Щільність піску сухого: справжня, насипна та середня, як розраховується

Гірські породи руйнуються згодом під впливом атмосферних явищ і утворюють сипку суміш фрагментів діаметром до 5 мм. У всіх ремонтних роботах використовується будівельний пісок, який буває у різних категоріях, залежно від домішок. У пухкому вигляді пористість становить від 45%, а щільному – 35%. Перший показник може змінитися у бік другого за деяких факторів. Питома маса, що міститься в одиниці об'єму (г/см3 або кг/м3), безпосередньо пов'язана з пористістю – це середня, дійсна чи насипна щільність піску. Значення залежить від вологості, структури та форми крупинок, наявності домішок.

Основний параметр, що визначає сферу використання та впливає на характеристики будівель – це міцність. Щоб розрахувати кількість сумішей, що у будівництві, необхідно точне обчислення цієї величини щоб одержати заданого обсягу. Всі розчини повинні створюватися у певній пропорції з іншими складовими. Показник густини сухого піску обчислюють, виходячи з різновидів матеріалу. Бувають пилоподібні, крупнозернисті та глинисті типи. Практично кожне застосування проходить попереднє просіювання чи промивання. У сільськогосподарській промисловості та городництві використовують сухий річковий пісок, який вимірюють відрами. Об'єм 10 літрів включає до 14 кілограм пісочної суміші.

Основні види

Існує три показники щільності, які обумовлені різними факторами:

1. Тверда нерудна порода має параметр 2500 кг/м3. Це приблизна цифра, але є точна формула, що допомагає вираховувати справжню щільність за допомогою спеціального приладу.У лабораторних умовах 100 г гранул зважують, потім сушать до певної ваги за температури 105°С. Охолоджують над парами концентрованої сірчаної кислоти. Далі пікнометр наповнюють водою, а зерна висипають рівними порціями до ризику 20 на колбі, що означатиме витіснення об'єму рідини 20 см. Місткість кілька разів провертають, позбавляючись повітряних бульбашок, осад зважують. Справжнє значення обчислюють за формулою: p=(m-m1)/V, де m та m1 – це початкова та залишкова маса, а V – величина витісненої води в г/см³.

2. Насипну щільність визначають, скидаючи сухий матеріал з висоти 10 см у посудину ємністю один літр до конусного утворення на поверхні. Потім знімають верхній шар і зважують крупинки, що залишилися в банку. Формула: ph=(m1-m)/V, де m1 та m – вага порожньої та повної колби відповідно, V– її об'єм. Насипна щільність характеризує сипучі суміші у їх зваженому стані. Оскільки у разі розраховується як параметр гранул, а й порожнечі з-поміж них, це значення має менший показник, ніж істинний. Середній насипний ступінь становить близько 1300-1500 кг/м3. При підвищенні вологості відбувається зниження коефіцієнта, що зумовлено злипанням фракцій до 10%, далі спостерігається збільшення рідини, і норматив знову піднімається. Цю особливість слід враховувати, коли розподіляється обсяг гранул.

3. На середню щільність будівельного піску впливає показник порожнечі та вологості. Щоб обчислити обидві величини, застосовують формулу для першого: Vmp=(1-(ph/(px1000))x100, де ph і p – насипний та дійсний параметр.Для другого – W=((m-m1)/m1)х100% , де m і m1 – це маса сухої та вологої навішування.

1.Річковий пісок утворюється внаслідок дроблення порід у гирлах річок, відрізняється очищеним станом від усіляких вкраплень. Зерна мають округлу форму завдяки дії води. Відштовхуючись від розмірів, розрізняють дрібні, середні та великі гранули. Застосовується у оздоблювальних роботах, ландшафтному дизайні. Щільність складає близько 1650 кг/м3 за фільтрації 5-7 метрів на добу. Існує таблиця із зазначенням коефіцієнта, що показує відмінності різних видів з урахуванням рівня вологості та домішок. Докладніше про вибір піску для піскоструминних робіт у цьому матеріалі.

2. Кварцовий характеризується відсутністю домішок, однорідністю, міцністю та стійкістю до різних середовищ. З дрібної фракції виготовляють оздоблювальні матеріали, середня підходить для фільтруючих установок, великий застосовують для фарфору, фаянсу і скла. Параметр густини кварцового піску – 1500 – 1700 кг/м3.

3. До складу будівельного входять природні компоненти: слюда, кварц, польовий шпат, вапняк, глина. Такі домішки дають визначення назв. Використовують для укладання подушок при виробництві бетону в різних розчинах. Якщо будівельний пісок сухий, то показник складе 1400 кг/м3. Через глинисті вкраплення коефіцієнт збільшується до 1800 кг/м3. Для виготовлення високоякісних бетонних розчинів такий вид не рекомендується.

4. Кар'єрний поділяється на два типи. Сіяний сухий отримують після переробки через кілька спеціальних сит із видаленням каменів та великих складових. Намивний промивають за допомогою гідротехнічного обладнання. Такий спосіб очищення дозволяє досягти високих значень хімічного складу.Щільність сухого кар'єрного піску дорівнює питомій вазі: 1500-1800 кг/м3 в залежності від розміру фракцій.

За допомогою таблиці можна визначити показники різних видів сухого піску:

Середня щільність піску може природної вологості і сухих фракцій відрізняється, оскільки розрахунок показника залежить від різноманітних включень і простору з-поміж них. Якщо насипний матеріал піддається усадці, то визначають середній коефіцієнт. Так при транспортуванні можна виділити два параметри: під час навантаження та після доставки, коли він осяде та утрамбується у кузові. Важливу роль грає вологість, залежно від цього значення змінюється щільність.

Щільність піску кг м3: сухого та вологого, справжня та насипна, ГОСТ за визначенням

Пісок - це сипка речовина, що складається з зерен кам'яних або мінеральних порід. Вітчизняні нормативи визначають розмір гранул будівельного піску від 0,16 до 5,0 мм. Все, що більше 5 мм - це гравій або щебінь.

Частинки дрібніші за 0,16 мм практично не використовуються в будівельній справі, оскільки при з'єднанні з водою перетворюються на бруд. Гранули цього розміру не використовуються і в системах фільтрації та дренажу, оскільки перестають пропускати воду.

Пісок одержують двома шляхами:

1. Видобуванням із природних кар'єрів та з дна водойм — річок та морів.
2. Розмелювання та розсіювання скельних гірських порід, кварцу та інших мінералів.

Оскільки основний обсяг піску використовується у будівництві, щільність стає однією з найважливіших характеристик цього матеріалу.Вона залежить від вологості, відсоткового вмісту глинистих та пилоподібних частинок, потужності ущільнюючого впливу водою або вібраційних механізмів, часу вилягання та стану розпушеності.

Щільність піску, на відміну щебеню, може, залежно від вологості, змінюватися в досить широких межах. При насиченні сухого піску вологою щільність спочатку знижується - вода збільшує зазори між піщинками. Починаючи з 10-відсоткового показника вологості, щільність піску починає зростати, оскільки вода в чистому вигляді заповнює всі порожнечі і маса одиниці об'єму речовини збільшується. З практики всім відомо, що цебро з мокрим піском важить більше, ніж сухим — щільність вологого піску більше.

Глинисті частинки та грудки глини збільшують щільність піску, що є однією з ознак забруднення його цими забруднювачами.

Так, насипна щільність піску з глиною може сягати 1800 кг/м³, тоді як очищений від неї матеріал має показник 1500 кг/м³.

Важливими для господарської діяльності є показники істинної та насипної густини піску.

Насипна щільність піску

Насипна - це та щільність, яку має пісок відразу після відсипання без будь-якого механічного або вологого ущільнення. Визначити її можна й у домашніх умовах. Для цього потрібно взяти суху мірну посудину, об'єм якої точно вивірений, зважити її, насипати в неї догори пісок з гіркою, зняти гірку плоским предметом без ущільнення, і знову зважити посудину. Якщо отриману масу піску (за вирахуванням маси судини) у кілограмах розділити на об'єм у літрах, отримайте насипну щільність піску в кг/дм³, яку легко перевести в кг/т множенням числа на 1000. Приклад. 2 кг/дм³ – це 2000кг/м³ (або 2т/м³).

У лабораторних умовах насипну щільність визначають аналогічно, але використовують мірний посуд та вимірювальний прилад тієї точності, яку регламентує ГОСТ.

Знання насипної щільності необхідне під час замовлення піску виконання робіт із дозованим витратою матеріалу, для придбання їх у об'ємних чи масових одиницях. Обман покупців нечесними продавцями піску часто будується на махінаціях зі значеннями обсягу та ваги цього матеріалу.

Справжня щільність піску

Поняття цього терміна суттєво відрізняється від попереднього.

Справжня щільність піску - це щільність того моноліту, який згодом розсипався в пісок, або який подрібнили піщинки на дробильній установці.
Іноді істинною називають щільність без урахування повітряних проміжків між піщинками.

Справжня щільність завжди вища за насипну. Якщо середньою величиною насипної густини піску вважають 1500-1600 кг/м³, то справжня густина цього матеріалу буде в межах між 2000 кг/м³ та 3000 кг/м³. Середнім значенням у галузі умовно вважають показник справжньої щільності піску 2500 кг/м³.

Значення справжньої густини піску використовуються при проектуванні відповідальних гідротехнічних споруд, хмарочосів та інших складних бетонних конструкцій. Від неї часто залежать функціональні характеристики міцності, теплопровідності, звукоізоляції, деформативності будов.

Визначення щільності піску – насипної та істинної – виробляють лабораторними методами за ГОСТ 8735. На об'єктах для цих цілей використовують балонні густиноміри.

Щільність піску - важлива технічна характеристика матеріалу, яку потрібно добре розуміти, щоб вміло використовувати.

Щільність сухого піску: таблиця та розрахунок

Будівельні або ремонтні роботи нерідко виконуються з використанням різних піщано-цементних розчинів, приготованих самостійно. Якість будь-якої суміші залежить від стану її компонентів. Якщо цементу всі параметри відомі, то з піском ситуація складніше. Щільність сухого піску - важливий параметр, що багато в чому визначає якість та консистенцію розчину. Уміння розрахувати це значення так само необхідно будівельнику, як і здатність обчислити кількість матеріалів.

Для чого необхідне визначення густини сухого піску

Пісок - це сухий сипкий матеріал, що є дрібно роздробленими гірськими породами.

Розмір фракції коливається від 0,05 до 5 мм, що створює проблеми при розрахунках. Склад будівельних сумішей вимагає досить акуратного дотримання пропорцій, інакше міцність матеріалів не буде відповідати вимогам СНіП.

