Что означает коэффициент фильтрации песка

По окончании исследований разница между показателем плотности сухого карьерного песка и предельной его плотностью не должна быть больше 0,02 г/см3. Для укладки дорожного полотна берут речной, морской или карьерный промытый песок, так как эти пески обладают улучшенными параметрами качества, а промытый стройматериал – и лучшую очистку. Благодаря качеству промывки асфальт на основе такого песка будет прочнее, а длительность его эксплуатации – выше. Песок, добытый со дна моря, в строительно-ремонтных работах используют не так часто, как речной, потому что его стоимость выше. Песок с примесями глины в строительстве применяют намного реже других сыпучих материалов, но если его очистить (промыть и высушить), то сферу его использования можно не ограничивать из-за маленького КФ.

Добыча морского песка

Грязный песок, добытый в карьере, имеет низкий коэффициент фильтрации по ГОСТ – не выше 0,5-0,7 м/сут. При его промывке глина и другие посторонние примеси вымываются, а крупные посторонние зерна (камень, крошка гранита или щебня) остаются. Для получения более высокого качества такого песка его необходимо не только просушить, но и просеять, после чего можно смело использовать для получения высококачественных растворов или смесей. КФ для таких песков получается высоким – ≤ 20 м/сут, так как из него промывкой и просеиванием удаляются все сторонние фракции и примеси.

Таблица: коэффициент фильтрации грунтов по ГОСТ

Добыча морского песка

Разновидности плотности песка

Таблица соотношения цемента, песка и щебня.

Плотность песка может быть одной из трех видов:

Так как песок является твердой нерудной породой, то его плотность в среднем равна 2500 кг\м³. Этот показатель зовется истинной плотностью песка.

Но для практических работ используется плотность, которая называется насыпная.

Данный параметр обозначает, какова консистенция материала в «свободном», то есть сыпучем, неуплотненном состоянии. При вычислении этой величины учитывается не только объем гранул, но и все пустое расстояние между ними. От этого и получается, что показатель насыпной плотности песка несколько меньше, нежели у истинной.

Если же песок хорошо утрамбовать, то его плотность возрастет.Почему это так важно? Да потому, что, организуя поставки такого материала, его можно заказывать тоннами или кубометрами.

Значение такой плотности составляет порядка 1300-1500 кг\м³. Но тут следует учитывать и тот момент, что даже влажность может повлиять на этот параметр: чем она выше, тем ниже плотность.

Это обусловлено тем, что вода из окружающей среды приводит к слипанию гранул песка. А вот если уровень влажности достигнет 10%, то влага наоборот, начнет увеличивать эту характеристику. Поэтому этот момент учитывается, если его дозировка идет на основе объема.

Выводы

Чтобы использовать песок, добытый в карьере, для промышленного строительства, его необходимо промывать. Такой намывной стройматериал можно применять при изготовлении кирпича или бетонных блоков, плит и других конструкций, укладывать бордюры из элементов, сделанных на его основе, использовать в дорожно-строительных работах.

Но если есть возможность работать с речным или морским песком, особенно при возведении многоэтажных зданий и укладке дорожного полотна, то ее нельзя упускать. Среднее значение КФ такого сыпучего стройматериала – 10-20 м/сут. Коэффициент сильно зависит от значения модуля крупности.

Определение степени уплотнения

От плотности стройматериала зависит его назначение, для каких конструкций и зданий он может применяться.

По ее показателю делают расчет расхода, чтобы узнать, какое количество смеси получится после замешивания или сколько его требуется. Нередко нужно перевести кубические метры в массу, и наоборот. К тому же некоторые точки реализации продают в кубах, а где-то на вес – в тоннах.

Для перевода в другие единицы измерений существует специальная формула: Р=M/V, где: Р – степень уплотнения, М – масса, V – объем.

Например, в кузове находится 3 куба сыпучего материала общим весом 4,8 т или 4800 кг. Плотность тогда будет равна: 4800/3=1600 кг/м3. И наоборот, зная степень уплотнения и количество кубометров в емкости, можно определить вес песка в состоянии естественной влажности или сырого: М=Р/V.

