0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить плотность щебня кгм3

Удельный вес и плотность щебня фракций 5-20, 20-40 и 40-70

Щебень – это строительный камень, получаемый в результате измельчения горных пород, а также из пемз, кирпичей, отходов металлургического производства. От технических характеристик щебня зависит качество получаемого бетона, его марка и др. параметры, при этом очень важную роль играют удельный вес или насыпная плотность щебня.

От чего зависит плотность гранитного щебня?

Что такое плотность вещества известно из школьного курса физики – это отношение массы вещества к его объёму. Плотность гранита составляет 2600 кг/м3, однако, представленная ниже таблица плотности щебня основных фракций даёт иные показатели;

Таблица 1. Плотность (удельный вес) различных фракций щебня

Материалфракция, ммУдельный вес, т/ м 3
Отсев0-51,41
Щебеночная смесь0-701,52
Щебень5-101,38
5-201,35
5-251,38
20-401,35
25-601,37
40-701,35

Как видите, плотность щебня фракции 20-40 составляет 1,35 т/м3 или 1350 кг/м3 – почти в два раза меньше чем плотность гранита в недробленом состоянии. Столь большая разница образуется за счет воздушных прослоек, из-за чего собственно и введен показатель насыпной плотности. Большую роль играет фракция дробления – чем она мельче, чем выше показатель удельного веса. Поэтому плотность щебня 20-40, из-за меньшего количества воздушных прослоек выше, чем плотность щебня 40-70, крупнофракционного строительного камня. Также следует учитывать, что, плотность гранитного щебня указывается в сухом состоянии.

Что же касается термина «удельный вес» то, под ним часто подразумевается плотность вещества, хотя, с точки зрения физики это разные понятия. Удельный вес – это отношение веса к объёму вещества. Из-за того, что на поверхности Земли вес практически равен массе, то и удельный вес равен плотности. Соответственно удельный вес щебня 10-20 составляет 1,35 т/м3, т. е. 1350 кг в одном кубическом метре.

Есть и другие параметры, влияющие на насыпную плотность гранитного щебня:

  • Вид и, соответственно, плотность породы из которого добывается щебень. Зависит от места добычи.
  • Условия хранения щебня.
  • Форма или лещадность щебня.
  • Процент водопоглощения.
  • Влажность материала.

К примеру, в сухом состоянии удельный вес щебня 20-40 по таблицам составляет 1,35 т/м3. При водопоглощении 0,5% его вес, соответственно, увеличится на данный показатель.

Значительно влияет и рельефность зерен щебня, его лещадность. Наиболее высокий показатель уплотнения имеют зерна кубовидной формы, содержащие до 15% игловатых и пластинчатых зерен. При большом содержании игольчатых и пластинчатых зерен плотность уменьшается. Такой щебень имеет наиболее высокую просадку и водопоглощение, требует особых условий при хранении и транспортировке.

Важность показателя насыпной плотности щебня

При производстве бетона существует зависимость – чем выше насыпная плотность или, к примеру, удельный вес щебня фракции 20-40, тем меньше используется цемента. Параметр насыпной плотности важен для транспортировки и хранения – определения грузоподъёмности транспорта и вместительности склада. От точности информации зависят параметры полученного бетона, характеристики строительных конструкций, транспортные расходы.

Для получения точного значения насыпной плотности проводятся лабораторные измерения. Так, например, чтобы определить удельный вес щебня 40-70 данным материалом заполняется определенная мера объёма, как правило, бочка объёмом до 50 литров. Взвешивание производится пустой и заполненной тары, разница показаний делится на объём. Полученный результат отражается в сертификатах сопровождающих материал.

Плотность определяет и после измельчения и высушивания единицы материала, что исключает наличие пустот. Так определяется реальная плотность щебня и его пористость. Например, если удельный вес щебня 5-20 составляет 1300 кг/м3, то полученный по данной методике результат будет составлять порядка 2500 кг/м3.

Можно и самостоятельно определить примерную насыпную плотность щебня, для чего необходима любая емкость, объём которой либо хорошо известен, либо легко определяется путем умножения длины на ширину и на высоту. Далее, как и в лаборатории, тара взвешивается пустой и заполненной материалом, полученная разница составляет чистый вес щебня. Полученный результат необходимо разделить на объем, и вы узнаете примерный удельный вес материала. Более точный результат дают только лабораторные исследования.

Плотность строительного щебня

При выборе любого сыпучего стройматериала обращается внимание на значение его насыпной плотности, и щебень не является исключением. Эта характеристика связана с другими, ее учет при расчете требуемого количества наполнителя и пропорций вяжущего обязателен. Значение указывается в паспорте производителем, при отсутствии данных его несложно проверить самостоятельно.

Основные характеристики щебня

Свойства этого материала зависят от используемого сырья и способа изготовления. Щебень имеет неорганическую основу, зерна получают путем дробления, промывания или сухого отсева гравия, твердых горных пород, доломита, продуктов вторичной переработки металлургической и строительной промышленности. Отдельной разновидностью считается керамзит – гранулы обожженной глины и сланца. При выборе любого наполнителя обращается внимание на следующие параметры:

1. Марочную прочность, определяемую пределом при сжатии исходной горной породы и дробимостью при раздавливании в барабане. Этот показатель считается основным, чем он больше, тем качественнее наполнитель и тем выше будет его цена.

2. Плотность щебня: истинную и насыпную, учитывающую объем пор и пустот.

3. Размер фракций, позволяющий сортировать наполнитель по назначению. Верхнее значение диапазона определяет максимально допустимую величину самых крупных зерен. При проведении бетонных работ он составляет 40 мм, щебень 40-70 добавляется в растворы в исключительных случаях, его основная сфера применения – дорожное строительство и дренажные системы.

4. Морозостойкость – число выдерживаемых материалом циклов полного промерзания и оттаивания, чем выше эта характеристика, тем лучше. Диапазон варьируется от F15 до F400.

5. Удельная активность естественных радионуклидов – обязательная к проверке, у щебня для жилых построек допустимый предел составляет 370 Бк/кг (I группа), для дорог допускается применение дробленых пород с радиоактивностью до 740.

Значение характеристик определяются в результате испытаний и указываются в прилагаемом паспорте, они проверяются не реже раза в год даже при добыче в одном и том же карьере. Марка щебня выбирается исходя из его целевого назначения.