Визначення щільності піску практично — дуже складне завдання. Проміжки між окремими піщинками практично не піддаються виміру, оскільки форма піщинок, отримана за різних умов дроблення гірських порід, має складну та неправильну конфігурацію. Між кутами та гранями окремих частинок можуть бути проміжки, що значно перевищують розміром зазори між природними піщинками, чия форма ближча до сферичної.

Сухий пісок природного походження (річковий) має більш щільну структуру, тому використання одного і того ж обсягу матеріалу різного походження або розміру фракції дасть суміші, що відрізняються один від одного своїми параметрами. Тому дуже важливо мати найбільш коректне знання всіх параметрів компонентів суміші, маси матеріалу, його густини та інших показників.

Класифікація піску по гранулометричному складу

Основні види та параметри піску

Складність у визначенні змусила запровадити поняття насипної щільності піску, що визначає величину маси на одиницю об'єму. Існує три види щільності:

Таблиця частки піску

• Справжня. Це показник гранично стисненого піску, що не має порожнеч між зернами.
• Насипна. Значення у зваженому та сухому вигляді.
• Середня. Це значення, що враховує наявність вологи та пористу структуру зерна. Середня щільність вища за насипну, але меншу за істинну.

Вологість - один з найважливіших факторів, які постійно змінюють стан і насипну вагу. Пісок зберігається, як правило, просто неба, внаслідок цього ступінь вологості починає залежати від погодних умов. Склади всіх будівельних розчинів припускають наявність сухого матеріалу, а пісок у суміші має інші, відмінні від ідеальних, параметри. Зміна густини змушує використовувати коефіцієнти ущільнення, що коригують значення, яке має сухий пісок.

Найбільш поширені варіанти поправочних коефіцієнтів вказані в таблиці:

Середня щільність піску множиться на коефіцієнт ущільнення, й у результаті є значення, наближене до реального. Однак необхідно враховувати наявність похибки (близько 5%), що виникає через неможливість з абсолютною точністю встановити значення виправлення для кожного конкретного випадку. Точніший результат дає метод зважування, але в умовах будівельного майданчика він недоступний, тому найчастіше використовуються розрахункові показники.

Розрахунок щільності піску

Самостійне обчислення показників можна здійснити шляхом зважування. Для цього знадобляться ваги або безмін на 20-25 кг, суха ємність (можна звичайне відро). Порядок дій такий:

Обчислення щільності піску

• Зважується порожня ємність (тара), результат записується окремо.
• Місткість повністю засипається піском. Оптимальний варіант - засипати з гіркою, потім рівною планкою акуратно прибрати надлишок і залишити нарівні з краями.
• Зважується повна ємність.
• З отриманого значення віднімається вага тари.
• Отримане значення поділяється на обсяг тари, результат переводиться в стандартні одиниці - кг/м3.

Точніші показники можна отримати, зваживши кілька разів, набираючи матеріал з різних ділянок. Необхідно пам'ятати, що будівельний пісок зберігається в умовах, що не дозволяють зберігати ту саму ступінь вологості, тому слід якнайшвидше використовувати його, або періодично виконувати повторні вимірювання та коригувати розрахунки.

Значення насипної густини для піску різних видів

Пісок, здобутий у різних місцях, має різну структуру, склад та розмір фракції. Щоб правильно розраховувати кількість компонентів у різних сумішах чи бетоні, треба враховувати значення насипної густини піску того чи іншого виду.

Зазначені значення є дійсними для сухої сировини, тому при розрахунках потрібно враховувати реальний стан і використовувати коефіцієнти ущільнення. Якщо ними знехтувати, то виникне зайва витрата, а склад розчину або бетону буде змінено, що здатне знизити міцність заливання або з'єднання будівельних конструкцій.

Вологість піску при щільності частинок піску

Відео на тему: Чому піску завжди не вистачає

Визначення щільності піску та таблиця показника ρ

• Визначення рівня густини
• Види показника ρ
• Розрахунок насипного рівня ρ
• Альтернативний варіант визначення показника ρ

Щільність представлена ​​фізичною величиною, що характеризується певною кількістю речовини, що виражена в грамах або кілограмах, в одиниці об'єму. Цей показник, властивий сипучим речовинам, серед яких і пісок, не можна визначити однозначно. Це зумовлено тим, що обсяг, в якому здатне вміститися одне й те саме його кількість, може виявитися різним. На показник щільності піску впливають деякі фактори, серед них:

• ступінь трамбування,
• відсоток вологості,
• структура фракцій,
• пористість,
• наявність усіляких включень.

Визначення рівня густини

Таблиця показників піску по крупності.

Щільність піску виступає як головний параметр, рівень якого визначає область його застосування і кінцеву міцність будівель і споруд.Характеристика, що описується, потрібна для здійснення розрахунку витрати піску, коли необхідно отримати певний обсяг будівельної суміші.

Крім того, у ряді випадків виникає необхідність перевести масу піску в об'єм чи навпаки. Якщо необхідно визначити масу 1 м3 піску або розрахувати обсяг тонни згаданого матеріалу, потрібно зробити такі дії.

Щільність піску або будь-якого іншого матеріалу можна визначити методом розподілу маси (M) на об'єм (V), який був ним зайнятий. Так, ρ=М/V. Масу матеріалу, який займає якийсь обсяг, можна визначити, скориставшись такою формулою: M=ρ*V. А ось обсяг можна розрахувати, якщо відомий показник і маса. Так, обсяг визначається за такою формулою: V=М/ρ.

Середні ціни різні види піску у Росії.

При приготуванні розчинів, сумішей і при будівництві конструкцій, в основі яких є бетон, слід використовувати пісок у заданій пропорції по відношенню до інших компонентів. Для того щоб правильно визначити частку піску в цих сумішах або конструкціях, буде необхідно точно знати, чому дорівнює його показник густини.

Якщо зробити розрахунки з помилкою, то кількість піску в загальному обсязі виявиться недостатньою або надмірною. Якщо заповнювати нестачу піску, то, швидше за все, доведеться робити це за рахунок дорожчих компонентів, що спричинить невиправдане подорожчання всієї суміші. Якщо кількості піску виявилося більше в обсязі суміші, то це стане причиною зниження якості виробів або розчину. За рахунок цього постраждає морозостійкість, стійкість до стирання та водостійкість, у результаті майстер отримає вироби або конструкції, характеристики яких відрізнятимуться від тих, що передбачені стандартом.

Види показника ρ

Пісок характеризується деякими видами щільності, серед них: істинна, насипна та середня.

Малюнок 1. Таблиця показників щільності піску.

На рис. 1 представлена ​​таблиця, в якій можна побачити насипну щільність піску в різних станах. Якщо розглядати цей матеріал, він представлений твердою породою нерудного походження. Це пояснює те, що він має показник приблизно 2500 кг/м3. Цей показник це справжня щільність. При необхідності зробити розрахунки для використання на практиці слід застосовувати інший насипний показник. Він характеризує будматеріали в неутрамбованому вигляді та обчислюється з урахуванням обсягу зерен та порожнього простору, що залишається між ними. Це призводить до того, що рівень насипної щільності у всіх випадках менший за істинну. Але при здійсненні трамбування матеріалу, що знаходиться в сипучому стані, можна підвищити рівень його ρ. Так, якщо матеріал знаходиться в кузові машини, то він має природний, неутрамбований стан і йому властивий насипний рівень. Якщо відома дана величина, то є можливість визначити обсяг та масу матеріалу. Це важливо, адже ціна транспортування будматеріалу може бути розрахована не лише за вагою, а й за 1 м3 об'єму.

Щільність піску, що у насипному стані, дорівнює 1300-1500 кг/м3. Рівень вологості зовнішнього повітря здатний впливати на об'єм матеріалу, що тягне за собою варіації рівня насипної щільності. Якщо вологість стає більшою, це тягне зниження рівня ρ матеріалу. Це пояснюється злипанням зерен. Зниження цього рівня може тривати до того часу, поки вологість досягне показника 10%.Після цього частинки вологості спричиняють збільшення обсягу рідини в будматеріалі, рівень ρ при цьому починає підвищуватися. Цю особливість зміни показника слід брати до уваги, якщо дозування проводиться за обсягом.

Розрахунок насипного рівня ρ

Характеристики сухого кварцового піску.

Щоб розрахувати, яка щільність зерен в насипному стані, матеріал заздалегідь належить просіяти, застосувавши сито з розміром осередків не більше 5 мм. Після цього його необхідно помістити в мірну посудину в 1 л. При цьому його потрібно вільно засипати з висоти, яка дорівнює 10 см, утворюючи над судиною конус, який потрібно зрізати, застосовуючи лінійку. Необхідно знати, скільки важить посудина в порожньому та наповненому стані. Провести розрахунок насипного рівня припустимо за такою формулою: ρн=(m2-m1)/V. У ній m1 і m2 це маси судини в порожньому та наповненому стані, тоді як V це його обсяг. Таблиця може і не знадобитися, оскільки всі розрахунки можна зробити самостійно.

На рівень середнього показника впливають порожнечі і вологість. Існує залежність: при меншій кількості пір цей показник вищий. Можна припустити, що характеризує фракційний склад.

Середній його рівень відрізняється для певних видів піску. Сухий матеріал на основі кварцу в природному стані має показник щільності в межах 1500-1550 кг/м3, тоді як при утрамбованому стані цей рівень дорівнює 1600-1700 кг/м3. Це вказує на те, що показник середньої густини визначається структурою фракційного складу.

Якщо вам необхідно виготовити бетон, який матиме якості високої міцності та стійкості до морозів, то слід використовувати матеріал, який має збільшену середню щільність.

Малюнок 2.Таблиця визначення густини сипучого піску.

При будівництві можна використовувати дані таблиць, проте слід знати про те, що в рихлому стані кварцовий матеріал має в межах 1500 кг/м3, але рівень може досягати позначки в 1700 кг/м3.

Щоб визначити насипну щільність, можна скористатися як методом вимірів, який було описано вище. До речі, як посуд можна використовувати і звичайне будівельне відро. Ці розрахунки дозволять отримати найбільш наближений до справжнього результату. Якщо використати відро, то для насипання матеріалу можна застосувати совок.

Альтернативний варіант визначення показника ρ

Ще один спосіб передбачає використання умовних коефіцієнтів перекладу, які можна побачити нижче. Однак при цьому майстер повинен враховувати, що такий підхід дозволить отримати лише зразковий результат, похибка при якому складе від 0,1 до 5%. За допомогою таблиці, яка представлена ​​на рис. 2, можна зробити переклад м3 тонни сипучого матеріалу за допомогою запропонованого коефіцієнта.

