Песок
Песо́к — разновидность мелкого заполнителя с размерами зёрен 0,05-5 мм. Песок представляет собой сыпучий зернистый материал. Его ключевая роль: заполнение пустот между частицами крупного заполнителя, снижение расхода цемента, формирование каркаса, обеспечивающего прочность и долговечность бетона. Качество песка напрямую влияет на водопотребность, удобоукладываемость бетонной смеси и свойства бетона.
Содержание
Классификация
Основными признаками для классификации являются: происхождение, характер формы зёрен, плотность.
Таблица 1. Классификация заполнителей // по Ицковичу //
| Происхождение | Вид, крупность, характер формы зёрен | Способ производства (обработки) |
|---|---|---|
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
По происхождению:
- природный
- из отходов промышленности
- искусственный
Природный песок представляет собой рыхлую смесь зёрен, образовавшихся в результате разрушения твёрдых горных пород. В зависимости от условий накопления пески могут быть аллювиальными, делювиальными, морскими, озёрными, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков, имеют более округлую, окатанную форму.
Основные свойства песка и их влияние на свойства бетонной смеси и бетона
Зерновой состав и модуль крупности (Мк)
Определение: усредненный показатель крупности песка. Влияние на бетон: Оптимальный Мк для тяжелого бетона — 2,0-3,0. Слишком мелкий песок увеличивает водопотребность смеси, слишком крупный может ухудшить удобоукладываемость.
Содержание пылевидных и глинистых частиц
Нормы по ГОСТ. Обычно не более 3-5%.
Влияние на бетон: Глинистые частицы обволакивают зерна песка, препятствуя сцеплению с цементом, резко снижая прочность. Требуют обязательного контроля.
Насыпная плотность и пустотность
Влияние на расчет состава бетона. Чем выше плотность и ниже пустотность, тем меньше требуется песка и цемента для заполнения объема.
// https://sci-bot.ru/does-the-range-of-values-e3c5 - влияние влажности на насыпную плотность; влияние влажности на статистические показатели//
Влажность
Критически важный параметр для дозировки компонентов при замесе.
Практическое правило: Вода в составе песка должна учитываться в общем водоцементном соотношении (В/Ц).
Радионуклидная активность (для природных песков)
Указывается в сертификате. Должна соответствовать классу I для жилого строительства.
Морозостойкость
Содержание органических примесей
История
О песке как материале для производства строительного раствора писал ещё Витрувий [1]
В производстве
В торговле строительный песок классифицируется по месту происхождения и произведённой обработке:
- Карьерный песок — неорганический сыпучий материал с крупностью до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования.
- Речной песок — добывается из русла рек, отличается высокой степенью очистки и отсутствием более крупных обломков и глинистых примесей.
- Карьерный мытый песок — добывается в карьере путём промывки большим количеством воды, в результате чего из него вымывается глина и пылеватые частицы.
- Карьерный сеяный песок — добываемый в карьере просеянный песок, очищенный от крупных больших фракций. Применяется при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, в приготовлении асфальтобетонных смесей.
- Тяжёлый искусственный песок — рыхлая смесь зёрен, получаемая механическим дроблением горных пород — гранитов, мраморов, известняков, туфов, пемзы, а также шлаков различной плотности и происхождения. Форма зёрен искусственных песков, в отличие от натуральных, получается остроугольной, а поверхность — шероховатой. Искусственные пески используются в основном как заполнитель в декоративных растворах и в штукатурках, когда нужно получить эффект ощутимой фактуры накрывочного слоя на наружных поверхностях[2]. Искусственные пески применяются для любого слоя штукатурки, крупность зёрен при этом может быть разной, зависит от вида раствора и устанавливается проектом. Обычно она принимается равной крупности природных песков. При изготовлении искусственного песка из каменноугольного шлака в переработку берётся хорошо отгоревший уголь, без примесей несгоревших частиц и каменных пород, с низким содержанием серы, — от этого будет зависеть качество накрывочного слоя. При выполнении декоративной штукатурки из искусственного песка, полученного из определённой горной породы или шлака, вместе с ним для экономии может использоваться щебень, крошка и даже пудра этой же породы, от чего качество фактуры накрывочного слоя часто даже выигрывает[2].
Цена на песок зависит, прежде всего, от характеристик песка, а также напрямую связана с удалённостью песчаного карьера от районов потребления песка или от крупных строительных объектов.