Плотность разных видов

Этот показатель играет важную роль при определении пропорций строительных растворов: чем он выше, тем меньше вяжущего уйдет на обеспечение качественного соединения компонентов и тем прочнее получится конструкция. Как следствие, значение реальной массы щебня в занимаемом им объеме отслеживается и проверяется как производителем в лабораторных условиях, так и самостоятельным путем. Помимо подбора соотношений величина насыпной плотности используется при переводе объемов наполнителя в тонны и наоборот. Такие операции проводят при расчете грузоподъемности автомобилей при транспортировке и площади складских помещений при хранении материла.

Средняя плотность зерен щебня зависит прежде всего от типа сырья, максимальное значение наблюдается у твердых горных пород и продуктов вторичной переработки с вкраплениями металлов. Также на величину удельного веса щебенки оказывает влияние размер и форма фракций, чем меньше объем воздуха между частицами, тем он выше. Реальная плотность отличается от усредненной (полученной при взвешивании сухого материала) в большую сторону, для исключения ошибки при приготовлении растворов щебень рекомендуется просушивать. Показатель измеряется в кг/м3 или т/м3, ориентировочные значения для разных марок представлены в таблице:

Вид щебня в зависимости от происхожденияРазмер фракций, ммНасыпная плотность щебняРекомендуемая сфера применения
кг/м3т/м3
Гранитный щебень20-401370-14001,37-1,4Строительство ответственных объектов жилого и производственного назначения
40-701380-14001,38-1,4
Свыше 7014001,4
Гравий (дробленый и окатанные просеянные зерна)0-5 (отсев)16001,6Замес бетоном, заливка оснований домов, ландшафтный дизайн
5-2014301,43
40-10016501,65
Больше 16017301,73
Известняковый10-2012501,25Дорожное строительство, фундаменты легких построек, дренирование
20-4012801,28
40-7013301,33
Шлаковый (продукт переработки отходов металлургии)20-408000,8Изготовление шлакобетона и других пористых блоков дорожные работы
Керамзитовый20-40210-3400,21-0,34Системы дренажа, утепление строительных конструкций, приготовление керамзитобетона
10-20220-4400,22-0,44
5-10270-4500,27-0,45
ВторичныйНефракционный состав1200-30001,2-3Отвод воды и дренирование, бетонирование построек хозяйственного назначения
То же для дробленного бетона1170-13101,17-1,31

На практике диапазон плотности щебня разных марок более широкий. У гранитного с фракциями кубической формы она может достигать 1,7 т/м3, у габбро-диабазовых видов варьироваться от 1,44 до 1,58. Сфера применения зависит от размера фракций: нестандартные отсевы используются при изготовлении мелкоштучных изделий, средний диапазон востребован при замесе бетонов, щебень 40-70 – в дорожном строительстве.

Существует прямая связь между маркой материала и его плотностью: наполнители ниже М800 (с удельным весом менее 800 кг/м3) не подходят для бетонирования несущих конструкций, в пределах М800-М1200 считаются прочными, свыше М1200 – самыми надежными. Максимальная востребованность наблюдается у щебня 20-40 и 5-30 (средней фракции), его характеристики практически универсальны.

Средняя стоимость разных марок

Вид щебняРазмер фракций, ммОриентировочна цена за 1 м3, рубли
Гранитный отсев0-5От 1900
Гранитный щебень5-102100
5-202000
20-401950
40-70
Песчано-гравийная смесьДо 20 ммОт 1500
Гравий (природный, полученный путем просеивания)нефракционный1400
5-101850
5-201750
20-401800
Гравийный щебень3-101650
5-202050
20-401950
40-701850
Известняковый5-201350
20-401300
40-70
Керамзитовый5-101500
10-20
20-40
Шлаковый5-20900
60-100600
Вторичный щебень5-20900
20-40800
40-100

Указанная поставщиками плотность строительного щебня должна быть подтверждена паспортом, это же относится к другим важным характеристикам: уровню радиоактивности (требуется лабораторное заключение, что он не превышает 370 Бк/кг), прочности и морозостойкости. Доля зерен с формой или размером фракций, отличными от заявленного, не должна быть выше 10 %, нестандартных крупных – 0,5. Расценки на этот стройматериал во много зависят от сезонности и востребованности, щебень 20-40 и 5-20 имеют самую широкую сферу применения и обходятся дороже всего, их стоит заказывать заранее. В целях экономии его лучше купить оптом.

Как определить плотность щебня кг/м3

Щебень (см. видео) неотъемлемый материал для различных строительных и дорожных работ. Раздробленные обломки валунов, крупного гравия и других горных пород благодаря шероховатой поверхности образуют с цементным раствором прочное сцепление.

Один из главных характеристик щебня его плотность, то есть отношение массы к объему.

Один из главных параметров этого стройматериала плотность щебня, то есть отношение массы к объему. Именно плотность оказывает преимущественное влияние на многие другие его качества.

Основные характеристики щебня

Этот материал принято классифицировать:

  • по плотности,
  • по минеральному составу,
  • по крупности зерен,
  • по прочности, морозо- и водостойкости.

Щебень характеризуется по плотности, по структуре, по крупности зерен, по прочности, морозо- и водостойкости.

Первичный щебень получают, измельчая природные материалы. Вторичный же образуется в процессе переработки строительных отходов: старого асфальта, бетонных глыб, битого кирпича, шлаков.

По минеральному составу щебень бывает гранитный, гравийный, известняковый, шлаковый. Чем меньше в нем фракций слабых пород и пыли, тем лучше он связывается с компонентами раствора.

Важной характеристикой является лещадность форма плоскостей гранул. Предпочтительны зерна в виде миниатюрных кубов, у них минимальная лещадность, и, следовательно, более высокое качество. Острые же гранулы образуют множество пустот, из-за которых ухудшается плотность щебня.

Важна и степень однородности зерен по размерам. Чем они однороднее, тем лучше усадка и опять-таки выше плотность щебня. Кроме того, он должен быть морозо- и водостойким, то есть не разрушаться из-за периодических перепадов температур, инея, туманов и дождей.

Имеет также значение его способность испускать и поглощать ионизированные излучения. Материал для строительства жилых зданий по радиоактивности должен быть только первого класса, лучше всего гранитный. Щебень второго класса более радиоактивен, его следует использовать для строительства удаленных автодорог и транспортных развязок.

