Насыпная плотность щебня

Плотность щебня

Щебень представляет собой сыпучий неорганический строительный материал, получаемый методом дробления натурального камня или же твердых отходов строительных материалов. Щебень из камня принято называть первичным. Для его производства используется галька, валуны, пемза, гранит и другие природные камни. Щебень, получаемый из строительных отходов, называют вторичным. Для его получения перерабатывают методом дробления куски бетона, асфальта или кирпича.

Измельченный первичный щебень получают методом грохочения горных пород, добытых в карьерах. Вторичный щебень получают с помощью механических дробилок, в приемный бункер которых загружают куски бетона, асфальта или колотый кирпич.

Оба вида щебня обладают очень полезным для строительства свойством. Они великолепно закрепляются на поверхностях, покрытых цементным раствором. Это их свойство активно используется в строительстве и в том числе автомобильных и железных дорог.

Качество щебня

Качество щебня определяют по нескольким параметрам. Это плотность, лещадность (форма фракции), морозостойкость, прочность и радиоактивность. Этих критериев оценки качества вполне достаточно для того, чтобы определить целесообразность его использования на конкретном строительном объекте.

Плотность

Самым главным параметром определения качества щебня является плотность. Именно плотность определяет прочность будущего дорожного покрытия или строительной конструкции. Плотность щебня определяется отношением массы к объему.

Принято измерять ее в тоннах или килограммах на один кубический метр. Для более точной оценки плотности ее измеряют в двух вариантах. Первый это общая (насыпная) плотность, которая учитывает воздушное пространство между кусками сухого щебня. Второй вариант — это истинная плотность, которую измеряют без учета пустого пространства в мерной емкости. Для этого щебень в лаборатории дополнительно измельчают до полной ликвидации пористости массы. Такой анализ делается для получения наиболее точного результата для проведения ответственных инженерных расчетов. На практике же параметр насыпная плотность используется гораздо чаще. Именно эта единица измерения применяется при производстве щебеночно-цементных смесей.

Плотность щебня может быть измерена разными способами. Чаще всего это делается с использованием мерных емкостей или же таблиц. В качестве мерной емкости используют цилиндрический сосуд емкостью от пяти до пятидесяти литров. Его заполняют щебнем с горкой. Затем горку снимают так, чтобы ни одна крошка не возвышалась над кромкой сосуда. После этого сосуд со щебнем взвешивают и от полученного результата отнимают вес пустого сосуда. Чистый вес щебня разделяют на объем сосуда и получают реальный показатель плотности данной партии щебня.

Такое измерение можно выразить по формуле: Рн = (m2 — m1): V, где m1 — масса пустого сосуда; m2 — его масса со щебнем, V — его внутренний объем.

Измерение плотности щебня делается в соответствии с требованиями ГОСТа. Допускается использовать сосуды строго определенной формы и размеров. Для измерения плотности щебня разной фракции используются только соответствующие измерительные емкости. При засыпке щебня в сосуд запрещается утрамбовывать материал, в противном случае измерение не будет соответствовать действительной плотности данной партии щебня. Общая плотность щебня всегда выше насыпной, и это вполне понятно. И тот и другой результат измерений указывается в сопроводительных документах. Аналогичным способом измеряют плотность любых сыпучих строительных материалов.

Допускается измерять плотность щебня и с использованием специальных таблиц. При этом погрешность измерения будет составлять порядка одного процента. То есть такая погрешность не является критичной при проектировании дорожного покрытия или строительных конструкций. В таблицах приведены результаты измерений плотности различных видов щебня, ранее полученные лабораторным путем. Используя коэффициент перевода и данные таблицы легко определить плотность конкретной партии щебня.

Для строителей важным показателем является именно насыпная плотность щебня. Именно от ее величины будет зависеть прочность строения или дорожного полотна. Кроме того, показатель насыпной плотности позволяет учесть плотность той субстанции, которой будут заполнены пустоты между кусочками щебня.

Плотность субстанции в любом случае будет ниже плотности щебня, даже если это будет сухой песок. Таким образом, инженеры могут рассчитывать реальную прочность строительных или дорожных элементов. Кроме того, знание реальной величины насыпной плотности щебня, позволяет получить определённую экономию. К примеру, при высокой насыпной плотности щебня можно существенно сократить норму расхода цемента для производства смеси. Этот показатель также важен для оптимальной организации перевозок щебня и выбора для этого наиболее экономичного транспортного средства.