Не завжди ρ визначає можливість використовувати матеріал під час проведення будь-якого роду робіт у будівництві. Так, перш ніж починати розрахунки щільності матеріалу, потрібно визначити, чи не дуже велика кількість глини міститься у його складі. При підтвердженні цієї обставини пісок неприпустимо застосовувати для виготовлення штукатурних сумішей, високоякісного бетону та будівельних розчинів, це пояснюється тим, що наявність глини у складі сприяє значному зниженню міцності та морозостійкості.

кг на м3, таблиця істинної щільності та випробування, середня щільність сухого та мокрого піску

Піщано-цементний розчин є незамінним компонентом під час проведення будівельних робіт. Від того, які компоненти використовувалися у такому розчині, залежить якість конструкції.

Якщо параметри цементу добре відомі, то з піском все не так просто. Його щільність відіграє важливу роль при виготовленні цементних розчинів, тому важливо вміти розраховувати її правильно.

Що таке?

Якщо говорити про пісок як будівельний матеріал, то це особливо дрібно роздроблена порода. Розмір частинок може змінюватись в діапазоні 0,05-5 мм. Ось чому виникають проблеми при розрахунку густини.

Насправді не так просто визначити описуваний показник. Виміряти проміжки між окремими частинками практично неможливо.

Так відбувається тому, що процес дроблення дозволяє створювати частинки неправильної форми. Між їхніми кутами відстань різниться.

Також варто брати до уваги, сухий або вологий пісок використовується, а також його вигляд. Якщо взяти для прикладу річковий, то в нього щільніша структура, тому в цементний розчин не може йти та ж частина, що і штучно створеного.

Оскільки виникають складності при підрахунку щільності описуваного матеріалу, виникла потреба ввести таке поняття як насипна щільність. Саме вона покликана визначати масу на одиницю об'єму.

В даному випадку ми говоримо про три показники:

Якщо має місце гранично стислий пісок, який не має проміжків між частинками, тоді йдеться про істину щільності. Насипна визначає величину в сухому вигляді та зваженому.

Середня щільність враховує як кількість вологи, що міститься у матеріалі, а й пористу структуру частинок.

Термін «щільність» може бути використаний для позначення кількості частинок на одиницю об'єму. У фразі «щільність піску» це означатиме, скільки гранул піску на одиницю обсягу доводиться. Під час обговорення цього питання маса чи вага гранул немає жодного стосунку до значення щільності. Великі важкі гранули займали б більше місця, і тому їх було б менше на одиницю об'єму, тому пісок мав би меншу щільність, ніж використовувалися дрібні частинки.

Якщо частинки мають однаковий розмір і масу, але щільність піску нижче, фактична щільність маси на одиницю об'єму також нижче.

Можна використовувати термін густини для позначення кількості частинок на одиницю площі.

фактори, що впливають

Насипна суха щільність піску залежить від кількох факторів: вологості та ступеня ущільнення поряд з розміром та незграбністю частинок.

Насипна вага та стан постійно змінюються від вологості. Саме вона є найважливішим чинником. Оскільки матеріал часто зберігають просто неба, то і вологість змінюється в залежності від того, які погодні умови на вулиці.

У розчин за стандартом повинен додаватися сухий пісок, але на практиці це не завжди можливо, тому матеріал має неідеальні параметри.. Саме тому, що через вологість змінюється і густина, необхідно враховувати коефіцієнт ущільнення.

Є й інші чинники, які впливають на аналізований параметр:

• ступінь ущільнення;
• спосіб видобутку;
• походження матеріалу;
• розмір часток;
• мінеральний склад.

Між частинками є вільний простір, він частіше заповнений повітрям. Чим більший тиск чиниться, тим менший цей обсяг. Це і впливає на щільність, оскільки вона є не повітрям, а кількістю піщинок.

Якщо порівнювати матеріал, що був здобутий з річки чи ставка і той, що отримують на кар'єрі, їх показники також відрізнятимуться.

При цьому штучно створений пісок має кращі характеристики, оскільки в ньому відсутні бруд та інші домішки.

Якщо пісок перевозиться, то в процесі транспортування може змінюватись і його показник. Відбувається це тому, що зменшується кількість порожнин, а сам матеріал утрамбовується.

У той же час, чим менше піщинки за розміром, тим більший показник. Це не дивно, оскільки в цьому випадку вони можуть щільніше прилягати один до одного, відповідно знижується кількість повітря між фракціями.

Якщо говорити про середнє значення, воно становить 1450-1550 кілограмів на кубічний метр.

Неправильно зважати на такий фактор, як мінеральний склад. Пісок може бути виготовлений не тільки з кварцу, але й включати інші компоненти, наприклад слюду, плевошпат. Хоча зовні всі вони і схожі, але мають різну вагу та інші характеристики.

Характеристики різних видів піску

У піску важливий розмір частинок, а чи не матеріал, з якого він виготовляється. Хоча більшість сумішей містить кварц, густина якого становить 2,65 г/см3, або раковини морських тварин, є і такий, у складі якого арагоніт. Щільність останнього – 2,9 г/см3.

Найрідше можна зустріти матеріал з олівіну з показником 3,2 г/см3. Пам'ятайте, що ці значення щільності відносяться до об'ємних, твердих, компактних мінералів, а не до піску, зробленого з них.

Показник у ущільненого, гравістого, утрамбованого, природного, сирого та вулканічного піску відрізнятиметься.

Ущільнення означає, що зменшено простір між зернами.Воно дозволяє зменшити загальний обсяг піску, але мало впливає на вагу, тому знижується пористість і збільшується щільність.

Кутастий або округлість зерен також впливають на ущільнення, причому частинки з кутами зазвичай легше ущільнювати, ніж округлі. Піщані суміші, виготовлені з раковин, не тільки зроблені з більш щільного мінералу, але і зазвичай більш незграбних фрагментів, тому такий матеріал буде дещо щільніше, ніж кварцовий.

Цементація та матриця також змінюють щільність та включають інші матеріали, такі як бруд, глина або хімічні опади, які займають простір між зернами, збільшуючи масу, але мало впливаючи на об'єм. Як і ущільнення, це зменшує пористість та збільшує щільність.

Таким же чином вологий пісок містить воду в порах замість повітря, що також збільшує щільність схожу на матрицю і цемент.

Зрештою типовий сухий неущільнений пляжний пісок має значення 1,6 г/см3, тоді як аналогічні піщані суміші з різним ступенем ущільнення, цементації, матриці та кількості води коливаються від 1,5 г/см3 до 1,8 г/см3. .

Майте на увазі, що це лише загальні значення для кварцового/арагонітового піску, чорні піски з розсипних мінералів, зазвичай, мають показник 3 г/см3 або більше.

Існує ДЕРЖСТАНДАРТ, в якому зазначені параметри кожного з видів піску, в тому числі і 1 класу. Він йде за номером 8736-93. Питома вага матеріалу має становити 15 кілограмів на кубічний метр.

У таблиці будівельний матеріал представлений декількома формами:

Для кожного питома вага відрізнятиметься. У першому випадку це 1440 кг на м3, у другому – 1680 кг на м3, а третьому – 1920.

Під окремим ГОСТом йде формувальний матеріал, у нього показник становить 1710 кг на м3.

Нерідко використовується річковий пісок, але він також має три види:

Їх параметри виглядають так: 1630 кг на м3, 1550 і 1590 відповідно.

Те саме стосується і кварцового піску. Звичайний має питому вагу 1650, сухий – 1500 та утрамбований 1650 кг на м3.

Є ще кар'єрний, яр, гірський, морський і водонасичений. Усі вони мають власний показник. Максимальний у останнього він становить 3100 кг на м3.

Розрахунок

Визначення необхідного показника може проводитись у різний спосіб.

Нерідко застосовують коефіцієнт перекладу, але у методу, що розглядається, є істотний недолік - похибка, яка становить 5%.

Можна виміряти, використовуючи заздалегідь відкалібровану тару. Але застосування цього методу не завжди можливе. Знадобиться відро об'ємом 10 літрів з висотою 10 сантиметрів. Його повністю заповнюють піском, але не трамбують. Посудину зважують.

Далі, використовують таку формулу:

m2 - загальна вага відра з піском;

V – об'єм ємності (наприклад, 10 л).

Об'єм з літрів переводиться в кубічні метри, і лише тоді цей показник вставляють у формулу.

Іноді на підприємствах використовують так званий метод ріжучого кільця. Він відноситься до лабораторних способів випробування. Його суть полягає у відборі проб, що виробляється за допомогою спеціального приладу для вимірювання – кільця-пробовідбірника із заздалегідь відомою масою. Кільце підбирається залежно від типу та стану ґрунтоґрунту. Зразок зважують разом із кільцем, а потім обчислюють масу ґрунту. Його щільність, своєю чергою, визначається як ставлення маси ґрунту до внутрішнього обсягу кільця.

Як визначити справжню густину піску, дивіться далі.

Яка щільність піску буває? Методи визначення густини

• Показник справжньої або ідеальної щільності - Відображає співвідношення маси ідеально сухого піску до об'єму розміром 1 куб. м, його вимірюють у кг/м3. Об'єм порожнеч не врахований і показує масу піску в стислому вигляді. Значення показника істинної щільності для різного сипучого сировини зазвичай залишається незмінним.
• Рівень насипної щільності — більш повно характеризує стан сипучого матеріалу, оскільки співвідношення ваги обсягу у разі враховує присутність повітря. Насипна щільність зазвичай відрізняється від істинної або середньої показників, особливо якщо пісок дуже вологий. Але в період перевантаження та транспортування матеріалу споживачеві є дуже важливою характеристикою.
• Середня щільність - найбільш повно відображає споживчі властивості матеріалу, що впливають на обсяг майбутніх будівельних сумішей та реальну витрату сировини. Ця щільність відображає вагу 1 кубічного метра піску з урахуванням вологості та пористої структури його зерна. Дрібні та вологі фракції сипучого матеріалу мають підвищений показник щільності, а великі та сухі – нижчу середню щільність. Крім того, при обчисленні даного показника враховують, наскільки матеріал утрамбований. З метою зменшення рівня похибки цю щільність частіше вимірюють лабораторним шляхом безпосередньо в місці зберігання матеріалу.