Вернуться к оглавлению

Виды плотности щебня

Поскольку гранулы этого сыпучего стройматериала прослоены воздухом, плотность его насыпи иная, нежели 1 куб. м недробленой породы. Чем мельче будут гранулы, тем больше станет их удельная плотность и, следовательно, выше вес 1 куб. м, то есть насыпная плотность. Зависит она от того, как много в ней твердых, особо прочных минеральных вкраплений.

Таблица характеристик щебня.

Чтобы определить насыпную плотность щебня, используют пустую емкость объемом до 50 л. Ее взвешивают, затем насыпают щебень слоем 1 м и снова взвешивают.

Формула, по которой вычисляется искомый показатель, измеряемый в кг/м³:

где P плотность строительного щебня, m2 масса емкости со щебнем, m1 масса пустой емкости, V ее объем.

Такие исследования проводят в лабораторных условиях с использованием емкостей специальной формы и размеров, которые регламентированы ГОСТом 9758-86. Но насыпную плотность несложно определить и самостоятельно. Для этого можно использовать обычное корыто, в котором замешивается раствор. Нужно взвесить пустое корыто, наполнить его щебнем вровень с краями, снова взвесить и произвести расчет по этой же формуле. Объем корыта V легко узнать, перемножив его длину, ширину и высоту.

Значение насыпной плотности в строительстве трудно переоценить. Ее нужно знать и обязательно учитывать при приготовлении раствора. Ведь чем она выше, тем меньше цемента понадобится. Кроме того, это и экономия платы за транспортировку и хранение материала.

Насыпная плотность щебня существенно отличается от истинной (реальной). Ее определяют только лабораторно, когда требуется знать степень пористости материала. Для этого его предварительно измельчают, высушивают, чтобы удалить все пустоты, а потом взвешивают. Насыпная плотность щебня, например, фракции 5-20 мм 1320 кг/м³, а истинная почти 2600 кг/м³, то есть практически вдвое больше.

Вернуться к оглавлению

Гранитный щебень

Особенности гранитного щебня.

Этот вид стройматериала производится из твердых гранитных пород с зернистой структурой. Обычно они характерного серого или розоватого цвета с темными крапинками из-за большого содержания полевого шпата и слюды. Плотность щебня (и, соответственно, его прочность) может колебаться от 1300 до 1700 кг/м³.

В классификации материала по размерам гранул выделяют пять групп. I группу составляют самые мелкие фракции, меньше 5 мм. Это отсев с большим содержанием пыли, вплоть до 25%. Его применяют в ландшафтном дизайне, для декоративной отделки, обустройства спортивных и детских игровых площадок, зимой посыпают им тротуары при гололеде.

II группа фракции размерами от 5 до 20 мм, так называемый сопутствующий материал с незначительным содержанием пыли. Это более востребованный щебень для возведения фундаментов, бетонных конструкций, мостов, автодорог, аэродромов.

III группа фракции среднего, наиболее востребованного размера: от 20 до 40 мм, почти без пыли. Это самый ходовой щебень для фундаментов, железобетонных конструкций, строительства автомобильных, железных дорог. Его используют и как наполнитель в бетонах при сооружении площадок для тяжелой строительной техники.

Физико-механические свойства шлакового щебня.

IV группу составляют довольно редко используемые фракции от 25 до 60 мм. Такой крупный материал годится для работ с большим количеством бетона, при возведении массивных конструкций. Иногда его используют как фильтрующий элемент.

Наконец, V группа самые крупные фракции от 40 до 70 мм. Фактически это бутовый камень, если даже он и дробленый. Длина его обычно 20-30 мм. Он хорош для фундаментов, подпорных стен, отделки бассейнов, различных оградительных сооружений.

Для гранитного щебня II-V групп в целом характерны:

  • объемная насыпная масса при средней влажности 1370 кг/м³,
  • марка прочности 1400,
  • количество фракций слабых пород не более 3,5%,
  • наличие пыли не более 0,25%,
  • морозостойкость F-400.

Вернуться к оглавлению

Другие виды щебня

Поистине уникальный стройматериал известняковый щебень. Он ценен своей высокой прочностью, морозостойкостью, экологической чистотой. Для фракций от 5 до 40 мм характерны: насыпная плотность 1300 кг/м³, лещадность не более 12%, содержание пыли до 2%, наличие слабых пород до 9%, марка прочности М600-М800, пористость не выше 7,3 %, влажность не более 4% и водопоглощение 2,5%, морозостойкость F-150.

Гравийный щебень в основном используется в качестве наполнителя для бетонных и железобетонных блоков, монолитных конструкций, плит перекрытия, устройства дренажа, ландшафтного дизайна. Его объемная насыпная масса в среднем 1400 кг/м3, марка прочности 1200, морозостойкость F-350.

Средняя плотность шлакового щебня около 800 кг/м³. Его прочность имеет соответствующую маркировку. Самые прочные марки М800-М1200, а высокопрочные от М1400 до М1600. Наконец, плотность вторичного щебня от 1200 до 3000 кг/м³, а габбро-диабаза (разновидности гранита, близкой к базальту) от 1450 до 1580 кг/м³.

Таким образом, для всех видов этого стройматериала насыпная плотность имеет первостепенное значение.

Почему объемный вес разных типов щебня сильно отличается?

Внимание! Указанная в данной статье плотность сыпучих материалов является только примерной и весьма приблизительной. Чтобы узнать актуальную плотность необходимого материала – просто позвоните нам по телефонам (343) 372-15-80(81,82,83), и наши менеджеры бесплатно проведут для вас все необходимые расчеты.

Независимо от размаха строительных или дорожных работ очень важно разбираться не только в правильности подбора материалов по их качеству, но и в расчетах веса определенного объема материалов. Так если со штучными материалами достаточно все просто, то сыпучие материалы, как щебень, немало доставляют проблем с определением его достаточного количества на рабочем объекте. Расчет, сколько тонн в кубе щебня, можно провести, только учитывая особенности материала.

Отличия щебней, влияющие на его объемный вес

Щебень – натуральный качественный материал для заполнения объема при отливании бетонных объектов или мощения и отсыпки дорог и площадок. Получают щебень путем дробления разных каменистых пород, поэтому щебни существенно отличаются между собой.