Провести расчеты возможно и своими руками.

Сыпучий материал насыпают в ведро объемом 10 л с высоты 10 см до образования возвышающейся горки. Поверхность выравнивают линейкой, не уплотняя его при этом. Расчет средней плотности делают по следующей формуле: Р=(М2-М1)/V, где: М2– общий вес, М1– вес емкости, V – объем ведра, то есть 10 л.

Объем емкости нужно перевести в кубические метры – 0,01. Например, тара весит 620 г или 0,62 кг, песок вместе с ней составляет 15,87 кг. Его плотность равна: Р=(15,87-0,62)/0,01=1525 кг/м3.

Таблица с показателями насыпной плотности песка разных видов:

РазновидностьНасыпная средняя плотность, кг/м3Кварцевый1400-1900Речной1500Мокрый1920Речной уплотненный1590Строительный1680Сухой песок1200-1700Карьерный1500Морской1600Мытый1400-1600Влажный2100Водонасыщенный3000-3200

Виды сыпучего материала

Чаще всего используется строительный, речной и карьерный пески. Речной образуется естественным путем в результате дробления водами горных пород, имеет округлую форму.

Так как он постоянно омывается, в нем почти нет примесей, благодаря чему не требует дополнительного очищения перед применением. Делится на несколько групп по размерам. Зерна до 2 мм называют мелкими, 2-2,8 – средние, 2,9-5 – крупные.

Насыпная средняя плотность составляет 1650 кг/м3.

Главное преимущество – является экологически чистым и безопасным материалом как для окружающей среды, так и для человека. Применяется для замешивания кладочных и штукатурных растворов, изготовления бетонных изделий, сухих смесей, а также благоустройства территорий. Речной песок имеет высокую стоимость, поэтому если по техническим нормам его можно заменить, то лучше выбрать карьерный.

Применяется при прокладке автомобильных дорог, созданию подушек для фундаментов, подсыпок.При изготовлении бетона и различных растворов используется в качестве наполнителя. Состоит из множества разных элементов – шпат, слюда, кварц и так далее.

В зависимости от того, какой компонент в нем составляет наибольшую часть, ему присваивается название, например, если это известняк, то называют известняковым.Помимо средней степени уплотнения существует истинная.Ее величина неизменяемая и всегда постоянная. Найти ее можно только в лабораторных условиях опытным путем. В отличие от определения насыпной плотности, в этой не учитываются пустоты и зазоры.При выборе следует учитывать: чем крупнее зерна, тем больше потребуется вяжущего порошка для замешивания растворов.

Цемент должен закрыть все пустоты, иначе конструкция получится непрочной.Из-за этого возрастает себестоимость цементного или бетонного состава. Также необходимо обращать внимание на степень радиоактивности, особенно если это карьерный песок. Для возведения дома используется материал только первого класса.Для снижения расходов можно купить немытый песок и очистить его самостоятельно.

Но делать так рекомендуется, если требуется маленький объем, иначе это потребует чересчур много времени и больших трудовых затрат. Приобрести стройматериал можно как навалом, так и в мешках.Плотность – физическая величина, показывающая, сколько грамм или килограмм присутствует в единице объема (см³ или м³).Песок – это один из материалов, показатель которого важен при строительных работах. Но так как он имеет сыпучую структуру, определить такую величину точно крайне затруднительно.

Чтобы измерить коэффициент плотности песка, нужно учесть следующие моменты:степень его уплотнения;влагосодержание;губчатость;структуру частиц;содержание примесей.Для строительных нужд используется песок двух видов: карьерный и речной.Коэффициент плотности напрямую будет влиять на то, где будет использоваться данный материал. Причем от этой характеристики зависит и качество смеси, замешиваемой на песке, и, следовательно, срок эксплуатации постройки. Такие вычисления пригодятся и при расчете необходимого количества вяжущего вещества, точнее его пропорций.Также часто возникает необходимость в переводе массы в объем и обратно.