Насыпная плотность

Для пересчета массы щебня в объем и наоборот используется такая единица измерения, как коэффициент насыпной плотности. Иногда эту единицу называют коэффициентом перевода или коэффициентом уплотнения. Об этом коэффициенте стоит поговорить подробнее с приведением примеров. Когда на строительный объект привозят щебень, то он в пути всегда уплотняется по причине тряски.

То есть на заводе загрузили кузов самосвала до полной вместимости, а на строительную площадку машина приезжает как бы с недогруженным кузовом. Если хищения не было, то масса щебня от утряски не изменилась. Определить это и позволяет коэффициент перевода. Для каждого вида щебня он свой. Получатель груза знает объем кузова самосвала и легко измеряет объем щебня в нем. Умножив его на коэффициент перевода, получатель определит значение реального веса доставленного материала. Вот так делается учет расхода щебня.

Коэффициент перевода не является константным, для каждого вида сыпучих материалов он свой. Абсолютная же его величина зависит от плотности материала, в нашем случае это щебень.

Так вес одного кубического метра гранитной крошки составляет 2,6 тонны, а такой же объем известняковой крошки будет весить от 2,7 до 2,9 тонн. Известняк тяжелее гранита за счет присутствия в его структуре доломитов и кварца. Понятно, что при равном весе двух сортов такого щебня, их объем будет существенно разным.

О разнице объемов при одинаковой массе будут говорить истинная и насыпная плотность щебня. К примеру, истинная плотность гранитного щебня с фракционностью 5-20 миллиметров составляет 2590 кг/м3, а показатель насыпной плотности для такого же объема гранитного щебня составляет только 1320 кг/ м³. Знание этих величин позволяет точно рассчитать необходимое количество щебня, песка и цемента для изготовления конкретного строительного изделия или элемента конструкции.

Фракция и прочность

Также важными для обозначения качества щебня считаются такие параметры как фракция и прочность. Фракция, иными словами размер щебня может быть стандартной, нестандартной и европейской. Щебень стандартной фракции имеет размеры 5-10, 10-20, 5-20 миллиметров, а не стандартной фракции 10-15 и свыше 15-20 миллиметров. Европейский щебень имеет размеры от 3 до 5 миллиметров. Прочность щебня может быть обычной — М 800-1200; высокой — М 1400-1600; средней — М 600-800; слабой — М 300-600 и минимальной — М 200.

Насыпная плотность щебня. Гост 9758

Вид щебня Фракция, мм Плотность насыпная, кг/м3 Марка
Гранитный 20-40 1370-1400 М110
  40-70 1380-1400 М110
  70-250 1400 М110
Известняковый 10-20 1250 М110
  20-40 1280 М110
  40-70 1330 М110
Гравийный 0-5 1600 М110
  5-20 1430 М110
  40-100 1650 М110
  Больше 160 1730 М110
Шлаковый   800 М800
Керамзитовый 20-40 210-340 М200, М300
  10-20 220-440 М200, М300, М350, М400
  5-10 270-450 М250, М300, М350, М450
Вторичный   1200-3000 М110

От исходного материала зависит плотность строительного материала, то есть можно узнать, сколько весит куб щебня. К примеру, 1 м3 известняка весит 2700-2900 кг/м3 в зависимости от количества примесей, а гранита – 2600 кг/м3. Проведя некоторые расчеты можно посчитать в 1 м3 щебня сколько тонн получится.

Насыпная плотность

Между отдельными фрагментами (камешками) щебня есть воздух. Поэтому 1 м3 неизмельченной горной породы не может весить, сколько весит 1 м3 щебня с пустотами. Из-за этого существует специальный показатель – насыпная плотность щебня. Это отношение всей его массы к занятому им объему (в естественном виде). Получается, чем мельче фракция, тем показатель выше.

Как определить показатель?

Чтобы определять этот показатель есть специальный емкости определенной формы, объем которых до 50л. Их взвешивают до наполнения и после. Разница между полученными результатами делится на объем емкости и получается насыпная плотность. Подобные замеры проводят в специально оборудованных лабораториях, после чего результаты отражаются в сертификатах качества конкретной партии.