Важнейшими параметрами для определения, сколько весит 1 куб щебня, являются:

  1. Вид породы, применяемой для производства щебня, так удельный вес туфового щебня составляет всего 800 кг/м3, а мраморного и шлакового – 1500 кг/м3.
  2. Размер и форма фракции щебня существенно влияет на наполнение объема, при этом выделяют отдельные свойства:
  3. Лещадность – самый важный параметр, описывающий форму щебня с учетом пластинчатости и игольчатости, т.е. какое количество «пластин и иголок» находится в общей массе, ведь от этого сильно зависит степень наполнения объема. Кубовидные формы щебня имеют высокое уплотнение, а вот игольчатые и пластинчатые – создают большое количество пустот, что при использовании в строительстве в качестве наполнителя бетона приводит к повышенному расходу основных материалов. Поэтому принято считать, что для плотного наполнения необходимо использовать щебень с предельно низкой лещадностью до 15%, а для создания отсыпки и «подушки» больше подходит нормальный щебень (25-50%), образующий большое количество пустот.
  4. Водопоглощение щебня – важнейший фактор, дающий погрешность при пересчете тонны в кубы щебень. Водопоглощение напрямую зависит от материала щебня (т.к. пористость очень разная) и от размера фракции (чем мельче фракция, тем больше поверхностное удержание воды). Общее водопоглощение в зависимости от вида материала щебня может быть до 10%, что часто приводит к ошибочным измерениям.
  5. Размер фракции щебня, от которого зависит насыпная плотность материала. Так если фракция щебня 5-20 мм имеет насыпную плотность 1,36 т/м3, то при увеличении фракции до 40-70 мм плотность будет составлять 1,32 т/м3. Поэтому всегда пересчитывая щебень м3 в тонны, необходимо учитывать размер его фракции.

Основы пересчета веса щебня в кубометры

Учитывая вышеперечисленные факторы, подсчет, сколько весит кубометр щебня, можно провести, только имея точные сведения о материале, отраженные в ГОСТе или сопроводительных документах на материал. Пересчет тонны в кубы щебня провести можно несколькими способами:

1. Зная точную плотность материала и насыпную пустотность, учитывающую размерность фракции можно провести расчет, к примеру:

  • Средняя плотность гранита составляет 2600 кг/мз.
  • Пустотность фракции 5-20 мм составляет 43%, а наполненность 57%.
  • Тогда насыпная плотность будет составлять 2600*0,57=1482 кг/м3
  • При тех же физических параметрах песчаника или известняка насыпная плотность будет значительно меньше, т.к. плотность материала составляет 2280 кг/м3, что дает результат 2280*0,57=1300 кг/м3.
  • Из выше полученных результатов можно определить, сколько щебня в 1 м3, так в 5 м3 гранитного щебня будет 7,4 тонны (1482*5=7410), а песчаной щебенки – 1300*5=6500 кг.

2. Зная насыпную плотность щебенки, которую обычно указывают в сопроводительных документах, и приобретаемый объем, узнать его вес не составит труда, к примеру:

  • Щебень гранитный – 1470 кг/м3 * 3 м3 = 4,4 тонны.
  • Щебень терриконовый – 1150 кг/м3 * 3 м3 = 3,45 тонны.
  • Щебень мраморный – 1500 кг/м3 * 3 м3 = 4,5 тонны.
  • Щебень туфовый – 800 кг/м3 * 3 м3 = 2,4 тонны.

Точность расчетов объема и веса щебня

При расчетах веса щебенки обычно используются усредненные показатели насыпной плотности 1400 кг/м3, но не стоит забывать, что материал также имеет параметры водопоглощение и уплотнения при транспортировке и хранении, которые не стоит сбрасывать со счетов. Ведь водопоглощение может составлять около 10%, что соответственно пропорционально увеличит вес и уменьшит объем.

Точно также имеется большое влияние на отношение вес/объем из-за размера и лещадности фракции щебня, ведь кубическая фракция достаточно быстро и легко уплотняется даже под своим весом, а игольчатые и пластинчатые слабо уплотняются даже при механическом воздействии. Поэтому данный параметр обязательно нужно учесть при заказе необходимого объема щебня, т.е. всегда необходимо использовать поправочный коэффициент 1,1-1,2.

Вес щебня

Подсчет объёмов и веса строительных материалов осуществляется еще на этапе проектирования объекта. Щебень 5…20 мм при взведении железобетонных зданий и сооружений доставляют на площадку в больших объёмах, необходимо заранее определить его массу, чтобы правильно подобрать технику для перевозки и заказать нужное количество поставок. Существует множество разновидностей этого сыпучего материала и все они имеют разный вес.

Классификация

Вес 1 м 3 щебня зависит от нескольких факторов:

  • Порода, из которой получены камни;
  • Фракция и лещадность. Для строительных задач часто выбирают размер зёрен 5…20 мм, для подготовительных и других работ более крупные или мелкие фракции.

По происхождению строительный щебень делится на несколько групп:

  • Гранитный – самый прочный и востребованный, одновременно дорогой и долговечный. Камни плотные беспустотные, а лещадность согласно ГОСТ 8267-93 допускает не более 5% плоских зерен. Как следствие – плотность насыпи максимальная.
  • Известняковый природный щебень используется как заполнитель бетонов низкой марки прочности и для приготовления извести и её содержащих материалов. Соединения кальция имеют сравнительно небольшую массу, поэтому 1 куб весит меньше, чем гранитный.
  • Гравийный – это продукт измельчения скалистой породы, которую добывают при разработке карьеров в горах, руслах рек и водоёмов. Это востребованный строительный материал, обладающий оптимальными характеристиками, близкими к граниту, но гораздо более дешевый и распространенный.
  • Шлаковый – это щебень, получаемый в результате переработки металлов. Прочный и дешевый материал с внушительным весом куба.
  • Песчаник – это щебень из твердых горных пород, используется в общестроительных работах.
  • Терриконовый – это черный щебень, продукт отвала старых угольных шахт. Зерна используются в дорожном строительстве в виду загрязнённости.

Существуют и другие разновидности крупного заполнителя, но в строительстве используются преимущественно перечисленные виды.

Представленные типы пород, из которых получается щебень, имеют разные характеристики: водопоглощение, вес, пористость и т.д. Это является определяющим фактором веса кубического метра материала.