Зная плотность песка, с этой задачей справиться намного легче.Для того чтоб вычислить данную величину, необходимо вес вещества поделить на кубатуру, которую оно занимает. Для того чтоб вычислить величину массы для песка, есть формула: плотность (N) умножается на занимаемый объем (V). Последний параметр вычисляется путем деления плотности на вес материала.Как уже упоминалось выше, любой строительный раствор имеет одной из своих составляющих песок.

Зная расчетную формулу плотности, подбирается правильное соотношение.Неправильное соотношение приведет либо к недостатку, либо к переизбытку материала. Первый вариант – это дополнительные расходы. Второй же вариант ухудшит состав, и сама постройка изменит свои морозоустойчивые, водостойкие, износостойкие и другие показатели.

Источник

Значение коэффициента фильтрации песка в строительстве

Песок входит в число наиболее востребованных природных сыпучих материалов. Особенно он популярен в строительстве, где используются практически все существующие разновидности этого представителя нерудных материалов, отличающиеся своими свойствами. Качество песка оценивается по значению его основных технических характеристик, одной из которых является коэффициент фильтрации песка.

Что такое коэффициент фильтрации

Коэффициент фильтрации природного песка – это скорость фильтрации воды с учетом единичного гидравлического градиента. Иными словами, данный параметр показывает водопропускную способность. Данный показатель измеряется в метрах за сутки (м/сутки), при расчетах учитывается уровень толщи, которую вода проходит на протяжении 24 часов.

Определение коэффициента фильтрации песка производится на основе доли и вида примеси в самом сырье. Иными словами, чем он чище и крупнее, тем лучше он будет пропускать воду, вне зависимости от её характеристик. К примеру, глинистые пески не будут пропускать воду, из-за чего их применение в строительстве связано с огромнейшим количеством ограничений. Для максимального увеличения КФ, «грязный» материал подлежит обязательной очистке при помощи специальных способов и современных методик.

Коэффициент фильтрации — зачем его нужно знать и как определять

Сфер применения песка существует более десятка. Большое их количество объясняется универсальными свойствами этого природного материала.

Производство строительных смесей и растворов, устройство дорог, организация насыпей, жилищное строительство, безопасность движения локомотивов, пожаротушение, пескоструйные обработки, химическая промышленность, ландшафтный дизайн, изготовление стекла…

Перечислять области его использования можно долго, однако в каждом случае следует отнестись внимательно к выбору вида песка и к его характеристикам.

Одним из важных свойств песка наряду с модулем крупности, объемно-насыпной массой и содержанием глинистых частиц является коэффициент фильтрации. Определяют этот показатель при максимальной плотности материала в условиях оптимальной влажности.

Если влажность повышена, показатель будет более низкий, чем при нормальных условиях.

Если влажность низкая, коэффициент фильтрации будет более высокий.

Что показывает коэффициент фильтрации?

Основная суть показателя – демонстрация водопроницаемости песка, то есть его способность пропускать воду. Скорость ее прохода рассчитывается с учетом гидравлического градиента, который равен единице.

Единица измерения – метры в сутки. В итоге цифра показывает, какое расстояние проходит вода сквозь песок за 24 часа.

Данный показатель важно знать для того, чтобы оценить проникающую способность песка, а следовательно, и его качество. Самая низкая пропускная способность у глины, коэффициент фильтрации которой равен нулю.

Низкий показатель свидетельствует о том, что количество глинистых примесей большое, а значит, и сферы применения значительно сужаются, поскольку использование песка такого качества будет негативно сказываться на прочности конструкций.

Самый высокий показатель коэффициента фильтрации у песка с крупными зернами, поскольку между песчинками содержится много воздуха, позволяющего воде свободнее продвигаться.

Коэффициенты фильтрации разных видов песка

Разные виды песка характеризуются различными свойствами, а следовательно, коэффициент фильтрации у них тоже разный:

• Карьерный песок – 0,5-7 м в сутки. • В намывном, промытом большим количеством воды, содержание глинистых, пылевидных частиц невысокое. Песок средней крупности (среднее зерно равняется приблизительно 2-2,5 мм) обеспечивает более высокий показатель коэффициента фильтрации – 5-20 м в сутки, мелкой крупности (1-2 мм) – более низкий (1-10 м в сутки).

