Сырой песок для цементного раствора

Сырой песок для цементного раствора

Цементно-песчаную смесь широко используют в строительстве – на ее основе приготовляется бетон, растворы для кладки, оштукатуривания, заливки стяжки. Чтобы добиться необходимой прочности материала после его полного застывания требуется обратить внимание на качество компонентов, соблюсти точные пропорции и грамотно выполнить замес.

Соотношение компонентов

В каких пропорциях разводить цемент с песком определяется в зависимости от назначения рабочей смеси, прочности готового материала. Классической пропорцией считается соотношение одной части цемента к трем частям песка.

Обратите внимание: марка прочности цемента должна быть выше класса приготовляемого раствора. Минимальное значение прочности вяжущего зависит от назначения рабочей смеси.

В состав раствора помимо песка и цемента могут входить добавки, повышающие определенные свойства рабочей смеси или готового материала. К таким добавкам относятся различные виды наполнителей, увеличивающих прочность готового материала, присадки, повышающие устойчивость к растрескиванию, морозостойкость и т.д.

Количество воды, необходимое для приготовления рабочего состава, определяется маркой прочности раствора. Но чтобы найти правильные пропорции в конкретных условиях, следует учитывать такие факторы как влажность песка и щебеночного наполнителя, требования к подвижности смеси для удобства работы.

Функция песка в формировании кирпичной кладки

Кирпич и камни, из которых строят дом, необходимо скреплять. Для этого берут кладочный раствор или специальный клей. В состав за редким исключением входит песок. Он служит наполнителем строительной смеси.

Задача песочного или глиняного раствора – закрепить кирпичи в определенном положении относительно друг друга. Решается она за счет пластичности смеси. Это свойство увеличивается, если уменьшается доля песчаного материала. Кажется, что чем меньше песка, тем пластичней смесь и тем лучше скрепляет кирпичи. Однако пластичный состав, высыхая, не образует прочного твердого материала. Чтобы обеспечить прочность кладки и вводят в смесь необходимую толику песка.

Функции песчаного наполнителя следующие:

1. Создавать и регулировать объем состава.
2. Уменьшать степень усадки – слишком пластичный состав при высыхании заметно уменьшается в объеме. Стена садится и деформируется.
3. Заполнять собой пустоты, сформированные неровностями камня.
4. Обеспечивать прочное сцепление строительного камня после высыхания. Оптимальная строительная смесь по твердости и прочности не уступает кирпичу.

Клей – не альтернатива кладочному раствору. Его используют при кладке материала с ровными поверхностями и точной геометрической формы.

Как рассчитать пропорции для раствора из цемента и песка, подходящего для изготовления тротуарной плитки своими руками?

Эксперты в строительном деле подсказывают, что домашнее производство тротуарной плитки несколько отличается от промышленного, поэтому совсем не обязательно строго соблюдать ГОСТовские нормы. Но основные составляющие остаются теми же, что и в государственных нормативах. Вот они:

1. Цемент (означает в переводе с латинского языка «битый камень») представляет собой вяжущее вещество неорганического происхождения, созданного искусственно, применяется в строительстве.
2. Песок – мелкий строительный материал, представляющий собой осадочную горную породу или искусственно дробленые зерна этих пород (чаще всего минерального кварца).
3. Вода – жидкость, в строительстве, особенно для изготовления бетонного раствора, используется не любая, а чистая от всяких примесей.

От качества перечисленных компонентов зависит и качество приготовленного бетонного раствора. Этот раствор бетона из цемента и песка может использоваться и для изготовления непосредственно самой тротуарной плитки, и для ее укладки.

Чаще всего для бетонного раствора, предназначенного для изготовления плиточного материала для оснащения дорожек в садах и на приусадебных участках, выбирают цемент марки М400 или М500. Пропорции для него следующие: на 1 часть цемента нужно 3,5 части песка. А жидкость добавляется до тех пор, пока смесь не будет представлять собой по консистенции густую сметану.

Есть просчитанные по этой схеме готовые пропорции, где за меру принято обычное десятилитровое ведро (его чаще всего используют в хозяйстве):

• цемента (1 часть) – 2 ведра;
• песка (3,5 части) – 7 ведер;
• воды – около 15 литров.

Сначала смешиваются сухие составляющие, а уже в полученную смесь следует добавлять понемногу жидкость маленькими порциями. Как проверить, готов ли бетонный раствор? Для этого достаточно обратить внимание на его липкие качества – он не должен прилипать к стенкам емкости, в которой замешивался.

Для улучшения качества тротуарной плитки к основным компонентам добавляют щебень (для прочности) и пластификатор (для пластичности и вязкости). В этом случае пропорции смеси будут изменены (рассмотрим вариант в процентном соотношении):

1. 23% цемента.
2. 20% песка.
3. 57% щебня.
4. 0,5% пластификатора (от всей массы цемента).

А вода составит 40% от массы всех сухих компонентов. Подобные пропорции подходят для изготовления тротуарной плитки в домашних условиях.

Характеристика материала

Песок может прекрасно впитывать и удерживать в себе влагу.