Табличная масса

Определить абсолютную плотность щебня в кубометрах невозможно – это сыпучий материал и между зернами обязательно присутствуют воздушные промежутки. Поэтому чем крупнее фракция, тем больше места между камнями, тем легче мешок щебня (бывает 5…30, 40, 50 кг) и другие единицы объёмного измерения.

Как уже говорилось, объемный вес щебня зависит от характеристик горных образующих пород. По этому признаку мы составили таблицу, отражающую, сколько в кубе килограммов сыпучего материала разных пород с практическим пересчетом на стандартные ведра:

ТипУдельный вес щебня, кг/м 3Масса щебня в ведре 12 литров, кг
Гранитный147017,5
Гравий140017
Известняковый130015,5
Шлаковый150018
Песчаник130015,5
Терриконовый115014
Щебень туфовый8009,5
Щебень мраморный150018

Вес в кубе щебня может меняться в зависимости от влажности, обычно это небольшая доля – около 1-3% от общей массы насыпи.

Другое дело – фракция зёрен. Она оказывает прямое влияние на массу заданного объёма. Чтобы определить закономерность, рассмотрим таблицу веса щебня разных фракций из гранитных пород:

ФракцияВес щебня в 1 м 3 , тонн
0-51,41
5-101,38
5-201,35
5-251,38
20-401,35
25-601,37
40-701,35
0-701,52

Таблица объемного веса щебня по фракциям демонстрирует массовое превосходство зерен мелкого размера в виду более плотного их заполнения заданного объёма. Категория 0…70 мм – самая тяжелая за счет присутствия и мелких, и крупных камней – они органично заполняют пространство, но в строительстве на практике такая фракция не встречается – слишком обобщенная.

Фактический вес

Насыпной вес 1м 3 щебня принимают, опираясь на табличные данные, но они могут отличаться от реальных. Масса объёма может быть увеличена или уменьшена за счет увеличения/снижения влажности, наличия не отсеянных примесей. Снижение веса не так опасно, как увеличение, опасность заключается в неправильном подборе перевозящей техники (грузоподъёмности кранов, самосвалов).

Определить массу щебня можно взвешиванием насыпи на месте. Для этого на весы устанавливают технику, фиксируют ее массу, затем нагружают. После этого камаз заводят обратно для контроля допустимой нагрузки и при условии ее выполнения щебень отправляется на объект.

При выборе транспорта также необходимо учитывать объём кузова: камаз щебня грузоподъёмностью 15 тонн сможет перевезти не более 15 000 килограммов зерен нужной фракции, но не более 10 кубических метров насыпи (ограничение объёма). Таким образом, к доставке будет всего лишь 13500 кг щебня фракции 5…20 мм.

Насыпная плотность сыпучих материалов

Насыпная плотность – это отношение веса рыхлого материала к его объему, полученному при свободной засыпке в емкость. Она состоит из плотности твердого вещества, воды и воздуха , которые заполняют поры и промежутки между отдельными частицами. Измеряется в кг/м³, г/см³, т/м³.

Практически каждый из вас, кто занимался строительством или ремонтом, сталкивался с необходимостью приобретения сыпучих строительных мате р иалов и грунтов.

В следствии чего возникали вопросы:

  • Как правильно рассчитать необходимое количество материала для производства тех или иных работ
  • Как проверять привезённый материал по количеству и качеств у
  • Что такое «Насыпная плотность»
  • Что такое «Коэффициент уплотнения»

Для расчёта насыпной плотности рекомендуем наш КАЛЬКУЛЯТОР

Что такое насыпная плотность и какие факторы влияют на этот показатель

Насыпная плотность – изменчивая величина. При определенных условиях материал одного и того же веса может занимать разный объем. Также п р и одинаковом объеме масса может изменяться.

Больше всего на показатель влияют такие факторы:

  • Размеры и форма зерен
  • Пористость материала
  • Влажность
  • Уплотнение при транспортировке и склади р овании
  • Плотность твердого вещества

В продолжении раздела вы найдете более детальную информацию о влиянии всех этих факторов.

Размер и форма зерен

Чем мельче частицы, тем плотнее они располагаются в к у че. Поэтому самую высокую насыпную плотность имеют такие материалы как песок, отсев и дресва. Чем крупнее зерна, тем больше между ними пустот. Например, мелкий отсев (фракции 0-5) может иметь насыпную плотность до 1910 кг/м³, в то время как крупный щебень (фракции 40-70) имеет показатель не более 1 170 кг/м³. Это значит, что в одну и ту же емкость поместится больше мелкого материала, чем крупного.

Кроме размера, важную роль играет и форма зерен. Лучше всего уплотняются частицы правильной формы. Например, насыпная плотность кубовидного щебня всегда б у дет высокой. Если в нем много лещадных зерен (плоских или игловидных), показатель сразу снизится.

Пористость

Пористость характерна для всех сыпучих материалов. Она измеряется объемом промежутков между твердыми частицами. Поры бывают открытыми и зак р ытыми. Количество открытых может резко уменьшатся при уплотнении (особенно при низкой влажности материала). Закрытые поры находятся внутри твердых частиц; они заполнены воздухом или влагой. Наличие таких пор уменьшает плотность и мало влияет на ее изменение при трамбовке. Например, большое количество закрытых пор в керамзите , поэтому его насыпная плотность всегда низкая.

Влажность

Влажность – одно из важнейших свойств, влияющее на характеристику. Вода вытесняет из пор воздух, показатели которого не учитываются п р и вычислении насыпной плотности. Поэтому в дождливую погоду или после хранения материала под снегом его плотность увеличивается.

Перевозка и хранение

Транспортировка и хранение на складе вызывают уплотнение мате р иала. Не удивляйтесь, если вы закажете 10 кубов, а вам привезут только 9,5. Вибрация вызывает смещение частиц по отношению друг к другу, уменьшает пористость, взывает усадку. То же происходит при хранении на складе – материал уплотняется за счет давления собственного веса. Вычислить, на сколько у меньшится объем, можно с помощью коэффициента уплотнения.

Если вы засыпаете яму щебнем, отсевом или песком, со временем его объем также уменьшится. Поэтому закупать нужно всегда чуть больший объем материала и вычислять его будущ у ю усадку с помощью коэффициента.
Данный показатель применим не для всех материалах. Обычно он указывается в ГОСТе.

