Строительный песок – важнейший компонент различных растворов и бетонов

Обязательной составляющей всевозможных растворов, бетонов и иных смесей является строительный песок (СП), представляющий собой сыпучий материал с разными размерами.

Важная информация о добыче и применении песка

Под СП понимают нерудный по происхождению материал, без которого в наши дни не может обойтись ни одно ремонтное либо строительное мероприятие. Пески – это многочисленные субстраты рассыпчатого типа, которые отличаются от друга количеством примесей, геометрическими параметрами фракций, методом изготовления и другими характеристиками.

Строительный песок бывает искусственного и природного происхождения.

В первом случае его изготавливают из известняковых пород, мрамора, гранита, туфа. Эти природные материалы размельчаются до заданной структуры, а затем применяются в растворах фактурного вида. Природный строительный песок добывается при разрушении скальных пород на территории песчаных карьеров.

Природный материал также добывается на берегах рек и морей (соответственно – речной и морской песок). Его плотность варьируется в пределах 1300–1500 кг/кубический сантиметр, величина зерна – от 0,15 до 5 миллиметров. В составе природного материала имеются добавки кварца, слюды, известняка.

Добыча природного песка на берегу реки

Карьерный СП рекомендован для выполнения кладочных и специализированных дорожных работ, штукатурки стен. Он идеален для обустройства и облицовки фундаментов различных построек, начиная от высотных зданий и заканчивая частными домами.

Материал, добываемый с речного дна, подходит для изготовления бетона, создания смесей, используемых при строительстве зданий и дорог. В нем практически нет посторонних добавок, поэтому он считается очень чистым. По чистоте его превосходит только морской СП, характеризуемый максимальным уровнем природной очистки.

Конкретная технология добычи интересующего нас природного сыпучего материала для строительных работ зависит от того, какое происхождение он имеет. В реках и морях добывать песок достаточно сложно. Его месторождения в данном случае разрабатываются с помощью землесосных и земельных агрегатов (зем-снарядов), а также специальных экскаваторов (землечерпалок, скреперов, драглайнов). Без всей этой техники достать песок из-под воды невозможно.

Добыча природного сыпучего материала для строительных работ

Карьерный материал добывается проще. Обычно применяется две проверенные временем методики:

• гидромеханизированная;
• открытая (иначе ее называют сухой).

Добыча СП по этим технологиям производится обычными экскаваторами с одним ковшом. Так как в карьерном песке обычно содержится много примесей, их количество пытаются сократить уже на этапе добычи, выполняя бульдозерами вскрышные работы.

Коротко о СП искусственного происхождения

Искусственный песок, который может быть вулканическим либо осадочным, изготавливается при помощи особого оборудования, которое воздействует на скальные породы (разрушает их, раскалывает и так далее). Материал искусственного происхождения обычно делят на такие виды:

• Перлитовые – получаются из обсидианов и перлитов, которые проходят процедуру термообработки. Такие пески характеризуются малой плотностью (насыпной) – от 75 до 250 кг/м3, описываются светло-серым либо белым цветом. Чаще всего перлитовые материалы применяются для производства изоляционных элементов.
• Керамзитовые – получают в валковых агрегатах из керамзитовых гравийных пород, которые сначала дробятся до определенного размера, а затем обжигаются в печах вращающегося типа или в кипящем слое.
• Термозитовые – очень выгодный материал с минимальной себестоимостью. Его делают из отходов промпроизводства (обычно – из шлаковой пемзы либо из иных пористых по структуре материалов).
• Мраморные – редко встречающие искусственные пески. Как правило, их производят для изготовления черепицы, декоративных мозаичных элементов, керамической плитки.

Керамзитовый песок

Кроме того, существуют кварцевые СП, имеющие бело-молочный цвет. По этой причине их часто именуют “белыми”. Из-за своего отличного качества, широкой универсальности и отсутствия примесей они нашли применение в сфере производства фарфоровых изделий и стекла. Их также используют в современных системах водоочистки.

Природный песок по сравнению с искусственным обладает меньшей однородностью состава, он всегда более загрязнен. При этом главным недостатком материала искусственного происхождения признается его повышенная радиоактивность, которая зачастую не позволяет использовать такой песок при строительстве жилых зданий и домов.