Необходимые расчеты можно провести и самостоятельно. Нужно взять строительное корыто, предназначенное для затворения раствора. Чтобы узнать объем взятой емкости, нужно умножить между собой высоту, длину и ширину. Сначала взвешивается пустое корыто, а потом наполненное до краев. Вычисляется разница, то есть масса. Теперь второе число (сколько щебня в кубе) делится на первое (пустое корыто) и получается искомый показатель.

Где учитывается насыпная плотность?

Показатель имеет значение в процессе:

  • Приготовления бетонного раствора – чем больше показатель, тем меньше нужно цемента;
  • Транспортировки – рассчитывается грузоподъемность (так можно узнать, например, сколько щебня в вагоне или сколько щебня в самосвале) и потребность в транспорте исходя из размеров его кузова;
  • Хранения и складирования – для определения габаритов хранилища.

Истинная плотность

Такой показатель как истинная плотность определяется в лабораторных условиях. Измеряется масса единицы объема высушенного и измельченного материала.

В таком случае исключаются заполненные воздухом пустоты. Во время вычисления пористости имеет значение, какая плотность щебня. Например, насыпная плотность фракции 5-20 составит 1320 кг/м3, а истинная – 2590 кг/м3.

Коэффициент уплотнения щебня: как рассчитывается, насыпная плотность гранита и гравия

Коэффициент уплотнения любого сыпучего материала показывает, насколько можно уменьшить его объем при той же массе за счет трамбовки или естественной усадки.

Используют этот показатель для определения количества заполнителя как при покупке, так и собственно в процессе строительства. Поскольку насыпной вес щебня любой фракции после трамбования увеличится, необходимо сразу заложить запас материала. А чтобы не закупить лишнего, пригодится поправочный коэффициент.

  1. Что такое степень трамбовки?
  2. Уплотнение при транспортировке и на площадке
  3. Лабораторные испытания
  4. Самостоятельное определение показателя

На что он влияет?

Коэффициент уплотнения (Ку) – важный показатель, который нужен не только для правильного формирования заказа материалов. Зная этот параметр для выбранной фракции, можно прогнозировать дальнейшую усадку гравийного слоя после нагружения его строительными конструкциями, а также устойчивость самих объектов.

Поскольку коэффициент трамбовки представляет собой степень уменьшения объема, он меняется под влиянием некоторых факторов:

1. Способа и параметров загрузки (например, с какой высоты выполняется засыпка).

2. Особенностей транспорта и длительности пути – ведь даже в неподвижной массе происходит постепенное уплотнение, когда она проседает под собственным весом.

3. Фракции щебенки и содержания зерен меньшей крупности, чем нижняя граница конкретного класса.

4. Лещадность – игольчатые камни дают не такую большую осадку, как кубовидные.

От того, насколько точно была определена степень уплотнения, в дальнейшем зависит прочность бетонных конструкций, оснований зданий и дорожных покрытий.

Однако не стоит забывать, что трамбовка на площадке порой выполняется только по верхнему слою, и в этом случае расчетный коэффициент не вполне соответствует фактической усадке подушки. Особенно этим грешат домашние умельцы и полупрофессиональные строительные бригады из ближнего зарубежья. Хотя по требованиям технологии каждый слой засыпки должен укатываться и проверяться отдельно.

Еще один нюанс – степень трамбовки рассчитывается для массы, которая сжимается без бокового расширения, то есть ограничена стенками и не может расползтись. На площадке такие условия для засыпки любой фракции щебня создаются не всегда, так что небольшая погрешность сохранится. Учитывайте это при расчете осадки крупных конструкций.

Уплотнение при транспортировке

Найти какое-то стандартное значение сжимаемости не так просто – слишком много факторов на него влияет, о чем мы говорили выше. Коэффициент уплотнения щебня может указывать поставщик в сопроводительных документах, хотя ГОСТ 8267-93 напрямую этого не требует. Но транспортировка гравия, особенно больших партий, выявляет значительную разницу объемов при загрузке и в конечной точке доставки материала. Поэтому поправочный коэффициент, учитывающий его уплотнение, обязательно вносится в договор и контролируется в пункте приема.