Ниже приведены ссылки, пройдя по которым, вы найдете коэффициенты для следующих материалов:

  • Керамзит
  • ПГС
  • Песок
  • Почвосмесь
  • ПЩС
  • Щебень

Плотность твердого вещества

Плотность твердого вещества – самый стабильный показатель. Он зависит исключительно от физических и химических свойств мате р иала и не изменяется при перевозке, складировании, повышении влажности.

Как определить насыпную плотность

Насыпную плотность определяют разными способами. Одни могут использоваться даже в полевых у словиях, другие доступны только в специализированных лабораториях.

Весовой метод

Это самый простой способ определения показателя. Для его проведения необходимо иметь воронку, цилиндр определенного объема и весы. Мате р иал засыпают в воронку, из которой он поступает в цилиндр. Когда емкость полностью заполнится, специальной пластиной выравнивают верхний слой. Затем пробу взвешивают и вычисляют соотношение массы к объему.

Весовым методом можно определить насыпную плотность и в полевых условиях. Достаточно иметь емкость известного объема (например, ведро) и бытовые весы. В ведро насыпаем мате р иал и взвешиваем. Получаем вес. Далее вычисляем насыпную плотность.

Например, ведро 10 литров имеет объем 0,01 м³. Гранитный щебень, помещенный в это ведро, весит 18 кг. Это значит, что насыпная плотность будет равна 1800 кг/м³. Понятно, что результат будет лишь приблизительным, так как в лабораторных условиях точно взвешивают масс у емкости и массу пробы, пробу насыпают с определенной высоты и так далее. Но если под рукой нет оборудования и специалистов, то можно определить примерную насыпную плотность таким вот образом.

Метод режущих колец

Насыпную плотность грунта вычисляют с помощью р ежущих колец с известным объемом. В качестве вспомогательных инструментов служат нож и две металлические пластины.

Последовательность методики следующая:

  • Взвешивают кольцо и пластины
  • Выравнивают ножом поверхность грунта
  • Смазывают внутреннюю поверхность кольца техническим маслом
  • Опускают кольцо в г р унт, пока он полностью не заполнит внутреннее пространство
  • Выравнивают ножом верхний край
  • Срезают грунт снизу кольца конусом
  • Аккуратно на ноже переносят кольцо на пластину и устанавливают вверх конусом
  • Срезают верхний слой земли на уровне кольца
  • Взвешивают пробу и отнимают от ее массы данные кольца и пластин
  • Разделяют вес грунта на объем кольца и получают насыпн у ю плотность

Лабораторные методы

В научных лабораториях применяют косвенные методы определения насыпной плотности по затуханию рентгеновских, радиоактивных или ультразвуковых лучей. При прохождении через разные материалы они частично поглощаются. С помощью специальных п р иборов измеряется интенсивность излучения до и после прохождения через пробу.

По величине насыпной плотности материалы разделяют на группы:

  • Легкие (меньше 600 кг/м³)
  • Средние (600-1 1 00 кг/м³)
  • Тяжелые (1100-2000 кг/м³)
  • Сверхтяжелые (больше 2000 кг/м³)

Для чего определяют насыпную плотность

Знать насыпную плотность важно в таких ситуациях:

  • Вам известен объем ямы или канавы, которую нужно засыпать , а вы хотите узнать вес материала, который для этой цели необходимо купить
  • В продаже есть материал в килограммах, а вам нужно знать его объем
  • Вы хотите правильно р ассчитать количество единиц транспорта, необходимых для перевозки купленного материала

Показатель учитывается при расчете веса и объема материалов в нашем калькуляторе. Для вашего удобства мы привели конкретные циф р ы в таблице Насыпная плотность нерудных материалов.

Показатель плотности строительного щебня

Удельный (насыпной) вес строительного щебня широко используется при подборе пропорций бетона, расчете количества для засыпки подушек и оснований, проверки массы и объема отгрузки, планировании условий хранения и аналогичных операциях. На его точное значение влияют плотность зерновой основы, размер фракций, происхождение наполнителя и степень его насыщения влагой.

Факторы влияния плотности на другие рабочие характеристики

С учетом сыпучей природы данный основополагающий параметр описывается как отношение массы к занимаемому объему. Расчет проводят исходя из замеров, проведенных в обычных условиях (поддержке нормативной влажности и отсутствии трамбовки). Полученное число является усредненным, но оно косвенно определяет прочностные, весовые и аналогичные рабочие характеристики. Существует прямая связь между величиной насыпной плотности и:

  1. Размерами отдельных фракций: мелкозернистые виды ПГС и их аналоги имеют большой удельный вес (1600 кг/м3), востребованная марка 20-40 с примерно одинаковой прочностью – 1400. Это же относится к содержанию частиц с пластинчатой или игольчатой формой: чем выше лещадность, тем больший объем воздуха вовлечен.
  2. Истинной плотностью щебня, напрямую зависящей от структуры материала основы и его марки прочности. При равных размерах максимальный удельный вес будут иметь продукты дробления гранитных и габбро-диабазовых пород.
  3. Пористостью и водопоглощением. Туф, пемза и схожие наполнители легких видов бетона весят не более 800 кг/м3 и имеют максимальные способности к накапливанию влаги, средние наблюдаются у известняковых пород.

В строительной практике большое значение удельного веса не является однозначным признаком высокой марочной прочности, но оно обязательно учитывается при подборе пропорций. При замесе раствора с таким заполнителем вяжущее расходуется более экономно. Также при использовании разновидностей с высоким удельным весом тратится меньше сил на трамбовку подушек под фундамент и дорожных оснований.

Способы определения показателя в домашних и лабораторных условиях

Методы измерения насыпной плотности регламентированы ГОСТ 9758, полученные параметры в обязательном порядке указываются в паспорте продукции. Для проведения этого опыта в лаборатории проба высушивается до постоянной массы и засыпается в сосуды с известной емкостью без дополнительного уплотнения. При этом высота насыпания – установленная величина и не превышает 1 м, размеры воронки задаются нормами ГОСТ. Так, для нахождения удельного веса наполнителя с зерном в пределах 5 мм применяется 1 л чаша высотой в 108,5 и диаметром 108 мм, крупных кусков в 70 мм – 234 и 233,8, соответственно.