Залежно та умовами видобутку, обробки, зберігання, транспортування, змінюються фізичні властивості піщаної маси, зокрема і його щільність. Охарактеризуємо основні фактори, властиві саме пісочній масі:

1. Величина зерен (модуль крупності) — оскільки пісок утворюється шляхом руйнування гірських порід, його частинки значно коливаються у розмірах, складових у середньому від 0,14 до 5 мм.Чим дрібніші крупинки, менше домішок, тим щільніше його маса. У будівництві широко використовуються всі фракції матеріалу – від цементних розчинів та сумішей різного призначення до важких бетонних сумішей із наповнювачами.
2. Рівень пористості піщинок і ступінь ущільнення - відображають наявність порожнин у піщаному насипі і в самому матеріалі. Пухкий стан піску характеризується показником пористості до 47%, а ущільнений — у межах 37%. У міру висихання та почастішання вібрації при переміщенні значно знижується пухкість і підвищується питома вага. Зазвичай коефіцієнт пористості для дрібнозернистого піску становить 0,75, а для крупнозернистого і фракцій середнього розміру - 0,55. Добре ущільнений пісок, що використовується для підсипки та вирівнювання, здатний витримувати високі навантаження та розподіляти напругу, що припадає на фундамент.
3. Ступінь зволоженості піску значно впливає його масу в 1 куб. метрі. Всі рівні щільності, що наводяться в довідниках, розраховуються, виходячи з ідеального рівня вологості приблизно на рівні 3-5%. Зі зростанням рівня вологості більше 10%, проміжки між піщинками активно заповнюються водою, що витісняє повітря, що в кінцевому рахунку призводить до збільшення ваги та спотворення параметрів матеріалу.
4. Присутність значного обсягу сторонніх домішок може значно вплинути не лише на якість сировини для бетону та розчину, але й збільшити густину та масу піску. Це призводить до необґрунтованого подорожчання неочищеного матеріалу та до невиробничих витрат з його доведення до кондиції безпосередньо на будівельному майданчику.

Маючи відро ємністю 10 л, можна легко та швидко визначити щільність партії піску.Достатньо з великої висоти, близько 10 метрів, насипати в нього порцію піску з гіркою. Потім верхню частину прибираємо до рівного краю і зважуємо матеріал, що залишився, брутто. Відібравши масу відра, отримуємо чисту вагу піску. Тепер достатньо поділити його на обсяг відра - 0,01 куб. м та отримати показник щільності нашого піску в кг/м3. Але це лише запасний варіант, а в ідеалі наші співробітники нададуть вам вичерпний перелік характеристик будь-якої сипучої сировини. Залишіть заявку, і фахівець розрахує:

• необхідний обсяг будівельних матеріалів;
• вартість транспорту для перевезення;
• кількість матеріалу, необхідного для виготовлення бетону для майбутньої бетонної конструкції.

Зателефонуйте нашому менеджеру та уточніть деталі відпустки та доставки нерудної сировини в будь-яку точку Санкт-Петербурга та області.

питома вага, види, характеристики, ціни, доставка по Москві та МО

ТОВ «БудКомплекс НВ»

впевнений лідер торгової галузі будівельних матеріалів

Пропонуємо нашим клієнтам ПІСОК

Це сипкий нерудний матеріал, який використовується практично при будь-яких будівельних роботах.

Питома вага – це кількість матеріалу, що міститься в одиниці обсягу, певною мірою – це щільність матеріалу.

Для будівельного піску розрізняю два види питомої ваги або питомої густини – насипаючи та справжня. При завантаженні сипких речовин між його частинками порожнеч більше, ніж у масиву порід, що дуже довго пролежав. Таким чином:

• у незайманого піску справжня густина близько 2500 кг/м3;
• у пересипаного насипаючи щільність вдвічі менша – 1300…1500 кг/м3.

Справжня щільність більшою мірою теоретична, практично зустрітися з її значеннями вдається дуже рідко.Це залежить від способу «з'єднання» або «укладання» найдрібніших частинок піску в ємності. Чим щільніше «лежить» пісок, що менше відстані між його дрібними частинками-зернами, то вище його щільність і питому вагу. Справжня питома щільність розраховується в лабораторних умовах, а для необхідних розрахунків іноді простіше скористатися спеціальною таблицею.

Насправді ж завжди доводиться стикатися виключно з насипною питомою щільністю або насипною вагою. У наочному поданні це кількість піску, яку можна насипати в ємність розміром 1х1х1 метр.

Однак не все так просто. Питома вага безпосередньо залежить від модуля крупності, тобто дрібніший річковий пісок буде мати більшу насипну щільність, ніж крупнозернистий будівельний.

Крім цього, на питому вагу впливає вологість піску. Пісок змінює свій обсяг і відповідно насипну густину при зміні вологості в межах від 0 до 20%. При вологості 3…10% щільність піску різко знижується проти щільністю сухого піску, оскільки кожна піщинка покривається тонким шаром води, і загальний обсяг піску зростає. При подальшому збільшенні вологості вода входить у міжзернові порожнечі піску, витісняючи повітря і насипна щільність піску знову збільшується.

Значення частки або насипної питомої щільності для річкового піску становлять від 1200 кг/м.куб до 1700 кг/м.куб. Кінцеві значення залежать від фракції, вологості та мінерального складу піску.

Яка густина піску? його формула та 3 фактори

Утиліта «Щільність піску» повертає щільність піску залежно від його стану, наприклад, вологий, ущільнений або сухий пухкий, або щільність піску залежить від того, ущільнений він або пухкий, сухий або вологий.

Зерна піску стискуються в більш щільну формацію, і більше речовини знаходиться в обсязі, коли він упакований, і вода знаходиться в піску, також впливаючи на загальну кількість речовини в обсязі, коли вологий пісок.

Як ми знаємо, маса на одиницю об'єму/середню кількість частинок на одиницю об'єму відома як щільність, а щільність піску залежить від кількох факторів та його умов.

Відношення маси піску до обсягу калібрувальної ємності дає щільність піску.

Щільність = Маса піску / Об'єм піску

Допустимо, 0,015 м 3 - це об'єм піску, а 24 кг - маса піску, тоді

24/.015 = 1600 кг/м 3

Існують такі середні густини піску в різних умовах:

Пухкий пісок - це сухий пісок, який переміщали або іншим чином перемішували для ослаблення природного укладання, і його щільність складає 1442 кг/м3.

Сухий пісок - це пісок у його природній непорушеній формі, де він був частково утрамбований дощем і силою тяжіння з часом, але тепер став сухим, а його щільність складає 1602 кг/м3.

Насипний пісок упакований вручну або механічно, його щільність складає 1682 кг/м3.

Вологий пісок, що стояв у природній обстановці та природно стиснутий, тепер став вологим, і його щільність складає 1922 кг/м3.

Цей пісок майже насичений водою і є ущільненим піском, його щільність становить 2082 кг/м3.

Щільність піску залежить від таких факторів, як зазначено нижче;

По-перше, важливо знати, якою є щільність мінералів, з яких складається пісок. Більшість пісків складається з кварцу або черепашок морських тварин із арагоніту. Кварц має щільність 2,65 г/см³, а арагоніт має щільність 2,9 г/см³ та пам'ятає, що ці значення щільності відносяться до об'ємних, твердих та компактних мінералів.

По-друге, це питання того, наскільки щільний пісок і ущільнення означає, що вага зменшує проміжки між зернами, роблячи їх тіснішими в закритій упаковці, і зменшує загальний обсяг піску. Але це зменшує пористість і збільшує густину, тому що це мало впливає на вагу, як показано на зображенні;

Цементація і матриця також змінюють щільність і включають дрібніші матеріали, такі як бруд і глина, або хімічні опади, такі як цемент, який займає проміжки між зернами і, хоча і незначно впливає на його обсяг, збільшує масу піску. Ущільнення зменшує пористість і збільшує щільність, як показано на зображенні;

поскаржитися на це оголошення

Dry Density - огляд

Суха щільність піщаної суміші становить 1725 кг/м3. Розрахуйте пористість піщаної суміші та вологу щільність суміші ( і дають одиниці).

Розглядаючи природний потік, витрата води становить 6,4 м 2 /с, а глибина потоку, що спостерігається, дорівнює 4.2 міс. Який тип ліжка з рухомим ліжком найімовірніший?

Враховуючи осадження частинок осаду розміром 1,2 мм у воді за 20 °C, розрахуйте швидкість осадження.

Враховуючи потік із глибиною потоку 3,2 м та ухилом шару sin θ = 0,0002, середній розмір зерен русла становить 2,5 мм. Розрахуйте властивості потоку та спрогнозуйте виникнення руху наносів. (Припустимо, що еквівалентна висота шорсткості ложа каналу дорівнює середньому розміру зерна і досягаються рівномірні умови потоку.)

Враховуючи потік із глибиною потоку 1,8 м та ухилом шару sin θ = 0,0015, середній розмір зерен русла становить 0,85 мм. Спрогнозуйте виникнення руху навантаження основи та підвішування. (Припустимо, що еквівалентна висота шорсткості ложа каналу дорівнює середньому розміру зерна.)

Потік несе витрату 58 м 3 /с. Ширина русла 33 м, поздовжній ухил русла 9 м/км. Шар складається із суміші дрібного піску ( d ₅₀ = 1.1 мм. Припустимо, що досягнуто умов рівномірного рівномірного потоку. Розрахуйте властивості потоку, виникнення руху наносів та швидкість перенесення наносів.

Канал завширшки 20 м має нахил дна 0,0011. Шар складається із суміші легких частинок (ρ _s = 2350 кг/м 3 ) із середнім розміром частинок d ₅₀ = 1,32 мм. Витрата 6,4 м-коду 3 /с. Розрахуйте швидкість перенесення навантаження в шарі за умов рівномірного потоку. (Припустимо, що еквівалентна висота шорсткості русла каналу дорівнює середньому розміру зерна.) Передбачіть швидкість перенесення зважених наносів.

З урахуванням досяжності алювіального русла 2000 м (шириною 55 м) середній розмір зерна рухомого шару становить 0,8 мм, а поздовжній ухил шару дорівнює sin θ = 0,000 33. Глибина потоку, що спостерігається. становить 1,41 м, а середня концентрація наносів у притоці становить 1,8%. Розрахуйте загальну пропускну спроможність наносів і швидкість ерозії (або наростання). k _s = 3 d ₅₀ .)

Максимальна щільність суміші піску та каоліну в сухому стані, прогнозована з використанням тонкодисперсного вмісту та питомої ваги.