Как вычислить КФ?

Для выявления показателей используется актуальный образец. Исследование проводится в лабораторных условиях при оптимальном уровне влажности и максимальной плотности. Для выяснения оптимальных значений используется таблица коэффициентов фильтрации песка, в соответствии с актуальными строительными нормами и правилами (СНиП).

Для проведения вычисления используются:

Мерная трубка прибора заполняется предметом исследования. К трубке прикрепляется специальная латунная сетка и перфорированное дно. После засыпки, утрамбовки и проведения замеров от крайней точки трубки до поверхности, а также дополнительной трамбовки, в трубку заливается жидкость. При вытекании воды через перфорированное дно, время выхода засекается при помощи секундомера.

Значение коэффициента фильтрации песка в строительстве

При использовании песка в строительной сфере учитываются различные его характеристики. Немаловажным показателем является коэффициент фильтрации. Такая величина позволяет произвести оценку качества материала, включая его проникающие свойства. Что представляет собой коэффициент фильтрации песка и как его определить?

Что такое коэффициент фильтрации песка

Данный показатель отображает способность сыпучего материала пропускать воду. Измеряется величина в метрах и позволяет узнать какое расстояние жидкость пройдет за сутки. При определении скорости проницаемости воды берется во внимание гидравлический уклон. Его значение приравнивается к единице.

У каждого вида песка разный коэффициент фильтрации. Это обусловлено наличием примесей и размером зерен. Расчет величины водопроницаемости природного материала позволяет выявить его область применения.

Крупный песок имеет самый большой коэффициент фильтрации

Наибольший коэффициент фильтрации в песках с крупными фракциями. Невысокий показатель свидетельствует о наличии примесей. Особенно невысокое значение фильтрации, если в состав материала входит глина.

Сыпучие породы хорошего качества пропускают через себя жидкость практически без препятствий. Они незаменимые при масштабном производстве цементных растворов.

Определение коэффициента

Для выявления величины используются специальные приспособления. Процедура расчета позволяет узнать, на какую глубину выложенного слоя песка опустится вода за сутки.

Измерение коэффициента фильтрации производится согласно ГОСТ. Сам процесс не составляет сложности.

Приборы

Для вычислений показателя водопроницаемости сыпучего материала используются такие измерительные инструменты:

Для вычисления коэффициента фильтрации песка понадобятся лабораторные весы

Также для проведения процедуры требуется специальный прибор КФ-00М. Такое оборудование в свою конструкцию включает:

Также к прибору прилагается планка, на которой обозначена шкала градиентов напора. Такое приспособление позволяет выполнить расчеты согласно нормам, указанным в ГОСТ 8736.

Порядок проведения процедуры

При подборе всех необходимых инструментов можно перейти к процессу испытаний. Перед проведением опыта воду и песок, которые будут использоваться, предварительно оставляют на несколько часов, чтобы они приобрели одинаковую комнатную температуру воздуха. При этом сыпучий материал пропускают через сито для удаления частиц размером более пяти миллиметров.

Процедура определения скорости проникновения сквозь песок жидкости выполняется в такой последовательности:

Отличительные свойства речного песка и область его применения

Двумя главными особенностями речного песка являются: природная чистота и фракционная однородность. Частицы этого материала имеют округлые, сглаженные формы: что способствует его высокой сыпучести и влагоемкости.

Совет! Покупая сыпучий материал, учитывайте тот факт, что его вес зависит от влажности: то есть в одном кубе сухого песка больше, чем в 1 мᶟ влажного. Иначе рискуете купить много по весу, но недостаточно по объему. Рассчитывая необходимое количество, принимайте во внимание, что в справочниках величина удельного веса указана для сухого материала.

