракций.
Навеску около 3 кг для гравия и щебня и 1 кг для песка высушивают. Затем, взвесив остаток на сите, помешают его в сосуд, заливают водой, энергично перемешивают и через 2 минуты осторожно сливают воду, заменяя ее свежей, затем повторяют этот процесс до тех нор, пока вода не будет прозрачной. После этого воду сливают, а пробу высушивают до постоянного веса.
Разница в весе, выраженная в процентах, показывает количество отмучиваемых частиц.
Определение степени загрязненности органическими примесями производят методом окрашивания (колориметрическая проба). Испытанию подвергают песок или гравий. прошедший сквозь сито 20 мм. Мензурку емкостью 250 см2 наполняют до 130 см2 сухим песком или гравием и доливают до 200 см2 3-процентным раствором едкого натра, перемешивают и пробу оставляют в покое на 24 часа. Затем цвет жидкости сравнивают с цветом эталона в сомнительных случаях пробу прогревают 2—3 часа при t=60—70°. Эталон готовят следующим образом· 2-процентный раствор танина в 1-процентном растворе алкоголя в количестве 2,5 см2 смешивают с 97,5 см2 3-процентного раствора едкого натра. Смесь взбалтывают и оставляют на 24 часа
В случае получения окраски темнее эталона производят испытание раствора или бетона с испытуемым заполнителем, взятым без промывки и с промывкой известковым молоком и водой.