Ущільнення - це механізм зміни положення частинок для досягнення більш високої щільності шляхом визначення максимальної щільності в сухому стані (MDD) і оптимальної вологості контент (OMC) [1]. і т.д. Д.проте виконання лабораторного ущільнення - це трудомісткий та трудомісткий процес. Тому було проведено кілька досліджень, спрямованих на скорочення часу та зусиль, необхідних для забезпечення бажаного MDD та OMC порівняно з прогнозуванням MDD та OMC з використанням емпіричних кореляційних рівнянь. Декілька досліджень корелювали MDD з численними індексними властивостями грунту та параметрами ущільнення. Наприклад, MDD корелював з: (1) комбінацією шести параметрів у Gunaydın [2] з використанням межі рідини, межі пластичності, питомої ваги, дрібнодисперсного вмісту, вмісту гравію та вмісту піску; (2) Група з п'яти параметрів у Бера та Гош [3], що використовує енергію ущільнення, питому вагу, межу рідини, межу пластичності та розмір зерна; (3) Комбінація чотирьох параметрів Karimpour-Fard et al. [4] з використанням оптимального вмісту вологи, ступеня насичення, питомої ваги та питомої ваги води також у Di Matteo et al.[5] з використанням оптимального вмісту вологи, межі пластичності, межі рідини та питомої ваги; (4) Група з трьох параметрів Omar et al. [6] з використанням питомої ваги, вмісту дрібних частинок та межі рідини, Farooq et al. [7] з використанням межі рідини, індексу пластичності та зусилля ущільнення; (5) поєднання двох параметрів у Халіді [8] з використанням меж пластичності та рідини; (6) Як єдиний параметр Sivrikaya [9] і Emmanuel [10] використовуються індивідуальні кореляції оптимального вмісту вологи, межі пластичності та межі рідини.

Як правило, використання одного параметра в емпіричному рівнянні значно скорочує вартість та час прогнозування MDD, але невизначеність зростає.Еммануель [10] створив рівняння для прогнозування MDD з використанням одного параметра; однак рівняння показало розкид значень MDD (тобто MDD в діапазоні від 1,56 до 1,22 Mg / m 3 ) для майже того ж значення OMC (OMC ≈ 22%). Те саме було виявлено в дослідженні Sivrikaya [9], де те саме значення межі рідини (LL = 67) давало аналогічний діапазон значень MDD від 11.От 5 до 16,5 кН / м 3 . З іншого боку, поєднання більшої кількості параметрів зменшить невизначеність емпіричних рівнянь, як показано в Omar et al. [6], де діапазон помилок між виміряним та передбачуваним MDD був у межах 5%. За даними Омара та ін [6], серед трьох параметрів (питома вага, вміст дрібних частинок і межа рідини), які використовувалися в кореляції, питома вага має більший вплив на MDD. Значний ефект питомої ваги був підтверджений у дослідженні, проведеному Di Matteo et al.[5], Карімпур-Фард та ін [4], а також Бера та Гош [3], використовуючи 4, 4 та 5 параметрів ґрунту, відповідно, для прогнозів MDD

Більше того, використання комбінації лише двох простих параметрів індексу, таких як вміст дрібних частинок та питома вага, без урахування меж Аттерберга для прогнозування MDD, призвело до менших зусиль, як показано у попередніх дослідженнях. Таким чином, у представленому дослідженні вивчалася реалізація емпіричної кореляції між MDD, вмістом дрібних частинок і питомою вагою. лабораторних досліджень ущільнення порівняно з використанням інших властивостей ґрунту

Насипна щільність - Вимірювання | Інформаційні бюлетені

Ключові точки

• Насипна щільність - це вага ґрунту в заданому обсязі.
  
• Ґрунти із насипною щільністю понад 1.6 г/см3 обмежують зростання коренів.
  
• Насипна густина збільшується з ущільненням і має тенденцію до збільшення з глибиною.
  
• Піщані ґрунти більш схильні до високої насипної густини.
  
• Насипну густину можна використовувати для розрахунку властивостей ґрунту на одиницю площі (наприклад, кг/га).
  

Фон

Насипна щільність грунту (BD), також відома як насипна щільність у сухому стані, є вагою сухого грунту (M _{твердих речовин} ), поділений на загальний обсяг ґрунту (V _грунт ). Загальний обсяг грунту - це сукупний обсяг твердих частинок і пор, які можуть містити повітря (V _{повітря} ) або воду (V _вода ) або і те, й інше (рисунок 1). Середні значення вмісту повітря, води та твердих речовин у ґрунті легко виміряти і є корисним показником фізичного стану ґрунту.

Грунт BD і пористість (кількість порових просторів) відбивають розмір, форму і розташування частинок і порожнин (структуру грунту). І BD, і пористість (V _пори ) дають гарне уявлення про придатність для зростання коренів та проникності ґрунту та життєво важливі для системи ґрунт-рослина-атмосфера (Cresswell and Hamilton, 2002; McKenzie та ін., 2004). Зазвичай бажано мати ґрунт з низьким BD ( 3 ) (Hunt and Gilkes, 1992) для оптимального руху повітря та води через ґрунт.

Малюнок 1: Структурний склад ґрунту, що містить фракцію ґрунту (тверді речовини V ) та поровий простір для повітря (V _{повітря} ) та води (V _вода ).

Вимірювання насипної щільності

Вимірювання насипної щільності може бути виконано, якщо ви підозрюєте, що ваш грунт ущільнений, або як частина планів управління добривами або зрошенням (див. Інформаційний бюлетень «Насипна щільність — використання на фермі»). Щоб врахувати мінливість, корисно провести кілька вимірів в одному і тому ж місці з плином часу і на різній глибині в ґрунті, наприклад, на глибині 10, 30 і 50 см, щоб подивитися як на поверхню ґрунту, так і на підґрунтя. Також корисно виміряти об'ємну щільність при порівнянні методів управління (наприклад, що обробляються і не обробляються), оскільки фізичні властивості ґрунту часто змінюються (Hunt and Gilkes, 1992).

Найбільш поширений метод вимірювання BD ґрунту - це збір відомого об'єму ґрунту за допомогою металевого кільця, вдавленого в ґрунт (неушкоджена серцевина), та визначення ваги після висихання (McKenzie та ін., 2004).

Відбір проб ґрунту

Цей метод найкраще підходить для вологих ґрунтів без гравію. При відборі проб влітку можна зволожити ґрунт вручну, щоб не пошкодити серцевину насипної густини. Для цього поставте бездонну бочку на ґрунт і залийте водою, давши їй природне зволоження протягом 24 годин.

Використовуючи відповідні інструменти (див. Інформаційну рамку), підготуйте рівну горизонтальну поверхню в грунті за допомогою лопати на глибині, на якій ви хочете взяти проби. Для захисту кільця можна використати брусок. Не штовхайте кільце надто далеко, інакше ґрунт ущільнюється. Викопайте навколо кільця, не порушуючи і не розпушуючи ґрунт, який воно містить, і обережно видаліть його, залишивши ґрунт непошкодженим (рис. 2).Видаліть надлишки ґрунту із зовнішнього боку кільця і ​​зріжте ножицями всі рослини або коріння на поверхні ґрунту). Насипте ґрунт у поліетиленовий пакет і закрийте його, відзначивши дату та місце взяття проби. Поширеними джерелами помилок при вимірюванні BD є руйнування ґрунту при відборі проб, неточне обрізування та неточне вимірювання об'єму кільця. Гравій може утруднити обрізання керна і дати неточні значення, тому краще брати більше зразків, щоб зменшити помилку таким чином.

Мал. 2: Кільце насипної щільності з неушкодженою серцевиною ґрунту всередині.

Розрахунки

Об'єм ґрунту

Об'єм ґрунту = обсяг кільця

Для розрахунку обсягу кільця:

i.Виміряйте висоту кільця лінійкою в см з точністю до міліметра.

ii. Виміряйте діаметр кільця та зменшіть це значення вдвічі, щоб отримати радіус®.

iii. Об'єм кільця (см 3 ) = 3,14 x r 2 x висота кільця.

Якщо діаметр кільця = 7 см та висота кільця = 10 см Об'єм кільця = 3,14 x 3,5 x 3,5 x 10 = 384,65 см 3

Маса сухого ґрунту

Для розрахунку сухої маси ґрунту:

i.Зважте жаростійкий контейнер у грамах (W ₁ ).

ii. Обережно видаліть весь ґрунт з мішка в контейнер. Просушіть ґрунт протягом 10 хвилин у мікрохвильовій печі або 2 години у звичайній духовці при 105ºC.

iii. Коли ґрунт висохне, зважте зразок на терезах (W ₂ ).

iv. Вага сухого ґрунту (г) = W ₂ - W ₁

Насипна щільність

Насипна щільність (г/см 3 ) = Вага сухого ґрунту (г) / Об'єм ґрунту (см 3 )

Насипна щільність зазвичай виявляється у мегаграмах на кубічний метр (Мг/м 3 ), але також використовуються чисельні еквівалентні одиниці г/см 3 і т/м 3 (1 Мг/м 3 = 1 г/см 3 = 1 т/м 3 ) (Cresswell, Hamilton, 2002).

Критичні значення ущільнення

Критичне значення об'ємної щільності для обмеження росту коренів залежить від типу ґрунту (Hunt and Gilkes, 1992), але загалом об'ємна щільність вище 1,6 г/см 3 має тенденцію обмежувати зростання коренів (McKenzie та ін. , 2004) ). Піщані ґрунти зазвичай мають більш високу насипну щільність (1,3–1,7 г/см 3 ), ніж дрібні мули та глини (1,1–1,6 г/см 3 ), тому що вони мають більший, але менший за розміром поровий простір. дуже маленькі, і між ними міститься безліч дрібних порових просторів.

Насипна щільність збільшується з ущільненням (див. Інформаційний бюлетень про ущільнення надр) на глибині, і дуже щільні ґрунти або сильно ущільнені горизонти можуть перевищувати 2,0 г/см. 3 (NLWRA, 2001; Cresswell and Hamilton, 2002).

Грунти з великими уламками

Фракція грунту, яка проходить через сито 2 мм, є фракцією дрібнозему. гравієм, і рослини більш сприйнятливі до ефектів посухи та заболочування Якщо в ґрунті > 10% гравію або каміння мають розмір > 2 см, звичайні показання насипної щільності будуть неточними, оскільки більшість великих фрагментів мають насипну щільність 2.2–3,0 г/см 3 (McKenzie et al., 2002).Це важливо розуміти при використанні вимірювань об'ємної густини для розрахунку рівнів поживних речовин на основі площі, оскільки це призведе до завищення оцінки.

Метод виїмки ґрунту або заміни води корисний для ґрунтів, які надто пухкі, щоб зібрати непошкоджений керн або грудку, або для ґрунтів, що містять гравій. Як неушкоджена грудка, так і методи розкопок докладно описані Cresswell and Hamilton (2002).

Будь ласка, зверніться до інформаційного бюлетеня «Насипна щільність — використання на фермі» для отримання інформації про інтерпретацію результатів насипної щільності та їх використання у розрахунках загального вмісту поживних речовин та вуглецю.

Додаткова література та посилання

Cresswell HP and Hamilton (2002) Аналіз розміру частинок. В: Фізичні виміри та інтерпретація ґрунту для оцінки земель . (Редактори NJ McKenzie, HP Cresswell та KJ Coughlan) Видавництво CSIRO: Коллінгвуд, Вікторія. pp 224-239.

