Общие сведения о песке

Для обычных строительных растворов применяют природные — кварцевые, полевошпатные и другие пески. Природный песок представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,16... 5 мм) различных материалов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород.

Чаще всего встречаются кварцевые пески с примесью полевого шпата, листочков слюды и зерен других минералов, реже — полевошпатные, известняковые и другие пески. Кварцевые пески пригодны для растворов и бетонов любых марок. Остальные пески, в особенности известняковые и ракушечные, должны быть предварительно проверены на прочность в растворе или бетоне требуемой марки.

По условиям залегания пески разделяют на речные, морские и горные (овражные).

Как правило, зерна речного и морского песка истираются при переносе водой и имеют округлую форму. Наоборот, зерна горных (овражных) песков — остроугольные. Речные и морские пески обычно более чистые, т.е. содержат меньше глинистых и органических примесей, чем овражные. В морском песке часто имеются примеси известняковых зерен и обломков раковин, которые легко разрушаются и могут понизить прочность раствора.

Для придания раствору большей прочности желательно применять песок с остроугольными зернами, так как он лучше сцепляется с камнем вяжущего вещества. В то же время такой песок должен быть как можно чище. Поскольку промывка песка сложна и дорога, обычно используют речной песок. Вообще же выбор песка для раствора производится всегда с учетом всех его свойств и стоимости.

Поступающий на строительство природный песок должен отвечать требованиям стандарта по зерновому (гранулометрическому) составу, наличию примесей и загрязнений.

Для оценки зернового состава песка его пробу массой 1 000 г, предварительно просеянную через сито с отверстиями 5 мм, просеивают через стандартный набор сит с размерами ячеек: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. По модулю крупности и полному остатку на сите с размерами ячеек 0,63 мм различают пески повышенной крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

По стандартному графику зернового состава песка определяют его пригодность для растворов и бетонов. Для этого на графике строят кривую просеивания (кривую зернового состава), откладывая значения полных остатков на всех ситах и соединяя полученные точки ломанной линией. Песок пригоден для растворных и бетонных смесей, если кривая просеивания лежит в пределах заштрихованной области. Если зерновой состав песка не соответствует требованиям стандарта, то его обогащают, отсеивая часть фракций, которые оказались в избытке, или подвергают песок фракционированию. При фракционировании песок рассеивают на две части, используя сито с размером ячеек 1,25 или 0,63 мм, а затем полученные крупную и мелкие части смешивают в оптимальном соотношении, которое устанавливает строительная лаборатория. Обогащение, фракционирование, как и промывку песка, целесообразно производить на месте его добычи.

Песок с крупностью частиц не более 5 мм и модулем крупности не ниже 2 применяют для бетонов, а также растворов, используемых для замоноличивания сборных железобетонных конструкций и заполнения швов при монтаже панелей.

Для строительных растворов применяют более мелкие пески с модулем крупности более 1,2. Размер зерен песка для растворов, служащих для кладки кирпича, камней правильной формы и блоков, а также штукатурных растворов, идущих на грунт, не должен превышать 2,5 мм; а для отделочного слоя штукатурки — 1,2 мм.

Применение мелких песков, обладающих большой удельной поверхностью, приводит к перерасходу вяжущего вещества в растворе и бетоне, так как для соединения частиц песка необходимо, чтобы тесто покрывало всю поверхность каждой песчинки. Для компенсации этого негативного явления при использовании мелких песков в состав раствора и бетона выгодно вводить поверхностно-активные вещества пластифицирующего или воздухововлекающего действия.

По той же причине содержание мелких зерен в песке, проходящих через сито с размером ячеек 0,16 мм, не должно превышать для песка, используемого в строительных растворах, 20%, а в бетонах- 10%.

Во всех случаях содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц ограничивают. Глинистые и илистые частицы обволакивают зерна песка, препятствуя их сращиванию с камнем вяжущего вещества. Тонкие пылевидные частицы имеют большую удельную поверхность, и, следовательно, требуется больше теста для их обволакивания в бетоне и растворе. Присутствие данных примесей снижает не только прочность, но и морозостойкость раствора и бетона. Поэтому в природном песке пылевидных и глинистых примесей, определяемых отмучиванием (многократной промывкой водой), не должно превышать 3 % по массе, причем содержание собственно глины не должно превышать 0,5%. Простейший способ оценки присутствия в песке данных частиц — растирание в руках горстки влажного песка: чистый песок не пачкает рук.

Опасны и органические примеси в песке. Они могут присутствовать в виде остатков корней растений, органических кислот и т.д. Эти вещества замедляют твердение цемента и понижают его потенциальную прочность.

Наличие органических примесей проверяют колориметрической (цветовой) пробой, обрабатывая песок 3%-м раствором NaOH. Если раствор не окрашивается или имеет окраску светлее эталона (а у эталона светло-желтый цвет), песок считают пригодным для изготовления бетона. Если цвет раствора окажется темнее эталона, то песок промывают в специальных пескомоечных машинах. Если промывку песка осуществить невозможно, то он не допускается к использованию в качестве заполнителя.

В зависимости от минерального состава плотность зерен природного кварцевого песка колеблется в пределах 2,55 ...2,65 г/см3. Насыпная плотность песка — величина непостоянная и зависит главным образом от его влажности и степени уплотнения. Песок обладает способностью изменять свой объем и соответственно насыпную плотность при изменении влажности в пределах от 0 до 20... 25 %. По сравнению с сухим песком сильное снижение насыпной плотности наблюдается при влажности 3 ... 10%. Это происходит потому, что каждая песчинка покрывается тонким слоем воды, которая препятствует плотной упаковке зерен, в результате чего возрастает объем песка. При дальнейшем увеличении влажности тонкие пленки воды на поверхности исчезают, вода проникает в пустоты песка, вытесняя оттуда воздух, что сопровождается повышением насыпной плотности, так как масса песка растет, а объем не увеличивается.

Изменение насыпной плотности песка при колебаниях его влажности (увлажнение и высушивание при хранении и перевозке) необходимо учитывать при определении запасов песка при хранении навалом в штабелях, а также при изготовлении растворов и бетонов, если песок дозируют по объему.