Марки и фракции песка для строительных работ

Существует три основных марки СП, которые зависят от уровня прочности материала. Прочностные же характеристики определяются устойчивостью породы, из которой делают готовый песок. Далее приведены марки СП для работ (внутри и снаружи помещений), имеющих отношение к отделке железобетонных и бетонных конструкций:

• 400 – эта марка изготавливается из метаморфических пород;
• 800 – делается из изверженных пород;
• 300 – строительный песок, изготавливаемый из осадочных пород.

Указанные марки могут иметь различные фракции:

• среднюю (обычную) – зерно описывается размерами 0,5–2 мм;
• крупную – от 2 до 5 мм;
• мелкую – до 0,5 мм.

Строительный песок мелкой фракции

Данный показатель очень важен, так как он определяет зерновой состав материала и крупность его частиц. А эти величины в свою очередь обуславливают область использования СП и классность материала (1 и 2 класс). Песок с крупными частицами годится для фундаментных работ, с мелкими и средними – для приготовления всевозможных строительных композиций.

Песок может иметь и другие “промежуточные” фракции. Так сыпучий материал с большими размерами зерен обычно называют крупнозернистым (частицы – от 3,5 мм), с зернами в пределах 3–3,5 мм – повышеннокрупным, с зернами 0,05–0,14 мм – пылевидным.

Состав песка – важнейший показатель материала

СП с давних времен известен человечеству. Его с успехом применяли наши далекие предки. В настоящее время этот материал стал незаменимым для работ, выполняемых на предприятиях разных промышленных сфер (производство стекла, обустройство автомобильных трасс, строительство и пр.). Каждой из указанных областей промышленности требуется свой песок – обладающий определенными качествами и особенностями, которые зависят от состава материала. Причем принято различать три варианта состава СП:

• химический;
• минеральный;
• гранулометрический.

Химсостав говорит о пригодности того или иного песка для выполнения с его помощью определенных работ в строительной сфере. Специалисты знают, что оранжевый, красноватый либо темно-оранжевый оттенок материала свидетельствует о наличии в нем эоловых окисленных включений. А вот песок с зеленоватым или синим цветом, добываемый с речного дна, характеризуется наличием в нем алюминиевых частичек, количество которых необходимо отслеживать при выполнении отделочных и иных работ.

Темно-оранжевый песок с речного дна

Важен и минералогический состав СП. В зависимости от содержания в них различных материалов пески делят на:

• кварцевые;
• полевошпатовые;
• известняковые;
• доломитовые.

В строительстве самым ценным является кварцевый материал с фракциями 0,05–1 мм. Он обладает наибольшей стойкостью и прочностью. Кроме кварца в таком песке имеются некоторые высокоустойчивые вещества (кремний, природная слюда, полевой шпат). Прочностные показатели стройматериалов зависят в огромной степени от качества используемого песка. Повысить это качество можно промывкой, тщательной сортировкой по размеру и при необходимости измельчением сыпучего материала. Эта процедура называется обогащением песка.

Обогащение песка

Гранулометрический состав (иначе – зерновой) определяет состав частиц материала с различными размерами. Чтобы установить этот показатель, требуется выполнить просеивание СП через сито. Причем просеивающее приспособление должно иметь определенные по параметрам отверстия (0,16–10 мм).

Фракции более 5 мм, остающиеся в материале после просеивания, определяют вид СП. Если они имеются в количестве менее 5 %, речь идет об обогащенном песке, от 5 до 10 % – о природном, от 10 до 15 – о дробленом.

Основные физико-механические характеристики СП

Сыпучие материалы для строительных работ должны отвечать требованиям, которые излагаются в ГОСТ 8736. О его положениях мы расскажем чуть позже достаточно подробно. А сейчас кратко рассмотрим ключевые характеристики, которые определяют качество песка. К таковым относят:

• Удельный вес – показатель объема материала при наиболее плотном его состоянии. Данная величина для СП находится в пределах 2,55–2,65 условных единиц. Рассчитывается она из соотношения веса сухого материала и объема, который он занимает.
• Плотность (объемно-насыпная) – варьируется от 1300 до 1500 кг/куб. м. Конкретные показатели определяются в Госстандарте 8736. При измерении такой плотности нужно помнить, что объем песка изменяется при увеличении его влажности.
• Удельная плотность – указывает на то, какое количество примесей имеется в материале. Оптимальный показатель такой плотности равняется 1300 кг/куб. м (он означает, что в песке содержится минимум добавочных соединений, в частности, глины и воды).
• Величина фильтрации – коэффициент, необходимый для описания технических и физических свойств СП. Он зависит от пористости песка и показывает количество воды, требуемой для пропускания за 60 минут одного кубометра материала.
• Объемный вес – равняется (в среднем) 1500–1800 кг для разных типов СП под этим весом понимают “естественный” объем песка с влагой и разнообразными примесями. Обратите внимание – удельный и объемный вес в большинстве случаев не совпадают.