Самым дешёвым песком является карьерный природный песок, то есть песок, добытый в карьере и не прошедший последующей его обработки. В этом песке, как правило, присутствуют комки глины, а также большое количество пылистых и глинистых частиц.
После обработки стоимость песка существенно повышается. Например, сеяный песок, который получается путём просеивания карьерного природного песка (из него удаляются мелкие камни, комки глины и другие инородные предметы), может стоить уже в 1,5—2 раза дороже своего предшественника. Мытый песок, получаемый путём промывки карьерного природного песка в воде, стоит примерно в 1,5 раза дороже сеяного и примерно в 2—3 раза дороже природного песка.
Расположение песчаного карьера также влияет на стоимость добываемого в нём песка. Так, средняя стоимость песка, добываемого в Московской области, значительно выше средней стоимости песка, добываемого в Калужской области. А цена песка, добываемого в 50 км от Москвы, превышает стоимость аналогичного песка, добываемого в карьере, расположенном в 100 км от столицы.
Применение
Широко используется в составе строительных материалов, для намывки участков под строительство, для пескоструйной обработки, при возведении дорог, насыпей, в жилищном строительстве для обратной засыпки, при благоустройстве дворовых территорий, при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, используется для бетонного производства. При производстве железобетонных изделий, бетона высоких марок прочности, а также при производстве тротуарной плитки, бордюров, колодезных колец используют крупнозернистый песок (модуль крупности 2,2—2,5). Мелкий строительный песок используется для приготовления накрывочных растворов. Кроме того, песок является основным компонентом при изготовлении стекла.
Строительный речной песок довольно широко применим в различных декоративных (смешивают с различными красителями для получения специальных структурных покрытий) и отделочных работах готового помещения. Он также выступает компонентом асфальтобетонных смесей, которые используются в строительстве и укладке дорог (в том числе и для строительства аэродромов).
В относительно небольших объёмах песок используется в процессах фильтрования и очистки воды, а также при пескоструйной обработке изделий. Кварцевый песок используется для изготовления сварочных материалов специального и общего назначения.
Ежегодное потребление песка и гравия во всём мире превышает 40-50 млрд тонн. Страны мира, лидирующие по потреблению песка: Китай, США, Тайвань, Гонконг, Сингапур, Германия[3][4].
Практически все пески относятся к 1-му классу по радиоактивности по ГОСТ 30108-94 (удельная эффективная активность естественных радионуклидов в них не превышает 987 Бк/кг, исключения могут составлять только дроблёные пески), то есть радиационно безопасны и пригодны для всех видов строительства без ограничений.
Однако в природе существуют так называемые шлиховые чёрные пески, встречающиеся в различных уголках земного шара. Они состоят из темноцветных тяжёлых минералов и образуются в результате вымывания более лёгких и светлых минералов. Чаще всего основными их минералами являются гематит, ильменит, магнетит. Такие пески часто образуют россыпные месторождения. На 1981 год в чёрных песках были обнаружены 50 минералов из 8 тысяч известных в то время, а также множество редкоземельных элементов[5].
В некоторых прибрежных областях земного шара, например, на пляжах Индии, Бразилии, Украины — на северном побережье Азовского моря встречаются радиоактивные чёрные пески[6]. Радиоактивность таких песков в Приазовье в среднем — от полусотни до трёхсот микрорентген в час, но в некоторых случаях может достигать 1000 микрорентген в час. Основную их массу составляет нерадиоактивный ильменит (содержит титан), однако основная часть радиации исходит от содержащегося в них монацита. Чёрные пески Приазовья также часто обогащёны редкоземельными элементами. Такие пески образуются в результате естественных геологических процессов и сразу после появления имеют чёрный цвет и блестят подобно металлам. По данным исследований Азовской научно-исследовательской станции МГУ, в Приазовье самые радиоактивные из таких песков расположены в районе оснований кос между Мариуполем и Бердянском[7].