Хант Н. та Гілкс Р. (1992) Довідник з моніторингу фермерських господарств . Університет Західної Австралії: Недлендс, Вашингтон.

McKenzie N, Coughlan K та Cresswell H (2002) Фізичні виміри та інтерпретація ґрунту для оцінки земель .Видавництво CSIRO: Коллінгвуд, Вікторія.

McKenzie NJ, Jacquier DJ, Isbell RF, Brown KL (2004) Австралійські ґрунти та ландшафти Ілюстрована збірка . Видавництво CSIRO: Коллінгвуд, Вікторія.

NLWRA (2001) Оцінка сільського господарства Австралії 2001. Національний аудит земельних та водних ресурсів.

Автори: Кетрін Браун, (Університет Західної Австралії) та Ендрю Верретт, (Міністерство сільського господарства та продовольства, Західна Австралія).

Цей інформаційний бюлетень gradient.org.au був профінансований програмою «Здорові ґрунти для стійких ферм», ініціативою Фонду природної спадщини уряду Австралії у партнерстві з GRDC, а також регіонами WA NRM Ради водозабору Avon та NRM Південного узбережжя. через інвестиції в Національний план дій щодо солоності та якості води та Національну програму догляду за землями уряду Західної Австралії та Австралії.

Головний виконавчий директор Міністерства сільського господарства та продовольства штату Західна Австралія та Університету Західної Австралії не несуть жодної відповідальності через недбалість чи іншим чином, що виникла в результаті використання або розголошення цієї інформації або будь-якої її частини.

Вплив швидкості деформації та початкової щільності на динамічну механічну поведінку сухого вапняного піску

Динамічна стискаюча поведінка сухого вапняного піску при жорсткому обмеженні була охарактеризована за допомогою стрижня тиску з розподілом по Гопкінсону (SHPB). Зразки піску були укладені в гільзу із загартованої нержавіючої сталі та закриті парою алюмінієвих циліндричних стрижнів. Ця збірка була піддана багаторазовому динамічному ущільненню задля досягнення точної об'ємної щільності. Потім він був затиснутий між падаючими і передавальними стрижнями SHPB для динамічних випробувань на стиск. , навантажувалися падаючими імпульсами з додатком напруги 35 МПа, 71 МПа. та 143 МПа відповідно.Експериментальні результати показують, що в діапазоні швидкостей деформації від 335 з -1 до 1253 -1 динамічні механічні властивості сухих вапнякових пісків не показали значного впливу швидкості деформації. Модель Лундборга та модель Мурнагана можуть бути використані для опису девіаторної та об'ємної поведінки вапняного піску з різною початковою щільністю відповідно.

1. Вступ

Вапняний пісок зазвичай розглядається як океанічний осад, який містить значну кількість (> 30%) CaCO ₃ що призводить до певних механічних властивостей порівняно з континентальними відкладеннями, такими як кварцовий пісок [1, 2] . Зазвичай він походить з перероблених фрагментів раковин і залишків скелета морських організмів і широко поширений на коралових рифах і узбережжях по всьому світу, наприклад, у Південно-Китайському морі, Червоному морі, західній континентальній платформі Австралії та Басовій протоці [3, 4]. морського будівництва механічна реакція вапняного піску привернула увагу інженерів. Як правило, виявлено, що вапняний пісок містить велику кількість подрібнених частинок неправильної форми, що призводить до більш високої стисливості та більш значного дроблення зерна при підвищених напругах, ніж у континентальних відкладеннях [5-8]; однак, порівняно з великими дослідженнями в квазістатичних умовах, деякі дослідження розглядають динамічний стиск вапняного піску, який є важливим у деяких спеціальних інженерних завданнях, таких як динамічне ущільнення та ситуації вибуху шахти, а також у бомбосховищах.

Фарр використовував пристрій одновісної деформації (WES 0,1 мс) для вивчення впливу швидкості навантаження на одновимірну стисливість щільного частково насиченого вапняного піску Enewetak [9]. 300 с −1 обмежений модуль пружності може бути збільшений на 120%. В останні роки бар тиску спліт-Хопкінсона (SHPB) широко використовується для вивчення динамічної механічної поведінки піску [10–12]. використанням методу SHPB, дозволяють знайти девіаторну напругу та гідростатичний тиск порової води у зразку; більшості досліджень з використанням цього методу досліджуваний грунт є кварцовим піском [13–18].вивчили одновимірну динамічну поведінку при стиску сухого вапняного піску і сухого кварцового піску з однаковою відносною щільністю і аналогічною швидкістю деформації, використовуючи метод SHPB [19], і експериментальні результати показують, що модуль пружності пружності вапняного піску при динамічному навантаженні становить приблизно 10%; проте вплив швидкості деформації і початкової щільності зразка на динамічну механічну поведінку сухого вапняного піску в умовах жорсткого утримання не досліджувався в їх дослідженнях.

2. Експериментальна робота

2.1. Зразки піску

Білий вапняний пісок, використаний у цьому дослідженні, надходить із Південно-Китайського моря. Мікрофотографії вапняних пісків, отримані за допомогою скануючого електронного мікроскопа Hitachi S-4800, показані на малюнку 1, який показує, що частинки піску в основному мають кутову форму з безліччю міжчастинних порожнин в частинках вапняного піску, що призводить до його складної мікроструктури та низької міцності. частинок.

Усі зразки піску, використані у цьому дослідженні, були спочатку висушені у печі. Крива гранулометричного складу зразка показана малюнку 2, який був визначений за допомогою приладу для лазерної дифрактометрії Mastersizer 3000E. Згідно з результатами, середній розмір частинок та коефіцієнт однорідності вапняного піску становлять 0,348 мм та 8,84 відповідно.Щільність піщинки склала 2,81 г/см3. Мінімальна та максимальна щільність піску в сухому стані - 1.12 г/см 3 та 1,47 г/см 3 ; ці властивості були перевірені з урахуванням методів ASTM [19–22].

Для вивчення впливу початкової масової щільності зразка на динамічну механічну поведінку вапняного піску три типи зразків з початковою сухою щільністю 1,42 г/см 3 , 1,35 г/см 3 і 1,26 г/см 3 . Відносні щільності цих зразків становлять 89%, 72% та 47% відповідно.

2.2. Експериментальне встановлення

Динамічні експерименти проводяться з використанням стандартного пристрою для вимірювання тиску по Гопкінсону (рис. 3), включаючи набір суцільних стрижнів і систему збору даних про деформацію. та 2000 мм відповідно. Щільність, модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона та швидкість хвилі стрижня використовуваного алюмінієвого матеріалу становлять 2,8 г/см 3 , 73 гПа, 0,324 та 5107 м/с, відповідно. Оскільки його імпеданс нижчий, ніж у сталі, алюмінієвий матеріал підходить для випробувань SHPB, пов'язаних із ґрунтом з низьким імпедансом. Зразки піску навантажувалися ударником і стрижнем, що падає, і їх динамічна деформація і напруга під час навантаження були отримані шляхом розрахунку швидкості хвилі напруги в падаючому стержні і передавальному стрижні на основі теорії пружних хвиль [23].

Для вивчення впливу швидкості деформації на динамічну механічну поведінку вапняного піску зразки піску навантажувалися ударником із трьома номінальними швидкостями, а саме 5 м/с, 10 м/с та 20 м/с.Відповідно до теорії пружних хвиль [24], відповідні номінальні напруги, прикладені через падаючий імпульс, становлять 35 МПа, 71 МПа та 143 МПа відповідно. Фактична швидкість ударника вимірювалася за допомогою лазерного вимірювача швидкості з роздільною здатністю 0,1 м/с.

Контейнер для зразка складається з гільзи, пари стрижнів ущільнювачів і пари установочних стрижнів.Гільза була виготовлена ​​з нержавіючої сталі і була спроектована таким чином, щоб забезпечити жорстке утримання зразків. Внутрішній діаметр, зовнішній діаметр і висота гільзи становлять 37,05 мм, 47,05 мм та 90 мм відповідно. Ущільнювальні стрижні разом з настановними стрижнями використовувалися для визначення розташування та контролю початкової висоти та щільності зразка. Вони були виготовлені з того ж алюмінієвого сплаву, що притискна штанга діаметром 37 мм і довжиною 20 мм. Ущільнювальний стрижень має ущільнювальну канавку шириною 4 штуки.2 мм і глибиною 5 мм для встановлення Glyd Ring, яке використовувалося для фіксації ущільнювального стрижня у втулці під час підготовки зразка та запобігання втраті частинок піску під час навантаження.

На малюнку 4 схематично показано висота зразка та його положення в контейнері. Як показано початкова висота зразка піску становить 10 мм, тому початковий обсяг зразка становить 10,75 см 3 . Маса зразка, необхідна для заповнення контейнера, може бути розрахована шляхом множення його початкової щільності на об'єм. Щоб приготувати зразок заданої щільності, спочатку вертикально розташовану гільзу поміщали фіксуючий стрижень і ущільнюючий стрижень.Потім зразок з відповідною масою виливали в контейнер, а контейнер поміщали ще один ущільнювальний стрижень і фіксуючий стрижень. Молоток вагою 1,25 кг безупинно падав з висоти 300 мм, ударяючи по верхній поверхні стрижня, що фіксує, поки він не змився з верхньої поверхнею гільзи. Нарешті, з контейнера були витягнуті два фіксуючих стрижні і в отвір у верхньому ущільнювальному стрижні був вкручений болт, щоб запобігти втраті частинок піску під навантаженням. Контейнер разом із зразком піску може бути затиснутий між 3.

Датчик деформації був прикріплений до зовнішньої поверхні втулки для вимірювання окружної деформації втулки і деформація буде використовуватися для розрахунку поперечної напруги на зразку на основі пружної механіки [25].

Для пісків, що тестуються тут, діаметр зразка такий же, як діаметр стрижня; коли зразок знаходиться в стані рівномірної напруги, історії деформації та напруги зразка можуть бути розраховані як [14] де ε _i ( t ), ε _r ( t ), і ε _t ( t ) - історії падаючих, відбитих та минулих деформацій, виміряні з використанням датчиків осьової деформації на суцільних стрижнях, відповідно; E ₀ і C ₀ - модуль Юнга та швидкість пружної хвилі матеріалу стрижня, відповідно; L _s - Початкова довжина зразка. Отже, після вимірювання падаючого, відбитого і минулого сигналів дані осьової деформації і напруги для досліджуваного піску можуть бути отримані шляхом виключення тимчасової змінної історії деформації і напруг зразка.