Строительный песок с примесями

Также песок для стройработ характеризуется объемом содержащихся в нем илистых, глинистых и пылевидных соединений и уровнем радиоактивности. Данные величины обязаны отвечать установленным нормам. В противном случае материал запрещается применять в качестве строительного.

ГОСТ 8736–93 – ключевые положения

Данный Госстандарт не применяется к дробленым и фракционированным СП. Он описывает все особенности песка, используемого для:

• обустройства покрытий и оснований аэродромов и автодорог;
• изготовления сухих строительных составов и специальных растворов;
• заполнения всех видов бетонов (от силикатных и легких до ячеистых и тяжелых);
• решения других задач сферы строительства.

ГОСТ делит СП на два класса в зависимости от содержания в материале глинистых и пылевидных включений, глины, а также от зернового состава. Внутри классов песок дополнительно подразделяется на группы – очень тонкий и тонкий, очень мелкий и мелкий, средний и крупный, повышенной крупности и очень крупный материал.

Объем пылевидных и глинистых включений не должен превышать 2–5 % для песка 1 класса и 3–10 % для песка 2 класса, глины – соответственно 0,25–0,5 и 0,5–2 %. В очень мелком сыпучем материале природного происхождения по ГОСТ может иметься до 7 % глинистых и пылевидных примесей. Но в данном случае производитель обязан согласовать такой состав СП с потребителем.

Мелкий сыпучий песок природного происхождения

По прочностным показателям материал из отсевов дробления делят на шесть марок:

• 400 (максимальная прочность – от 40 МПа);
• 600 (от 60 МПа);
• 800 (от 80 МПа);
• 1000 (от 100 МПа);
• 1200 (от 120 МПа);
• 1400 (от 140 МПа).

В соответствии с ГОСТ 8736 производитель песка обязан предоставлять клиентам информацию о плотности (истинной) зерен материала, содержании в нем включений органического характера, пустотности, минералогическом составе. Все эти сведения получают по результатам геологической разведки месторождения, где ведется добыча СП.

Песок, предназначаемый для заполнения строительных растворов и бетонов, может содержать некоторые примеси:

• сульфаты, сульфиды (за исключением пирротина и марказита), серу – до 1 %;
• слюду – до 2 %;
• пириты – до 4 %;
• кремень, халцедон и прочие виды диоксида кремния, которые растворяются в щелочах, – до 50 ммоль на литр раствора;
• сильвин, галит и другие галлоидные вещества – до 0,15 %;
• угля – до 1%.

Песок для заполнения строительных растворов и бетонов

Горючие сланцы, гумусовые кислоты, графит, цеолит и некоторые другие органические элементы также иногда имеются в добытой продукции. Их допустимое количество определяется в процессе исследований материала на долговечность раствора либо бетона, для формирования которых используется песок.

СП с плотностью выше 2,8 г/куб. см, получаемый из скальных пород методом дробления, содержит вредные компоненты. Количество таковых устанавливается не рассматриваемым нами ГОСТом, а техдокументацией для разных видов строительных и отделочных мероприятий.

Обязательной является радиационно-гигиеническая экспертиза СП. Она устанавливает сферу эксплуатации строительного материала в зависимости от показателя активности (удельной) радионуклидов. Если его величина равняется 740–1500 Бк/кг, песок можно применять вне городов и поселений для строительства дорог. При показателе 370–740 Бк/кг СП разрешается использовать для постройки производственных сооружений и строений. А песок с количеством радионуклидов, не превышающим 370 Бк/кг, отлично подходит для возведения общественных и жилых зданий.

Как песок для строительных нужд испытывается на качество?