Инженерно-геологическая классификация
| Наименования песка по крупности | Наименование песка по плотности сложения | ||
| плотный | средней плотности | рыхлый | |
| Гравелистый, крупный или средней крупности | e<0,55 | 0,55≤e≤0,70 | e>0,70 |
| Мелкий | e <0,60 | 0,60≤e≤0,75 | e>0,75 |
| Пылеватый | e <0,60 | 0,60≤e≤0,80 | e>0,80 |
| Значение степени влажности | Наименование песка по степени влажности |
| 0 < SR ≤ 0,5 | маловлажный |
| 0,5 < SR ≤ 0,8 | влажный |
| 0,8 < SR ≤ 1,0 | насыщенный водой |
| Наименование пылевато-глинистого грунта | Число пластичности | ||
| супесь | 0,01 ≤ IP ≤ 0,07 | ||
| суглинок | 0,07 < IP ≤ 0,17 | ||
| глина | IP > 0,17 | ||
| Наименование и консистенция пылевато-глинистого грунта | Значение индекса текучести | |
| Супесь | твёрдая | IL < 0 |
| пластичная | 0 ≤ IL ≤ 1 | |
| текучая | IL > 1 | |
| Суглинок или глина | твёрдые | IL < 0 |
| полутвёрдые | 0 ≤ IL ≤0,25 | |
| тугопластичные | 0,25 < IL ≤ 0,50 | |
| мягкопластичные | 0,50 < IL ≤ 0,75 | |
| текучепластичные | 0,75 < IL ≤ 1 | |
| текучие | IL > 1 | |
К просадочным относятся пылевато-глинистые грунты со степенью влажности SR < 0,8, у которых величина индекса просадочности Iss меньше следующих значений:
| 0,01 ≤ IP < 0,1 | 0, 1 ≤ IP < 0,14 | 0,14 ≤ IP < 0,22 |
| Iss < 0,1 | Iss < 0,17 | Iss < 0,24 |
См. также
- Песчаник
- Эоловые отложения
- Пески строительные
- Дресва — природный мелкий щебень.
Примечания
- ↑ Витрувий. Десять книг об архитектуре / Репринтное издание 1936 г./ М., Архитектура-С, 2006. 328 с. С.41-42
- ↑ 2,0 2,1 {{safesubst:#invoke:Su|main}} Заполнители // Справочник строителя-отделочника. — Москва: Рипол Классик. — С. 9—10. — 303 с. — ISBN 9785458250559.
- ↑ Deutsche Welle 24.08.2018 Дефицит песка в мире? Это реальность Архивная копия от 24 мая 2021 на Wayback Machine
- ↑ [rossaprimavera.ru/news/01fea0b4 Мировой спрос на песок и гравий утроился за последние 20 лет] : [арх. 22.04.2021]. — Дата обращения: 11.03.2020.
- ↑ Минералы и самородные металлы чёрных песков // Севедж К. Минералогическая энциклопедия / Под ред. К. Фрея. — Л. Недра, 1985. — С. 178—185. — 512 с.
- ↑ Радиоактивные пески на пляжах Азовского, Чёрного и Белого морей. Доклад профессора Федосеева В. М., профессора Бекмана И. Н., науч.сотр. Рязанцева Г. Б., науч.сотр. Хаскова М. А. : [арх. 01.10.2018]. — Дата обращения: 01.06.2018.
- ↑ Рязанцев Г. Чёрные пески Азовья // Наука и жизнь. — 2011. — № 11. — С. 62—63. Архивировано 13 ноября 2011 года.
Литература
- Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. — М.: Высш. шк., 1991. — 272 с.
- Геологический словарь / Под общ. редакцией А. Н. Криштофовича. — М., 1965. Т. 2.
- Петтиджон Ф. Дж., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. — Изд-во МИР. — М., 1976. 316 стр.
- Качинский Н. А. Физика почвы. — М., 1965. Ч. 1.
Ссылки
- Песок это горная порода Архивная копия от 14 января 2021 на Wayback Machine. Физические свойства, описание, месторождения и фото
- ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия"
- ГОСТ 4417-75 «Песок кварцевый для сварочных материалов» : [арх. 20.04.2021]. — Дата обращения: 16.12.2020.
- Сокровища под ногами Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine — фотографии частичек песка под микроскопом.
Нормативные документы
- ГОСТ 2781-44 Песок природный для обычного бетона. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 2781-50 Песок для обычного бетона. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 8736-58 Песок для строительных работ. Общие требования (отменён)
- ГОСТ 8736-62 Песок для строительных работ. Общие требования (отменён)
- ГОСТ 8736-67 Песок для строительных работ. Общие требования (отменён)
- ГОСТ 8736-77 Песок для строительных работ. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 8736-85 Песок для строительных работ. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 6426-52 Песок природный для кладочных и штукатурных растворов. Технические условия (отменён)
- ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия (отменён)
- СНиП I-В.1-62 Заполнители для бетонов и растворов