3. Результати експериментів

3.1. Взаємозв'язок осьової напруги та деформації сухого вапняного піску

У цьому дослідженні було виконано три незалежні повтори для кожної тестової групи з різною щільністю зразків та швидкостями ударника, і відповідні основні результати підсумовані в таблиці 1.

CS9 у групі результатів випробувань на вапняну деформацію. Було виявлено, що час наростання падаючого імпульсу дуже мало, тому дисперсійні ефекти імпульсів повинні бути скориговані. У цьому дослідженні для корекції дисперсійних ефектів використовувалися методи корекції Бюссака та Тьяса [26–28]. Після коригування запису деформації можна використовувати для розрахунку історії деформації та напруги зразка на основі рівняння (1).

Рівнавага динамічних напруг перевірялося методом «2-хвильової», «1-хвильової», який використовував Сонг [14] (рис. 6). історія напруг заднього кінця зразка дорівнює минулій хвилі напруги. З малюнка видно, що історії напруги на обох кінцях зразка майже перекривалися, за винятком початкової стадії навантаження, що вказує на те, що напруга в зразку була однорідною за більшості умов навантаження.

Після того, як у зразку досягнуто рівноваги динамічних напруг, крива напруги-деформації експерименту, розрахована за рівнянням (1), є дійсною. Наслідуючи аналогічну процедуру, будуються середні криві з планками помилок для зразків тієї ж початкової щільності (Малюнки 7 (a) – 7(c)). На кривих розтягуваннях при малих деформаціях спостерігаються коливання. Шляхом порівняння напруги на кривих «напруга-деформація» та відповідних історій напруги на обох кінцях зразка (рис.6) було зроблено висновок, що коливання були викликані нерівноважними напругами у зразку піску. Незважаючи на нерівноважність напруг на початковій стадії деформації, результати не показали значних відмінностей в діапазонах напруг, що перекриваються, з різними швидкостями деформації, що вказує на те, що в діапазоні швидкостей деформації від 335 с -1 до 1253 с -1 динамічний Характеристики стиснення сухого вапняного піску не показали значний вплив швидкості.

Відкинувши нерівноважну стадію експериментального результату, можна було отримати криві осьової деформації-напруги зразка з різною початковою щільністю (рис. 8(а)). Криві розтягування зрушуються нагору зі збільшенням початкової щільності маси. Крива розвантаження показує початкове різке зниження напруги без відновлення деформації, за яким слідує подальше зниження напруги з невеликим відновленням деформації.

Випробування на жорсткий обмежений стиск є одометричним, і крива e -lop σ зазвичай використовується для опису деформації зразка, де e - Коефіцієнт порожнечі зразка, а σ - осьове навантаження на зразок. У випробуванні на одновимірне стиснення поперечна деформація приблизно дорівнює нулю в порівнянні з осьовою деформацією, тому коефіцієнт порожнечі визначається формулою: де ρ і ρ ₀ - поточна та початкова щільності зразка, відповідно; G _s - Щільність частинки ґрунту; і ε _z - осьова деформація.

Відповідно до рівняння (2) експериментальні результати осьової деформації-деформації, показані на малюнку 8 (а), можна перетворити на криві e -log σ (Рисунок 8 (b)). Оскільки частинки піску подрібнюються, вихідний каркас вапняного піску нестабільний при високих напругах.Зі збільшенням напруги вихідна каркасна структура вапняного піску поступово руйнувалася та формувалася стійка структура. Таким чином, при певній напрузі крива e -log σ не залежить від вихідних властивостей скелета зразка та початкової щільності зразка. Таким чином, всі криві навантаження вапняних пісків з різною початковою щільністю на Малюнку 8 (b) зливаються в одну пряму лінію при осьовому напрузі близько 40 МПа. Луо та ін. вивчили динамічний стиск кварцового піску, і індекс стиснення становить від 0,281 до 0,312 [15], що вказує на те, що вапняний пісок м'якше, ніж кварцовий пісок.

3.2. Девіаторна та об'ємна поведінка піску

Для зразка піску, обмеженого муфтою в межах діапазону пружності, поперечна напруга σ _r визначається як де r _o і r _i є і внутрішні радіуси рукава; E _s - Модуль Юнга гільзи; ε _θ - Окружна деформація втулки; і κ - Поправочний коефіцієнт для ефекту меншої довжини зразка в порівнянні з довжиною гільзи, який може бути отриманий чисельним методом [29, 30].

Тут поправочний коефіцієнт визначається рівнянням (4), одержаним шляхом чисельного аналізу [30], де l - поточна товщина зразка:

На малюнку 9 показані історії осьової та поперечної напруги вапняний пісок у дослідній групі CS9. Коефіцієнт бічної напруги k ₀ визначається як де σ _r - Поперечна напруга, а σ _z - максимальна осьова напруга. Щоб підвищити точність k ₀ , може бути розрахований з допомогою рівняння (5) з допомогою максимальних значень напруг.Середні експериментальні результати k ₀ у різних випробувальних групах та відповідні планки похибок сумовані на фіг.10. Результати показують, що коефіцієнт бічної напруги збільшується зі збільшенням осьової напруги.

В обмеженому експерименті SHPB складова гідростатичного тиску (ізотропної напруги) p та еквівалентна напруга Мізеса σ _Y даються за формулою [15]

На основі рівняння (5) Вищезазначені рівняння можна перетворити, щоб отримати

Функція плинності Друкера – Прагера зазвичай використовується для опису девіаторної поведінки ґрунтів при низькому тиску, в якому напруга фон Мізеса лінійно залежить від гідростатичного тиску. На основі цієї функції плинності показано, що коефіцієнт бічної напруги є постійною величиною відповідно до рівняння (7), що не узгоджується з експериментальними результатами випробувань на вапняному піску. Щоб пояснити, чому k ₀ збільшується із збільшенням осьової напруги, модель Лундборга використовується для опису девіаторної поведінки вапняного піску, функція плинності якого виражається як [31], де μ і σ _{Y max} - Константи матеріалу.Підставляючи рівняння (7) у вищенаведене рівняння, співвідношення між коефіцієнтом бічної напруги і осьовим напругою визначається як

. Константи матеріалу μ і σ _{Y max} можуть бути отримані шляхом апроксимації експериментальних результатів рівняння (9), і відповідні результати рівні μ = 1,21 та σ _{Y max} = 363 МПа. Подгоночная крива показано малюнку 10, а функція дохідності — малюнку 11.

На підставі експериментальних результатів осьової деформації та напруги (рисунок 8 (а)), об'ємна поведінка сухого вапняного піску у вигляді залежності щільності від тиску може бути отримана за допомогою рівнянь (2), (7), і (9), а результати показані на малюнку 12. Щоб описати, як нахил кривих збільшується зі збільшенням тиску, рівняння Мурнагана [32, 33] використовувалося для моделювання об'ємної поведінки сухого вапняного піску: де k і n _k - Матеріальні константи, які можуть бути отримані шляхом апроксимації рівняння експериментальними даними.

Експериментальні результати, показані на малюнку 12, показують, що криві залежності густини від тиску для зразків з різною початковою густиною можна розділити на два сегменти в точці, де густина становить 1,75 г / см 3 . На першій ділянці криві залежать від початкової густини зразка, тоді як на другій ділянці криві не залежать від початкової густини зразка; тому криві слід підбирати окремо.

Для першого сегмента відносини між константами матеріалу з використанням даних, підігнаних до рівняння (10) з початковою щільністю зразка, сумовані на рисунках 13 (a) і 13 (b). Результати показують, що константи матеріалу пов'язані з початковою щільністю зразка квазілінійним чином :

Другий сегмент кривої щільність-тиск не залежить від початкової щільності зразка, тому ρ ₀ дюйм рівняння (10) можна вибрати рівним 1,42 г/см3. Відповідні результати добору параметрів матеріалу: n _k = 5,46 та k = 50,1.

Таким чином, залежність щільності від тиску сухого вапняного піску з будь-якою початковою щільністю ρ ₀ може бути резюмована як десь матеріальні константи k і n _k можуть бути розраховані з використанням рівняння ( 11), а порівняння експериментальних результатів з результатами, отриманими при використанні рівняння (12), показано на малюнку 14. Порівнюючи результати розрахунку та результати випробувань, показані на малюнку, можна побачити, що рівняння (12) може добре описувати динамічну об'ємну поведінку сухого вапняного піску.

4. Висновки

Динамічну механічну поведінку сухого вапняного піску при жорсткому обмеженні, що забезпечується товстостінною гільзою з нержавіючої сталі, було досліджено з використанням розрізної планки тиску Гопкінсона (SHPB) при високих швидкостях деформації (335 -1 to 1253 -1). Був розроблений новий вузол зразка піску з використанням кільця Glyd Ring, який заснований на багаторазовому динамічному ущільненні для підготовки зразків піску з точною початковою щільністю маси. 3 та 1,42 г/см 3 ) були стиснуті при трьох номінальних швидкостях ударника (5 м/с, 10 м/с та 20 м/с). Датчик деформації був прикріплений до зовнішньої поверхні рукава для вимірювання окружної деформації в ньому, і, отже, можна було визначити девіаторну та об'ємну поведінку вапняного піску.

Експериментальні результати показують, що в діапазоні швидкостей деформації від 335 с -1 до 1253 с -1 характеристики динамічного стиснення сухого вапняного піску не показали значного впливу швидкості. e -log σ зразків з різною початковою щільністю зливаються в одну пряму з нахилом 0,239 при осьовому напрузі 40 МПа.Індекс динамічного стиснення сухого вапняного піску набагато менше, ніж у кварцового піску, що вказує на те, що сухий вапняний пісок набагато м'якший. Коефіцієнт бічної напруги вапняного піску збільшується з осьовим напруженням, тому модель Лундборга може бути використана для опису його девіаторної поведінки. Криві щільності та тиску сухого вапняного піску можна розділити на два сегменти, коли щільність дорівнює 1.75 г/см 3 ; у першому сегменті крива залежить від початкової щільності, тоді як у другому сегменті залежить від неї. На обох ділянках крива описувалася рівнянням Мурнагана.

Доступність даних

Дані, використані для підтвердження результатів цього дослідження, можна отримати у відповідного автора на запит.

Конфлікт інтересів

Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів щодо публікації цієї статті.

Подяки

Фінансову підтримку було надано Національним природничим фондом молодих вчених Китаю (грант № 51409257).

Перевірка щільності ґрунту: 3 методи випробувань, на які можна покластися

Ущільнення ґрунту - це операція, звичайна для більшості будівельних проектів, яка збільшує міцність та стійкість ґрунту для підтримки земляних робіт, конструкцій та тротуарів. Методи досягнення максимальної щільності грунту добре відомі, а результати можна перевірити і кількісно оцінити за допомогою стандартних методів. ущільнення ґрунту.