Все исследования СП осуществляются по ГОСТ 8735–88 в помещениях с температурой от +15 до +25 °С (испытуемый материал должен характеризоваться аналогичной температурой). При использовании для анализов воды берут жидкость по Госстандартам 23732 и 2874, а также (если требуется по условиям опытов) дистиллированную воду.

Для сушки образцов песка применяют специальные шкафы, обеспечивающие высушивание проб при температурах + 100–110°. Длительность сушки – от 60 минут, последующего охлаждения СП – от 45 минут.

Размеры зерна определяют с помощью комплекта стандартных сит по ГОСТ 6613:

• с ячейками квадратной формы (проволочные приспособления);
• с отверстиями круглой формы сечением 2,5, 5 и 10 мм.

Комплект стандартных сит по ГОСТ 6613

Анализ песка выполняют посредством обследования одной объединенной пробы, получаемой из точечных проб. Последние собирают с транспортеров, подающих добытый материал, вручную либо используя специальные пробоотборники. Точечная проба массой не менее 1,5 кг берется раз в 60 минут с момента начала смены.

Объединенный образец для проведения анализа на качество продукции в желобчатом делителе либо посредством квартования сокращают до так называемой “лабораторной пробы”. Именно она используется для исследований в лабораторных условиях. Для этих целей от нее отделяют аналитические образцы, которые и анализируют по нескольким методикам:

• Установление модуля крупности и зернового состава СП. Метод предполагает использование сит и весов по ГОСТ 24104.
• Установление количества глины. Суть методики заключается в том, что из лабораторных образцов вручную (при помощи стальной иглы) отбираются элементы, которые имеют иную вязкость, нежели зерна песка. Допускается при осмотре пробы применять минералогическую лупу (она должна отвечать требованиям ГОСТ 25706).
• Определение количества глинистых и пылевидных включений. Анализ проводится посредством отмучивания частичек размером не более 0,5 мм от образца и последующего взвешивания пробы. Изменение веса в результате такого исследования говорит об объеме включений в партии СП.
• Исследование на пустотность и плотность (насыпную) песка – используются платформенные весы либо взвешивающие устройства по ГОСТ 29329, цилиндрические мерные емкости вместимостью 10 и 1 литр.
• Определение истинной плотности. В данном случае применяется пикнометрическая технология (замеряется вес сухих зерен сыпучего материала в определенном объеме); ускоренная при помощи эксикатора либо аппарат Ле-Шателье.

Платформенные весы для взвешивания песка

Также в ГОСТ 8735 подробно описываются и другие методики проверки готового песка для строительной отрасли на его минералогический состав, наличие включений органического типа, влажность, количество сульфидных и сульфатных добавок, реакционный потенциал, морозостойкость.

О правилах приемки и отгрузки СП потребителям

Готовая сыпучая продукция для использования в строительной отрасли принимается контрольным отделом изготовителя. Его специалисты проводят приемо-сдаточные и периодические исследования по методикам, изложенным выше. Приемочный контроль выполняется по каждой технологической линии карьера по окончании рабочей смены.

Периодические анализы осуществляются в следующие сроки:

• Раз в год для определения активности радионуклидов, подтверждения марки прочности СП, наличия и количества вредных соединений, минералов и пород, установления истинной плотности.
• Раз в три месяца для установления органических соединений в песке и его насыпной плотности.

Обратите внимание – анализ на уровень радионуклидов выполняют только аккредитованные лаборатории, которых на небольших предприятиях по добыче стройматериалов может и не быть.

Предприятие по добыче стройматериалов

Поставляется СП потребителям партиями. Под одной партией принято понимать некоторый объем песка, который отправляется одному покупателю на одном водном грузовом корабле либо в одном железнодорожном составе. Если отгрузка производится на автотранспорт, партия – это объем СП, отправленный в течение 24 часов одному потребителю.

Каждая поставка сопровождается документом строго определенной формы. В нем указывают:

• объем СП и номер партии;
• содержание всех вредных элементов, а также глины, глинистых и пылевидных включений в материале;
• модуль крупности песка и его класс;
• величину радионуклидной активности.

Поставка строительного песка

Добавим, что при транспортировке СП в зимнее время и его хранении на складах (специальных площадках) компания-производитель обязана позаботиться о несмерзаемости материала. Для обеспечения выполнения данного требования песок обрабатывается особыми веществами, препятствующими его смерзанию. Также допускается выполнять регулярное перелопачивание сыпучего материала.