Вес пустой тары узнается заранее, после чего она еще раз взвешивается в заполненном виде. Далее расчет ведется по простой формуле – разница масс в кг делится на объем мерного сосуда в м3. Опыт с замерами повторяют дважды, предельно допустимое расхождение результатов не должно превышать 5 %. Одним из важнейших требований стандарта при этом является взятие каждый раз новых проб щебня с той же фракцией и его просушкой с той же длительностью.

В заводских и домашних испытаниях отборы берут при хранении сыпучего материала в условиях естественной влажности, в сушильном электрошкафу при этом нет необходимости. Размер частиц в ходе замеров строго контролируется, для каждой группы определяется своя величина плотности. Полученное среднеарифметическое значение используется в качестве рабочего с учетом его возможного увеличения на 7 % при намокании. Данный опыт без проблем проводится дома, единственное ограничение – отсутствие правильных мерных сосудов. Оно устраняется увеличением числа замеров и применением емкости с хорошо известным объемом.

При необходимости получения истинной плотности опыт усложняется. Проводится только в лаборатории, нужная величина рассчитывается исходя из объема вытесняемой материалом дистиллированной воды из пинометра в процессе кипячения. Размер фракций при этом роли не играет, в ходе подготовки продукция последовательно измельчается до 5 и 1,25 мм и протирается до полного прохождения через сито №008.

По аналогии с опытом по определению насыпного удельного веса полученная взвесь нуждается в просушивании до постоянной массы в условиях комнатной температуры, дальнейшие действия отличаются – проба кипятится в пикнометре 15-20 минут и взвешивается. Окончательный результат выбирается исходя из данных двух параллельных опытов, расхождение между ними не должно отклоняться от ±0,05 г/см3, при значительной разнице дистиллированную воду заменяют керосином.

Таблица плотности для разных видов щебня

В зависимости от способа происхождения условно разделяется на первичный (получаемый при пропускании через грохоты и дробилки гравия, гальки и камня, добываемого в отвалах и карьерах) и вторичный (являющийся продуктом измельчения старых кусков бетона, кирпича, асфальта, шлаков и аналогичного сырья).

ВидСредняя плотность, кг/м3Ориентировочный вес 1 строительного ведра объемом в 12 л, кг
Гранитный или гравийный147017,5
Габро-диабазовый158018,9
Песчаник130015,5
Туф и аналогичный наполнитель для легких бетонов80095
Терриконовый (черный)115014
Шлаковый150018
Вторичный щебень (отходы строительства)120014,4
Известняковый130015,5
Мраморный150018

На практике помимо истинной плотности и пористости на значение оказывает сильное влияние размер фракций, форма и лещадность. Взаимосвязь между ними для наполнителей с разным происхождением отражена в таблице:

ВидРазмер, ммЗначение насыпной плотности, кг/м3
Продукты дробления гранитных пород20-401370-1400
40-701380-1400
от 70 и выше1400
Известняковый10-201250
20-401280
40-701330
Шлаковый20-40800
Вторичный строительныйНефракционный1170-1310
ПГС0-51600
Гравийный щебень и просеянная галька5-201430
40-1001650
более 1601730

Плотность щебня

Щебень представляет собой сыпучий неорганический строительный материал, получаемый методом дробления натурального камня или же твердых отходов строительных материалов. Щебень из камня принято называть первичным. Для его производства используется галька, валуны, пемза, гранит и другие природные камни. Щебень, получаемый из строительных отходов, называют вторичным. Для его получения перерабатывают методом дробления куски бетона, асфальта или кирпича.

Измельченный первичный щебень получают методом грохочения горных пород, добытых в карьерах. Вторичный щебень получают с помощью механических дробилок, в приемный бункер которых загружают куски бетона, асфальта или колотый кирпич.

Оба вида щебня обладают очень полезным для строительства свойством. Они великолепно закрепляются на поверхностях, покрытых цементным раствором. Это их свойство активно используется в строительстве и в том числе автомобильных и железных дорог.

Качество щебня

Качество щебня определяют по нескольким параметрам. Это плотность, лещадность (форма фракции), морозостойкость, прочность и радиоактивность. Этих критериев оценки качества вполне достаточно для того, чтобы определить целесообразность его использования на конкретном строительном объекте.

Плотность

Самым главным параметром определения качества щебня является плотность. Именно плотность определяет прочность будущего дорожного покрытия или строительной конструкции. Плотность щебня определяется отношением массы к объему. Принято измерять ее в тоннах или килограммах на один кубический метр. Для более точной оценки плотности ее измеряют в двух вариантах. Первый это общая (насыпная) плотность, которая учитывает воздушное пространство между кусками сухого щебня. Второй вариант — это истинная плотность, которую измеряют без учета пустого пространства в мерной емкости. Для этого щебень в лаборатории дополнительно измельчают до полной ликвидации пористости массы. Такой анализ делается для получения наиболее точного результата для проведения ответственных инженерных расчетов. На практике же параметр насыпная плотность используется гораздо чаще. Именно эта единица измерения применяется при производстве щебеночно-цементных смесей.

Плотность щебня может быть измерена разными способами. Чаще всего это делается с использованием мерных емкостей или же таблиц. В качестве мерной емкости используют цилиндрический сосуд емкостью от пяти до пятидесяти литров. Его заполняют щебнем с горкой. Затем горку снимают так, чтобы ни одна крошка не возвышалась над кромкой сосуда. После этого сосуд со щебнем взвешивают и от полученного результата отнимают вес пустого сосуда. Чистый вес щебня разделяют на объем сосуда и получают реальный показатель плотности данной партии щебня.

Такое измерение можно выразить по формуле: Рн = (m2 — m1): V, где m1 — масса пустого сосуда; m2 — его масса со щебнем, V — его внутренний объем.

Измерение плотности щебня делается в соответствии с требованиями ГОСТа. Допускается использовать сосуды строго определенной формы и размеров. Для измерения плотности щебня разной фракции используются только соответствующие измерительные емкости. При засыпке щебня в сосуд запрещается утрамбовывать материал, в противном случае измерение не будет соответствовать действительной плотности данной партии щебня. Общая плотность щебня всегда выше насыпной, и это вполне понятно. И тот и другой результат измерений указывается в сопроводительных документах. Аналогичным способом измеряют плотность любых сыпучих строительных материалов.