Правильний вид випробування на ущільнення

Специфікації на ущільнення ґрунту встановлюються на етапі проектування проекту та залежать як від очікуваних загальних навантажень, так і від того, чи ці навантаження будуть статичними або динамічними. Оцінки адекватності зусиль з ущільнення з використанням якісних вимірювань, таких як опір проникненню або спостереження за рухом коліс, недостатньо для визначення відповідності технічним умовам. насипи та будівельні майданчики. Модифіковані специфікації Проктора (ASTM D1557 / AASHTO T 180) найкраще підходять для контролю ущільнення ґрунту на таких ділянках, як тротуари та злітно-посадкові смуги аеродромів, де великі навантаження на колеса створюють динамічні сили. Типові вимоги до ущільнення для проекту можуть змінюватись від 90% до 95% стандартного проктора для неструктурних ділянок до 98% або більше модифікованого проктора для сильно навантажених тротуарів.

Лабораторні випробування задають стандарт.

Тести Проктора – це тести на співвідношення вологості ґрунту та щільності, які встановлюють максимальну суху щільність (питома вага ґрунту за вирахуванням ваги води) та оптимальний вміст води у зразках ґрунту. Для кожного типу ґрунту значення сухої щільності та оптимального вмісту води різняться. Воду додають до чотирьох-шостій порцій висушеного зразка грунту у зростаючих кількостях.Кожну підготовлену порцію ущільнюють у форму для ущільнення (проктора) за допомогою молотка Проктора або механічного ущільнювача грунту, а потім зважують і коригують на вміст вологи. ж доданої енергії. При перевищенні оптимального вмісту вологи вода починає витісняти ґрунт у заданому обсязі, і щільність у сухому стані зменшується. Графічний графік залежності густини від вологості створює чітку криву, яка показує вплив вологості на ґрунт під час ущільнення. Для більш глибокого вивчення взаємозв'язку вологості та щільності грунту та тесту Проктора див. наш запис у блозі «Тест на ущільнення Проктора: базове керівництво».

AASHTO T 272, державні транспортні департаменти або інші регіональні органи влади пропонують метод «одноточкових» польових випробувань для перевірки того, що ґрунт на місці збігається з лабораторним зразком. Це випробування на ущільнення дома виконується з використанням того ж типу форми, ущільнюючого молотка і кількості ударів, що і оригінальний лабораторний метод. Вологовміст визначається за допомогою вимірювача вологості під тиском газу або простих методів сушіння в польових умовах. Результати щільності та вологості наносяться на графік проти вихідної кривої лабораторної для підтвердження збігу.

У ситуаціях, коли лабораторна інформація недоступна, результати в польових точках можна порівняти з сімейством кривих, що складаються з місцевих або регіональних даних про ґрунт, щоб вибрати найкращу максимальну щільність та оптимальну криву вологості.У деяких випадках дві або три точки поля можуть бути ущільнені при різному вмісті вологи та порівнюватися з кривими.

Який метод визначення густини ґрунту використовувати?

При випробуванні на ущільнення ґрунту використовується один із кількох методів вимірювання щільності та вологості ґрунту в сухому стані. Тут обговорюються три найбільш поширені. Результати цих польових випробувань порівнюються з результатами випробувань Проктора для того ж ґрунту, встановленими в лабораторії, і співвідношення виражається як відсоток ущільнення. Оскільки результати тестів Проктора сильно різняться залежно від типу ґрунту, найкращі результати досягаються при використанні лабораторних зразків із того самого джерела, яке використовувалося для польового проекту.

Тест піщаного конуса

Щільність піщаного конуса - це точний і надійний метод тестування, який вже давно використовується для вимірювання щільності грунту на місці. Процедура описана в ASTM D1556 / AASHTO T 191. використовується як шаблон для вилучення необхідної кількості ущільненого грунту. Загальний об'єм, що видаляється, визначається максимальним розміром частинок ґрунту і може становити до 0,1 фут3 (2 830 г/см3). Під час розкопок використовуються аксесуари для перевірки щільності, такі як молотки, совки, долота та мішки для зразків. Весь викопаний матеріал акуратно збирається та зберігається у герметичному контейнері.

Попередньо зважений прилад визначення щільності піщаного конуса перевертається на опорну плиту, а металевий конус вставляється в отвір опорної плити.Поворотний клапан відкривається, і сипкий тестовий пісок відомої щільності просочується у викопану свердловину тестову.

Після цього частково заповнений прилад знову зважують і розраховують обсяг контрольної свердловини шляхом розподілу маси піску, що заповнює отвір, на об'ємну щільність піску. Волога вага видобутого ґрунту ділиться на об'єм випробувальної свердловини для визначення щільності у вологому стані. Відсоток ущільнення для тесту польової густини розраховується шляхом розподілу сухої густини грунту на максимальну суху густину, отриману в результаті тесту Проктора.

Метод визначення густини піщаного конуса для випробувань на ущільнення

Випробування на гумову кулю

Щільність гумової кулі має деякі подібності з методом піщаного конуса. Подібно до методу піщаного конуса, викопується пробна яма, грунт акуратно збирається і відкладається.Над отвором поміщається балонний прилад для вимірювання густини, і замість того, щоб використовувати пісок для вимірювання об'єму, відкалібрована посудина з водою знаходиться під тиском, змушуючи гумову мембрану проникати в котлован. Поділи на посудині зчитуються, щоб визначити кількість витісненої води, щоб можна було розрахувати весь об'єм. Метод випробування описаний у ASTM D2167/AASHTO T 205 (відкликаний). Випробування виконати трохи простіше ніж піщаний конус, і їх можна швидко повторити, оскільки вода залишається в посудині.

Метод гумової кулі

Тести вологості ґрунту ASTM

Тест ядерної щільності

Датчики ядерної густини визначають щільність ґрунту шляхом вимірювання пропускання гамма-випромінювання між зондом, що містить радіоактивне джерело цезію-137 (або інший), і датчиками Гейгера-Мюллера в основі вимірювати. У той же час вологість ґрунту вимірюється з використанням окремого джерела америцію 241.

Сталевий стрижень вбивається у ґрунт на випробувальній ділянці, утворюючи пілотний отвір. Зонд, що містить радіоактивне джерело, опускається на глибину до 12 дюймів (305 мм) в пілотну свердловину і пропускання випромінювання вимірюється протягом однієї хвилини. Це відомо як тест "прямої передачі". Покази також можна знімати в режимі «зворотного розсіювання», коли зонд не висувається з основи пристрою. Для цього не потрібний пілотний отвір, але результати вважаються менш надійними. Значення представлені в одиницях ваги вологого та сухого ґрунту, вмісту вологи у ґрунті та відсотка ущільнення порівняно з лабораторними або польовими випробуваннями густини вологи Проктором.

Ядерні щільноміри ефективні у великих проектах, що потребують швидких результатів та багаторазових випробувань, але вони підпорядковуються багатьом нормативним вимогам та вимагають підвищення кваліфікації та контролю доз радіації персоналу. Методи випробувань описані в ASTM D6938/AASHTO T 310.

Ядерний манометр для випробувань на щільність та вологість ґрунту

За межами результатів випробувань

Кожен із цих різних методів виконання випробувань на щільність ущільнення ґрунту має свої переваги та недоліки. Абсолютна точність будь-якого методу не є вирішеним питанням, але всі вони дають надійні результати та можуть бути прийняті проектними групами та регулюючими органами при правильному застосуванні. Найбільш важливим фактором для правильного виконання земляних робіт є досвід кваліфікованого персоналу, чи то техніки, чи оператори обладнання, чи керівники проектів. Випробування на ущільнення показує, що невелика площа відповідає вимогам специфікацій. Тільки навчене та досвідчене око може підтвердити, що тест є репрезентативним для загальних умов на об'єкті.

Ми сподіваємося, що це повідомлення в блозі допомогло вам розібратися в методах та обладнанні, яке використовується для перевірки ущільнення ґрунту під час будівельних робіт. Якщо вам потрібна допомога з вашим додатком, зв'яжіться зі спеціалістами Gilson для тестування, щоб обговорити обладнання для випробувань на ущільнення.

Wisconsin Geological & Natural History Survey »Пористість та щільність

Що таке пористість?

Пористість - це відсоток порожнеч у породі.

Він визначається як відношення обсягу порожнин або порового простору до загального обсягу. Він записується як десятковий дріб від 0 до 1 або як відсоток. Для більшості порід пористість коливається від 1% до 40%.

Розподіл щільності зерен доломіту, сланцю та пісковику показано на малюнку 4.

Методи виміру

Вимірювання пористості

Пористість визначалася шляхом вимірювання загального обсягу та обсягу порового простору зразків. Ми підготували правильні циліндричні стрижні за допомогою свердлильного верстата, перфоратора та плоскошліфувального верстата.

Вимірювання обсягу зразка: Розраховується шляхом вимірювання довжини та діаметра циліндрів за допомогою штангенциркуля. Більшість зразків мали номінальний діаметр 2 дюйми та довжину від 1 до 3 дюймів.

Сушіння зразків: Зразки сушили в печі при 70 ° C (158 ° F) протягом не менше 24 годин перед випробуванням.

Вимірювання обсягу порового простору: Об'єм порового простору визначали за допомогою гелієвого пікнометра. Гелієвий пікнометр використовує закон Бойля (P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂ ) та газоподібний гелій, який швидко проникає в дрібні пори і є інертним, для визначення твердої частини зразка. Керн поміщається в камеру для зразків відомого об'єму. Контрольна камера також відомого об'єму знаходиться під тиском. Потім дві камери з'єднуються, дозволяючи газу гелію текти з контрольної камери камеру для проби. Співвідношення початкового та кінцевого тисків використовується для визначення обсягу твердої речовини зразка. Об'єм пір – це різниця між загальним обсягом і твердим об'ємом, визначена гелієвим пікнометром. Цей метод можна використовувати тільки для вимірювання пір, які з'єднані між собою. Гелій та вода не проникають в ізольовані пори, тому ці пори не враховуються при вимірюванні пористості.

Вимірювання щільності

Щільність у сухому стані визначали шляхом зважування зразків після сушіння та розподілу маси на загальний обсяг зразка.

Щільність у вологому стані потім розраховувалася, припускаючи, що пористість зразка була заповнена водою, додаючи цю масу до виміряної сухої маси і ділячи отриману суму на загальний обсяг зразка.

Щільність зерен розраховувалася шляхом віднімання обсягу порового простору із загального обсягу зразка та подальшого поділу різниці на суху масу.