Песок речной включают в состав готовых строительных смесей; применяют для обустройства стяжек полов; используют для очистки воды (от механических примесей) в качестве дренажа; а садоводы смешивают этот сыпучий материал с почвой для того, чтобы сделать ее более легкой и рассыпчатой.

Песчаную массу, добытую в карьере и имеющую в своем составе камни, глину и различные примеси, промывают водой и получают довольно чистый материал, который называют карьерным мытым.

В том случае, если карьерный песок просеивают (чтобы очистить от камней и больших фракций), его называют карьерный сеяный. Такой материал очень востребован при производстве строительных работ: раствора для кладки, обустройства фундамента и штукатурных работ.

Ответить однозначно на вопрос, какой материал лучше: речной или карьерный, нельзя, так как все зависит от вида строительных работ. Но можно утверждать точно, что песок для бетона чаще всего используют карьерный мытый. Дело в том, что зерна речного материала ввиду своей округлости и отсутствия острых граней плохо сцепляются с цементом: это может негативно сказаться на качестве конечного продукта. Но речной песок не содержит никаких включений, а вот в состав карьерного входят некоторые органические примеси, которые могут повести себя непредсказуемо, вступив в реакцию с химическими составляющими смеси. Поэтому принимайте решение сами: использовать карьерный мытый или речной песок.

Способы определения коэффициента

На практике применяется три основных способа вычисления Кф почвы: лабораторный, полевой и математический.

Первый осуществляется в соответствии с ГОСТ под номером 25584-2016, второй же на основании ГОСТ 23278-2014.

В лабораторных условиях

ГОСТ 25584-2016 приводит следующую методику определения:

После всех проведенных лабораторных испытаний коэффициент рассчитывается по следующей формуле:

Κ=ν/I,

где v и I — координаты любой точки на графике зависимости скорости фильтрации грунта.

В полевых условиях

Согласно ГОСТу 23278-2014 о грунтах для определения коэффициента фильтрации грунтов в полевых условиях с помощью шурфа нужно следовать следующему алгоритму:

По ходу проведения опыта важно вести журнал испытаний.

Кроме этого можно использовать метод опытной откачки, заключающийся в следующем:

На основе полученных данных проводятся расчеты, делается вывод о коэффициенте и типе почвы.

Расчетный метод

Для реализации математического метода используют закон Дарси, который способен описать течение жидкостей в грунтах (ламинарный режим). Формула выглядит следующим образом:

v=k*gradI,

где v — скорость фильтрации, измеряемая в сантиметрах в сутки, k — коэффициент фильтрации грунта, измеряемый в сантиметрах в сутки, а gradI— градиент напора.

Градиент определяется следующей формулой:

gradI=Δh/l,

где Δh — падение напора, l — длина фильтрации.

Коэффициент уплотнения песка

Начиная любые строительные работы, необходимо сделать правильные расчеты объемов используемых материалов. Чтобы определить, сколько потребуется сыпучего материала, необходимо использовать в расчетах коэффициент уплотнения песка (Купл), который получается в результате сравнения величины плотности материала на определенном участке со значением, указанным в нормативных документах. Именно этот коэффициент демонстрирует то, насколько качественно проведены работы на строительной площадке согласно требованиям ГОСТа 8736-93 и 25100-95. В основном, Купл колеблется в пределах 0,95÷0,98 в зависимости от вида строительных работ (но он не должен быть больше 1,15).

Расчет производим следующим образом: умножаем коэффициент уплотнения на искомый объем. Но необходимо помнить о том, что в процессе отгрузки и транспортировки сыпучего материала происходит его трамбовка, помимо этого в него может попасть влага. Поэтому для того, чтобы определить, сколько потребуется песчаной массы, надо объем материала, доставленного на строительную площадку, умножить на коэффициент относительного уплотнения. Методика определения коэффициента относительного уплотнения песков заключается в определении отношения плотности сухого песка («скелета») к плотности сухого материала в пункте его получения. Коэффициент относительного уплотнения определяют расчетным путем и указывают в проектной документации на строительный объект.

Источник

• ← Что означает коэффициент трения
• Что означает коэффициент эластичности →