Допускается измерять плотность щебня и с использованием специальных таблиц. При этом погрешность измерения будет составлять порядка одного процента. То есть такая погрешность не является критичной при проектировании дорожного покрытия или строительных конструкций. В таблицах приведены результаты измерений плотности различных видов щебня, ранее полученные лабораторным путем. Используя коэффициент перевода и данные таблицы легко определить плотность конкретной партии щебня.

Для строителей важным показателем является именно насыпная плотность щебня. Именно от ее величины будет зависеть прочность строения или дорожного полотна. Кроме того, показатель насыпной плотности позволяет учесть плотность той субстанции, которой будут заполнены пустоты между кусочками щебня. Плотность субстанции в любом случае будет ниже плотности щебня, даже если это будет сухой песок. Таким образом, инженеры могут рассчитывать реальную прочность строительных или дорожных элементов. Кроме того, знание реальной величины насыпной плотности щебня, позволяет получить определённую экономию. К примеру, при высокой насыпной плотности щебня можно существенно сократить норму расхода цемента для производства смеси. Этот показатель также важен для оптимальной организации перевозок щебня и выбора для этого наиболее экономичного транспортного средства.

Насыпная плотность

Для пересчета массы щебня в объем и наоборот используется такая единица измерения, как коэффициент насыпной плотности. Иногда эту единицу называют коэффициентом перевода или коэффициентом уплотнения. Об этом коэффициенте стоит поговорить подробнее с приведением примеров. Когда на строительный объект привозят щебень, то он в пути всегда уплотняется по причине тряски. То есть на заводе загрузили кузов самосвала до полной вместимости, а на строительную площадку машина приезжает как бы с недогруженным кузовом. Если хищения не было, то масса щебня от утряски не изменилась. Определить это и позволяет коэффициент перевода. Для каждого вида щебня он свой. Получатель груза знает объем кузова самосвала и легко измеряет объем щебня в нем. Умножив его на коэффициент перевода, получатель определит значение реального веса доставленного материала. Вот так делается учет расхода щебня.

Коэффициент перевода не является константным, для каждого вида сыпучих материалов он свой. Абсолютная же его величина зависит от плотности материала, в нашем случае это щебень. Так вес одного кубического метра гранитной крошки составляет 2,6 тонны, а такой же объем известняковой крошки будет весить от 2,7 до 2,9 тонн. Известняк тяжелее гранита за счет присутствия в его структуре доломитов и кварца. Понятно, что при равном весе двух сортов такого щебня, их объем будет существенно разным.

О разнице объемов при одинаковой массе будут говорить истинная и насыпная плотность щебня. К примеру, истинная плотность гранитного щебня с фракционностью 5-20 миллиметров составляет 2590 кг/м3, а показатель насыпной плотности для такого же объема гранитного щебня составляет только 1320 кг/ м³. Знание этих величин позволяет точно рассчитать необходимое количество щебня, песка и цемента для изготовления конкретного строительного изделия или элемента конструкции.

Фракция и прочность

Также важными для обозначения качества щебня считаются такие параметры как фракция и прочность. Фракция, иными словами размер щебня может быть стандартной, нестандартной и европейской. Щебень стандартной фракции имеет размеры 5-10, 10-20, 5-20 миллиметров, а не стандартной фракции 10-15 и свыше 15-20 миллиметров. Европейский щебень имеет размеры от 3 до 5 миллиметров. Прочность щебня может быть обычной — М 800-1200; высокой — М 1400-1600; средней — М 600-800; слабой — М 300-600 и минимальной — М 200.

Щебень: насыпная плотность

Насыпная плотность щебня – это соотношение веса и объема неуплотненной измельченной породы. Показатель насыпной плотности указывает, какая масса щебня со всеми примесями и пустотами занимает объем равный 1 м3.

Это свойство зависит от происхождения и фракционности щебня. Исходя из насыпной плотности, выбирают условия транспортировки и хранения, а также количество щебня, необходимое для приготовления бетонного раствора нужной прочности.

Определение насыпной плотности

Чтобы узнать насыпную плотность, щебень свободно высыпают в емкость с высоты 1 метр, затем срезают получившуюся «горку» и взвешивают. Из полученного результата вычитают вес емкости, а затем вес самого щебня делят на объем сосуда. Так получают показатель насыпной плотности, измеряемый в кг/м3.

Для мелкофракционного щебня высокой прочности (гранитного, гравийного) показатель насыпной плотности будет выше, для крупнозернового материала с большим количеством пустот — меньше.

Насыпную плотность определенного вида щебня можно узнать без лабораторных исследований с помощью специальных таблиц, но в этом случае погрешность составляет около 1%. Ниже приведены такие показатели для наиболее распространенных разновидностей.

Насыпная плотность разных видов щебня

Гранитный щебень

Для щебня с фракциями 20-40 мм насыпная плотность составляет 1370-1400 кг/м3. У партий с крупными фракциями показатель может достигать 1690 кг/м3.

Гравийный щебень

Насыпная плотность мелкофракционного (0-5 мм) гравийного щебня составляет 1600 кг/м3. Для фракций 5-20 мм – 1430 кг/м3 , свыше 40 мм – 1650 кг/м3.

Известняковый щебень

При размере фракций от 10 до 20 мм насыпная плотность равна 1250 кг/м3, для фракций от 20 до 40 мм – 1280 кг/м3, а свыше 40 и до 70 мм – 1330 кг/м3.

Также приблизительную насыпную плотность можно определить по марке прочности щебня: у М200 она равна 200-250 кг/м3, М300 – 300-350 кг/м3 и так далее.

Значение насыпной плотности в применении щебня

Так как эта характеристика указывает на объем, занимаемый определенной массой неуплотненного щебня, от значения насыпной плотности зависит:

количество вагонов (составов), необходимых для перевозки требуемого объема щебня;

размеры места хранения всей партии и виды транспорта для перевозки щебня между объектами строительства;

количество материала, необходимого для изготовления прочной бетонной конструкции (чем выше плотность, тем меньше щебня потребуется для приготовления цементного раствора).

620075 , Свердловская область , г. Екатеринбург
ул.Мамина-Сибиряка, д.101, пом. 264

Читать еще:  Утеплитель между брусом (межвенцовый)
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×