Единственное упоминание со стороны действующего ГОСТ – заявленный показатель независимо от фракции не должен превышать 1,1.

Поставщики об этом, конечно же, знают и стараются делать небольшой запас, чтобы не было возвратов.

Способом измерений часто пользуются во время приемки, когда щебень для строительства привозят на площадку, ведь заказывают его не тоннами, а кубометрами.

С приходом транспорта груженый кузов нужно рулеткой обмерить изнутри, чтобы рассчитать объем доставленного гравия, а потом умножить его на коэффициент 1,1. Это позволит примерно определить, сколько кубов было засыпано в машину до отправки. Если полученная с учетом уплотнения цифра будет меньше указанной в сопроводительных документах, значит, автомобиль был недогружен. Равна или больше – можете командовать разгрузку.

Уплотнение на площадке

Приведенная выше цифра учитывается только при транспортировке. В условиях стройплощадки, где трамбование щебня выполняется искусственно и с применением тяжелых машин (виброплита, каток), этот коэффициент может возрасти до 1,52. А исполнителям необходимо знать усадку гравийной засыпки наверняка.

Обычно требуемый параметр задается в проектной документации. Но когда точное значение не нужно, пользуются усредненными показателями из СНиП 3.06.03-85:

  • На прочный щебень фракции 40-70 дается уплотнение 1,25-1,3 (если его марка не ниже М800).
  • Для пород крепостью до М600 – от 1,3 до 1,5.

Для мелких и средних классов крупности 5-20 и 20-40 мм эти показатели не установлены, так как они чаще используются только при расклинцовке верхнего несущего слоя из зерен 40-70.

Лабораторные исследования

Коэффициент уплотнения рассчитывается на основании данных лабораторных испытаний, где масса подвергается трамбовке и проверке на различных приспособлениях. Здесь есть свои методы:

1. Замещение объемов (ГОСТ 28514-90).

2. Стандартное послойное уплотнение щебня (ГОСТ 22733-2002).

3. Экспресс-методы с применением одного из трех типов плотномеров: статического, водобаллонного или динамического.

Результаты можно получить сразу же или по истечении 1-4 дней, в зависимости от выбранного исследования. Одна проба для стандартного испытания обойдется в 2500 рублей, всего их понадобится не меньше пяти. Если данные нужны в течение дня, используют экспресс-методы по итогам отбора как минимум 10 точек (по 850 руб. за каждую). Плюс придется оплатить выезд лаборанта – еще около 3 тысяч. Но на строительстве крупных объектов не обойтись без точных данных, а тем более без официальных документов, подтверждающих соблюдение подрядчиком требований проекта.

Как узнать степень трамбовки самостоятельно?

В полевых условиях и для нужд частного строительства тоже выйдет определить искомый коэффициент по каждому размеру: 5-20, 20-40, 40-70. Но для этого сперва понадобится узнать их насыпную плотность. Она изменяется в зависимости от минералогического состава, хоть и незначительно. Гораздо большее влияние на объемный вес оказывают фракции щебня. Для расчета можно пользоваться усредненными данными:

Фракции, мм Насыпная плотность, кг/м3
Гранит Гравий
0-5 1500
5-10 1430 1410
5-20 1400 1390
20-40 1380 1370
40-70 1350 1340

Более точные данные плотности для конкретной фракции определяют лабораторным путем. Или взвешиванием известного объема строительного щебня с последующим несложным расчетом:

  • Насыпной вес = масса / объем.

После этого смесь укатывается до того состояния, в котором она будет использоваться на площадке, и измеряется рулеткой. Снова производится расчет по приведенной выше формуле, и в итоге получают две разных плотности – до и после трамбовки. Поделив обе цифры, узнаем коэффициент уплотнения конкретно для этого материала. При одинаковом весе проб можно просто найти отношение двух объемов – результат будет тот же.

Обратите внимание: если показатель после трамбовки разделить на первоначальную плотность, ответ будет больше единицы – по сути, это коэффициент запаса материала на уплотнение. В строительстве им пользуются, если известны конечные параметры гравийной подушки и нужно определить, сколько щебня выбранной фракции заказывать. При обратном вычислении получается значение меньше единицы. Но цифры эти равнозначные и при расчетах важно только не запутаться, какую из них брать.

Записи созданы 1517

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх