Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


 

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОН - СТАТЬИ

Прислать свою статью


16.11.2011

Сопоставление классификаций ГОСТов для песков

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 17482

Автор: Козлов А.В., канд. техн. наук, руководитель НИЦ «Строительные материалы и изделия» ОАО ЦНИИС, г.Москва

В статье рассмотрена возможность соотнесения классификаций ГОСТ 25100-95 и ГОСТ 8736-93 для песка по крупности. Представлены экспериментальные зависимости, с помощью которых можно оценить физико-механические свойства песка. Это позволяет решить ряд задач, связанных с применением песка в строительном производстве.

Строительное производство немыслимо без песка. Песок используется при устройстве оснований, возведении земляного полотна автомобильных и железных дорог, гидронамыве территорий под строительство. Большое значение имеет применение песка в дренирующих и морозозащитных слоях. В качестве мелкого заполнителя песок находит применение для приготовления бетонных и асфальтобетонных смесей, а также строительных растворов различного назначения. Кварцевый песок является основным компонентом при изготовлении стекла и сварочных материалов. Кроме того, песок используется в качестве абразивного материала для очистки каменных, бетонных, стеклянных, металлических поверхностей методом пескоструйной обработки.

Геология рассматривает природные пески как рыхлые обломочные (осадочные) породы, образовавшиеся в результате продолжительного выветривания и переотложения горных пород на протяжении ряда геологических эпох. Песок характеризуется преобладанием в его составе мономинеральных частиц с размером от 0,05 до 2 мм. Подобный взгляд на пески соответствует ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».

Следует отметить, что согласно другому нормативному документу – ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» понятию «песок» придается несколько иное значение. Здесь он определяется как «неорганический сыпучий материал с крупностью зёрен до 5 мм…».

В то время как ГОСТ 8736-93 распространяется на природный песок и песок из отсевов дробления горных пород с истинной плотностью зерен от 2,0 до 2,8 г/см3, предназначенные для применения в качестве заполнителя тяжелых, легких, мелкозернистых, ячеистых и силикатных бетонов, строительных растворов, приготовления сухих смесей, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов, область действия ГОСТ 25100-95 значительно шире – она охватывает все грунты и устанавливает их классификацию, применяемую при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и строительстве.

Другое различие заключается в том, что в основу классификации по ГОСТ 25100-95 положен рассев по ГОСТ 12536-79 на ситах с отверстиями диаметром 10; 5; 2 мм и с сетками 1; 0,50; 0,25; 0,10 мм, а в основу классификации по ГОСТ 8736-93 – определение зернового состава в соответствии с ГОСТ 8735-88 при помощи набора сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сетками 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. При этом, группа песка по крупности характеризуется значением его модуля крупности Мк и полным остатком на сите №063, в отличие от ГОСТ 25100-95, где определяющим признаком выступает только процентный остаток песка на том или ином сите. Таким образом, есть два узаконенных и неравнозначных подхода к определению крупности песка.

Области действия документов четко определены, однако, на практике часто возникают ситуации, когда существующие независимо друг от друга классификации песка по крупности вызывают путаницу. Это связано с тем, что до сих пор не предложено способов соотнесения групп песка по крупности, соответствующих тому или иному стандарту.

Для полноты картины приведены характерные примеры из практики автора в ходе научно-технического сопровождения ряда крупных транспортных объектов Центрального Федерального округа.

Пример №1. При возведении земляного полотна железных или автомобильных дорог часто используется карьерный песок. Предприятие-изготовитель или поставщик песка предоставляют на него паспорт, где указано, что по крупности песок согласно ГОСТ 8736-93 относится к группе мелких песков при модуле крупности 1,8. А в проекте указано, что земляное полотно отсыпается из песка средней крупности или более крупного по ГОСТ 25100-95.

Рассматриваемый песок по крупности – мелкий. А применение мелкого песка (по ГОСТ 25100-95) противоречит требованиям проекта. Важно понимать, что нельзя проводить соответствие между мелким песком по ГОСТ 8736-93 и мелким песком по ГОСТ 25100-95, поскольку крупность песка по разным нормативным документам не тождественна.

Итог: пригодный для строительства песок бракуется или затрачивается значительное время на согласование его применения в ущерб срокам строительства и, соответственно, качеству возводимых сооружений.

Теперь рассмотрим случай обратный Примеру №1.

Пример №2. Согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» без проведения дополнительных исследований для бетонов применяется песок с модулем крупности в диапазоне 1,5 – 3,25. Однако, имея на руках данные гранулометрического состава песка по ГОСТ 12536-79, затруднительно говорить о том, какой модуль крупности ему соответствует. Соответственно, нельзя однозначно сказать насколько отвечает данный песок требованиям ГОСТ 26633-91, и может ли он использоваться для приготовления бетонных смесей без осуществления специальных мероприятий по улучшению зернового состава. Поэтому приходится тратить время на проведение дополнительных испытаний по ГОСТ 8735-88.

Подобные примеры наглядно иллюстрируют проблему соотнесения двух классификаций. Актуальность их приведения в соответствие друг с другом давно не дает покоя специалистам.

Решение этой проблемы найдено автором и основывается на следующем подходе.

Предлагается ввести величину, аналогичную по смыслу модулю крупности Мк, но отражающую полный гранулометрический состав песка для рассева по ГОСТ 12536-79 – интегральную крупность Ик:


(1)

где A10, A5, А2, А1, А050, А025, А010 ‑ полные остатки на ситах с круглыми отверстиями диаметром 10, 5, 2 мм и на ситах с сетками размером 1,0; 0,50; 0,25; 0,10 мм. Параметр 100 в числителе означает полный остаток на поддоне.

Анализ более 500 данных параллельных испытаний песков различной крупности по обеим методикам позволил разработать таблицу соответствия гранулометрических характеристик и групп песка по крупности (см. табл. 1).

Таблица 1


Сравнение групп песка по крупности выявило следующую закономерность: крупность одного и того же песка по ГОСТ 8736-93, как правило, на порядок ниже, чем по ГОСТ 25100-95. Например, мелкий песок по ГОСТ 25100-95 соответствует очень мелкому по ГОСТ 8736-93, а песок средней крупности по ГОСТ 25100-95 может соответствовать как мелкому, так и среднему песку по ГОСТ 8736-93.

Сопоставление гранулометрических параметров Мк и Ик показало наличие между ними тесной взаимосвязи: значение коэффициента корреляции составляет 0,926.


Уравнения (2) и (3) позволяют переходить от модуля крупности к интегральной крупности и обратно. Однако, крупность песка по ГОСТ 8736-93 характеризуется не только модулем крупности, но и полным остатком на сите №063 (А063). Поэтому аналитическое определение А063 также имеет немаловажное значение.

На основании рассева по ГОСТ 12536-79 эту величину возможно оценить следующим образом. Диаметр сита №063 – dx =0,63 мм находится в промежутке между диаметрами сит d = 0,50 мм и d' = 1,0 мм, которые характеризуются полными остатками – А и А' соответственно.



Для наглядности, ниже представлены результаты параллельных испытаний песков разных карьеров (Орешкинский, Сычёвский, Тучковский, Шарапово), отличающихся по крупности. В таблице 2 показан рассев песков в соответствии с ГОСТ 12536-79 и значение интегральной крупности Ик. Таблица 3 включает в себя данные о зерновом составе песков согласно ГОСТ 8735-88 и сравнительные сведения о модуле крупности и величине остатка на сите №063, полученные как непосредственно по гранулометрическому составу, так и аналитически с помощью уравнений (3), (7).



Модуль крупности учитывает в своем составе основные фракции песка, поэтому он является одной из наиболее информативных характеристик гранулометрического состава [1, 2]. В связи с этим, было высказано предположение, что модуль крупности может быть применен для прогноза основных физико-механических свойств песка. Это в равной степени относится и к его аналогу – интегральной крупности.

В ходе исследований высказанные предположения подтвердились при коэффициенте неоднородности песка Cu не превышающем 5, в диапазоне значений 0,30<Мк<4,0 и 1,5<Ик<5,0. Оказалось, что с достаточной для практических целей точностью возможно предсказывать величины максимальной плотности песков при стандартном уплотнении, пористости, коэффициента пористости [3]. Анализ опытных данных позволил установить уравнения регрессии для расчета прогнозируемых величин максимальной плотности при стандартном уплотнении:




Уравнения (8) – (15) справедливы для кварцевых песков. Плотность частиц песка принята ρs =2,66 г/см3. Значения пористости, коэффициента пористости, модуля деформации в формулах (10) – (15) относятся к уплотненному состоянию песка, соответствующему максимальной плотности при стандартном уплотнении ρd max по ГОСТ 22733-2002.

Таблица 4 содержит сравнительные данные о фактических и расчетных значениях плотности, пористости, коэффициента пористости, а также расчетные величины модуля деформации.


Из таблицы видно, что фактические и расчетные значения е, n, ρd max находятся в пределах погрешности измерений. Это свидетельствует о целесообразности применения опытных зависимостей (8) – (15) для прогнозирования физико-механических свойств песков.

Рассмотренный в статье подход позволяет провести параллель между двумя неравнозначными классификациями песка. Установлен возможный путь перехода от классификации по ГОСТ 25100-95 к классификации по ГОСТ 8736-93 и обратно.

Результаты исследований подтвердили, что имея данные любого гранулометрического состава из двух методик, можно судить о допустимой области применения песка – как для устройства земляных сооружений, так и для производства строительных материалов (грунтовых смесей оптимального состава, растворов, бетонных смесей и бетонов на их основе и др.). Это упрощает принятие решения о том или ином использовании этого важнейшего строительного материала.

Показано, что зерновой состав – одна из важнейших характеристик песков, используемых для классифицирования, определения неоднородности, и, следовательно, плотности сложения, пригодности грунта для строительства, а также косвенной оценки прочностных и деформационных свойств. Таким образом, гранулометрический состав зернистых грунтов следует рассматривать не просто как показатель, определяющий класс грунта и его однородность, но и как критерий достижения возможной плотности и прогнозирования значений модуля деформации.

Литература

1. Козлов А.В. Сравнительная оценка гранулометрических характеристик и их влияние на механические свойства грунта. // Научные труды ОАО ЦНИИС. Выпуск 228. Юбилейный. Часть 2. – М., ОАО ЦНИИС, 2005. – с. 57 – 64.

2. Козлов А.В. Модуль деформации конструктивных слоев земляного полотна – критерий качества их уплотнения. // Современные проблемы транспортного строительства. Научные труды ОАО ЦНИИС. Выпуск 255. – М., ОАО ЦНИИС, 2009. – с. 90 – 96.

3. Козлов А.В. Формирование защитных слоев железнодорожного земляного полотна с применением щебеночно-песчаных смесей. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М., ОАО ЦНИИС, 2007. – 24 с.

Для связи с автором: Козлов Андрей Владимирович +7 (499) 189-87-61; факс +7 (499) 180-20-75; KozlovAV@tsniis.com.

Статья опубликована в журнале «Транспортное строительство» № 7 2011 г., стр. 31-34.


Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151501158676

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"