Разного рода песок может иметь разные как физические, так и химические характеристики в зависимости от состава, который может быть:

• химическим;
• минеральным;
• гранулометрическим (отображение состава частиц в процентах зависимо от фракции).

Важным показателем выступает фактический вес одного метра кубического песка. Он колеблется в пределах 1,5-1,8 тонн. Меньший вес считается лучше, поскольку масса примесей минимальна.

Влажность играет далеко не последнюю роль. В норме она должна быть 5%. От этого показателя зависит количество воды, добавляемой в бетонный раствор. Во время домашнего строительства можно проверить влажность материала «на глаз»: если после сжатия в кулаке песок не рассыпается – значит, нормальный уровень влажности превышен, и смесь будет нуждаться в меньшем количестве воды.

Как быстро просеять песок в большом количестве?

На производствах количество потребления песка может достигать несколько тонн в неделю. Если просеивать его вручную, то процесс затянется на месяц, а то и больше. Поэтому используют специальное оборудование, которое ускоряет процесс производства бетонных изделий в несколько раз. Одного вибросита хватает на одну линию отливки.

Состав раствора

Вне зависимости от типа кладки, который будет применяться при строительстве, в состав раствора входят:

• Вода и цемент.
• Песок или тырса.
• Мура или глина.
• Другие материалы.

Крымский ракушечник преимущественно укладывают на раствор из песка или тырсы. Лучше всего отдать предпочтение тырсе если строительство идет недалеко от карьера, где можно ее дешево купить. В остальных случаях выгоднее брать песок. Раствор, в который будет внесена глина, придаст дому дополнительную теплостойкость. Муру, выгодно брать при строительстве в районе Севастополя, так как там осуществляется ее добыча.

Если работать предстоит в холодных условиях, в раствор добавляют немного «незамерзайки», замедляющей процесс его застывания. Для улучшения вязкости добавляют пластификаторы.

Требования к природному песку

Требования к природному песку для обычного бетона приведены в ГОСТ, в котором нормируются: минералогический состав и содержание примесей; крупность зерен и зерновой (гранулометрический) состав;объемный вес (с ним связана пустотность).

В песке встречаются следующие вредные примеси

• а) слюда, листочки которой слабо сцепляются с цементным раствором (черная слюда к тому же может легко выветриваться); слюды в песке допускается не более 0,5% по весу;
• б) сернистые и сернокислые соединения пирит (серный колчедан) FeS2 с золотистыми зернами, гипс и другие (о вредном влиянии этих примесей на цемент); если при качественном определении хлористым барием ВаС12 обнаружится присутствие этих примесей (выпадение белого осадка), необходимо подвергнуть песок количественному химическому анализу с пересчетом затем всех соединений серы на SO3, содержание которого в песке не должно превышать весу).
• в) глинистые, илистые и пылевидные примеси мельче 0,15 мм); общее их содержание определяют отмучиванием; оно не должно превышать 5% по весу; приращение объема песка при насыщении водой (набухание из-за присутствия глины) должно составлять не более 5% от первоначального объема. Наиболее вредна примесь глины, обволакивающей зерна песка, так как она препятствует сцеплению с цементным камнем. От этой глины песок можно освободить только тщательной промывкой;
• г)органические примеси (гумусовые и др.) допускаются только в самом небольшом количестве. Органические примеси, в особенности органические кислоты, понижают прочность и даже разрушают цемент. Для их определения применяется следующий метод: песок обрабатывают 3% водным раствором едкого натра (при отношении раствора к песку 1 : 1), и раствор отстаивается в течение суток. Требуется, чтобы после обработки цвет его был не темнее светложелтого. Этот метод называется колориметрическим (определение по цвету); в лабораториях изготовляют для сравнения цветной эталон.

Примеси

Если песок содержит много органических примесей, то они в соединение с едким натром и образуют соли, окрашивает раствор в различный цвет от желтого до красного и коричневого, в зависимости от содержания органических веществ.

Для бетона применяемого в наиболее ответственных сооружениях, следует использовать пески, которые при обработке 3%-ным раствором NaOH не дают окрашивания. При светложелтой окраске раствора песок пригоден только для неответственных конструкций, а при темной окраске (темножелтой, красной или коричневой) он без промывки непригоден, так как прочность бетона, приготовленного на таком песке, понижается более чем на 25%.

Очищают песок от перечисленных примесей, промывая его водой в специальных машинах пескомойках. После промывки необходима обязательная вторичная проверка песка отмучиванием, на набухание и колориметрическим методом. Рекомендуется испытывать в цементном растворе как промытый, так и непромытый песок и сравнивать прочность раствора в сроки 7, 28 и 60 дней; это позволит выяснить влияние промывки.

Определение крупности

Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит. Сита имеют отверстия в свету: 5; 2,5; 1,2; 0,6; 0,3 и 0,15 мм, т. е. размер их уменьшается в геометрической прогрессии. Через сито с отверстиями 5 мм должен,пройти весь песок или не менее 90%.

Для просеивания берут среднюю пробу сухого песка весом 1 кг. Просеивание песка начинают на самом крупном сите. На каждом сите получается остаток, который выражают в процентах; эти остатки называют частными. Частные остатки на ситах характеризуют распределение зерен песка по степени крупности, так называемый зерновой (гранулометрический) состав песка. Кроме того, определяют полные остатки на ситах, складывая частный остаток на каждом данном сите с суммой остатков на предыдущих ситах.

Результаты просеивания песка удобно представить графически, если по горизонтали отложить размеры отверстий сит, а по вертикали полные остатки на ситах в процентах. На этом же графике в виде заштрихованной полосы указаны допустимые пределы колебаний зернового состава песка для бетона марок выше 150 или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии. Если нет замерзания и требуется бетон марки 150 и ниже, допускаются более широкие пределы колебания зернового состава песка кривая просеивания должна находиться между верхней и нижней ломаными линиями.

Рис. график зернового состава песка

Песок, взятый для примера, обладает хорошим зерновым составом так как укладывается в заштрихованную полосу, но ближе к ее верхней границе, т. е. к области мелкого песка.
График просеивания, несмотря на его наглядность, не дает численного выражения крупности песка. Поэтому после анализа песка на ситах следует вычислить среднюю крупность песка (в миллиметрах).

Мелкий песок со средней величиной зерен меньше 0,25 мм не следует применять для приготовления бетона, так как это вызывает перерасход цемента в бетоне или понижение пластичности бетонной смеси. Средний по крупности песок имеет dcp от 0,25 до 0,30 мм, крупный от 0,35 до 0,50 мм.
Если песок крупный, то это еще не значит, что он вполне пригоден для бетона. Крупный песок может иметь большой объем пустот, который придется заполнять цементным тестом, что невыгодно. Поэтому полная характеристика песка может быть дана только с учетом его пустотности или зависящей от нее величины объемного веса.

Объем пустот в песке зависит от количественного соотношения зерен различной крупности, формы зерен, их расположения и степени уплотнения песка. Песок, отсеянный на ситах двух близких номеров, т. е. состоящий из. зерен почти одинаковой крупности, имеет в сухом рыхлом состоянии пустотность 40 — 42%.

Этот объем пустот очень велик, и для заполнения его потребуется много цементного теста. При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность может уменьшиться до 30%. В песке удовлетворительного качества пустотность не должна превышать 40%, в хорошем — 37%.
Если в бетоне или растворе заполнить цементным тестом только пустоты между зернами песка, то получится жесткая, малоподвижная смесь, непригодная для укладки. Необходимо раздвинуть зерна песка и окружить их цементной оболочкой, которая создавала бы смазку, обеспечивающую подвижность растворной или бетонной смеси, и скрепляла бы в дальнейшем зерна песка. Чем крупнее песок, тем меньше будет общая поверхность зерен и расход цемента для создания оболочек; суммарная поверхность зерен, содержащихся в единице объема, обратно пропорциональна их диаметру. Однако, как указывалось выше, песок, состоящий из одних крупных зерен, имеет слишком большой объем пустот, и его применять не следует.

Структура жесткой и подвижной бетонных смесей 1 — жесткая смесь; 2 — подвижная смесь.

Для бетона наиболее пригоден крупный, в основном, песок, но содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен и объем пустот будет малым и поверхность зерен небольшая. Этот оптимальный состав легка соответствует заштрихованной полосе.

Объемный вес песка зависит от его удельного веса, пустотности и влажности. Объемный вес песка определяется в сухом рыхлом состоянии (называемом тандартным): песок насыпают совком с высоты 5 см в пятилитровый цилиндрический сосуд без встряхивааия.

Песок для бетона марок 150 и выше

Песок, предназначенный для бетона марок 150 и выше или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь объемный вес в рыхлом (стандартном) сухом состоянии не ниже 1550 кг/м3; в остальных, более простых случаях — не ниже 1400 кг/м3. При встряхивании песок уплотняется, и объемный вес его может увеличиваться до 1600 — 1700 кг/м3. Самый большой объем песок занимает при влажности около 5—7%; с повышением или понижением влажности объем песка уменьшается. Это свойство песка имеет большое значение при его приемке и дозировке (по объему) для приготовления бетона.

Рис. Изменение объема песка в зависимости от влажности

Так как в карьере песок имеет различную влажность и на стройках при хранении на) открытом воздухе влажность его непрерывно изменяется, то при производстве бетонных работ необходимо систематически определять объемный вес и влажность песка и делать соответствующие поправки в составе бетона.

Приемка песка

Песок складывают на выровненных площадках в конусы или в штабели, имеющие форму усеченного клина. Штабель может иметь любую длину и ширину, а высоту 1 м.

Рис. Форма штабеля песка

Объе штабеля вычисляется по формуле усеченного клина:

V= h/6 (2а+a1)b + (2a1+a)b1

Отмеряют штабели не ранее чем через три дня после отсыпки, т.е. после осадки песка. После этого вычисляют объем сухого песка, уменьшая измеренный объем штабеля на 10 % при влажности от 1 до 3%i и на 15% при влажности от 3 до 10%. Если песок доставляют зимой, то вводят поправку на наличие льда и снега (в среднем уменьшают объем на 15 %).