Ювелирное обозрение

Бетон состоит из песка, цемента, щебня и воды. Для каждого из этих компонентов отведена своя роль как при изготовлении бетонной конструкции, так и при ее последующей эксплуатации.

Песок для бетона – мелкий заполнитель, закрывающий пустоты, образующиеся между щебнем. Он позволяет равномерно распределить внутренние напряжения при твердении бетона и снизить конечную стоимость раствора за счет уменьшения количества замешиваемого цемента.

Главное, учитывать все требования по приготовлению раствора, выбрать те компоненты, которые лучше всего подходят, и соблюсти соответствующие пропорции.

Размер частиц

Сыпучий материал делится на два класса в зависимости от крупности частиц: I и II класс. В составе более качественного I класса отсутствуют очень мелкая, тонкая и очень тонкая группы, являющиеся нежелательными компонентами для строительных растворов. При их наличии связь между более крупными фракциями ухудшается. Поэтому при приготовлении раствора лучше использовать песок I класса.

Классификация по фракциям

Согласно ГОСТ 8736-93 по модулю крупности деление может быть:

• очень крупным;
• повышенной крупности;
• крупным;
• средним;
• мелким;
• очень мелким;
• тонким;
• очень тонким.

В реальности деление, как правило, условно. Может быть:

Для приготовления качественного прочного раствора лучше использовать крупную фракцию. Предпочтительно с размером частиц 2-2,5 мм. При меньшем размере стоимость приготавливаемого раствора значительно возрастет, а качество снизится.

Место добычи

Место добычи оказывает существенное влияние на состав и свойства материала. Принято выделять речной, карьерный, морской и кварцевый. Добывают песок открытым способом.

Карьерный

В карьерном встречаются примеси глины и камни, поэтому его можно использовать исключительно в качестве подсыпки под фундаменты или бетонные стяжки. При приготовлении бетона карьерный песок может использоваться только после промывки водой, выполняемой в месте добычи. При выполнении такой операции удаляется глина и пылевидные частицы.

Речной

Речной песок изначально уже не содержит глину. В нем может присутствовать минимум камней. Активно используется при выполнении строительных работ, позволяя получать более качественный раствор. Отличается способностью естественного выпадения в осадок, поэтому при приготовлении раствора его необходимо постоянно перемешивать.

Стоит учитывать, что стоимость речного несколько выше, чем карьерного материала. При выборе следует проанализировать, что лучше: снижение стоимости изготовления бетонной конструкции или обеспечение достаточной прочности.

Морской и кварцевый

Морской по своим характеристикам близок к речному. Отличается чистотой и однородностью гранулометрического состава. Из-за возможного содержания ракушек может потребовать дополнительной очистки.

Кварцевый является результатом механического дробления пород, содержащих кварц. Однородный, чистый и химически инертный. Получают искусственным путем.

Способ обработки

В зависимости от способа обработки может быть:

• намывной, получают путем промывки;
• сеяный, получают путем просеивания исходного сырья для удаления крупных частиц и мусора.

Характеристики

Требования, предъявляемые к песку, используемому при приготовлении бетона, отражены в соответствующих нормативных документах. Одни характеристики могут быть проверены исключительно в лабораторных условиях, другие можно проконтролировать прямо на строительной площадке.

Объемный вес

Показатель, отражающий массу 1 м³, находящегося в естественном состоянии. Куб влажного со всеми примесями песка в среднем весит около 1500 – 1800 кг. Предпочтительным является меньшее значение.

Состав

Состав может быть:

• гранулометрическим, который отражает соотношение (в процентах) зерен разной крупности;
• минеральным: кварцевым, доломитовым, полевошпатовым и известняковым;
• химическим, в зависимости от присутствующих в составе элементов определяется возможная область использования.

Пример гранулометрического состава:

Группа песка	Полный остаток на сите с размером отверстий 0,63 мм, % по массе	Модуль крупности	Водопотребность песка,%
Повышенной крупности	Более 65 до 75	Более 3,0 до 3,5	5 до 4
Крупный	Более 45 до 65	Более 2,5 до 3,0	6 до 5
Средний	Более 30 до 50	Более 2,0 до 2,5	8 до 6
Мелкий	Более 10 до 30	Более 1,5 до 2,0	10 до 8
Очень мелкий	До 10	Более 1,0 до 1,5	Более 10

Пример химического состава:

Sl02	Al2O3	Fe203	Тi02	СаO	MgO	SO3	К2O	Na2O	П.П.П. 1000 C	Сумма	Содержание СО2	СаCO3
78,26	6,48	1,45	0,12	5,89	0,70	0,12	0,96	0,64	5,35	99,97	4,92	11,2

Пример минерального состава:

кварц	54,09 — 68,54 %
гранит	10,31 — 13,83 %
полевой шпат	7,07 -7,97 %
известняк	6,13 — 7,96 %
доломит	0-2,91 %
кремнистые породы	1,24 — 1,98 %
кварцит	0,21 — 0,39 %
слюда	0-0,63 %
песчаник	0,05 — 0,92 %
сланец, гнейс	0-0,38 %
глауконит	0-0,18 %
гидроокислы железа	0,04 -0,25 %
гидроокислы рудные	0,07 -0,27 %
акцессорные минералы	0,26 — 0,56 %

Влажность

Как правило, данная характеристика равна 5%. Если смесь подсушить, показатель уменьшится до 1%. При увлажнении осадками значение может возрасти до 10%. Количество добавляемой в раствор воды при такой влажности должно быть снижено.

Требования по влажности имеют важное значение, так как от нее зависит количество добавляемой в раствор воды. Влажность определяется путем прокаливания килограмма смеси. Показатель будет равен разности в весе влажного и высушенного.

На строительной площадке уровень влажности можно проверить следующим образом. Если песок сжать в комок, он должен будет рассыпаться. Если этого не произошло, влажность более 5%. Хотя этот показатель все же лучше контролировать в лабораторных условиях.

Объем песка, см3 (мл)	Влажность песка, %, при плотности частиц песка, г/см3
	2,6	2,65	2,7
448	2	2,9	4,1
450	2,6	3,5	4,7
452	3,3	4,2	5,3
454	4	4,8	6
456	4,6	5,5	6,6
458	5,3	6,1	7,3
460	5,9	6,7	8
462	6,5	7,4	8,6
464	7,2	8	9,3
466	7,8	8,7	9,9

Коэффициент пористости и насыпная плотность

Коэффициент пористости отражает способность песка и, соответственно, в будущем бетона пропускать влагу. Может определяться исключительно в лабораторных условиях.

Средним значением насыпной плотности принято считать 1,3 – 1,9 т/куб.м. Оптимальным считается 1,5 т/куб.м. Меньшее значение может свидетельствовать о присутствии нежелательных примесей, большее – о чрезмерном увлажнении. Необходимая информация должна обязательно прописываться в сопроводительных документах.

Плотность сложения
Вид песков	плотные	средней

плотности

рыхлые По коэффициенту пористости Пески гравелистые, крупные и средней крупности е 0,7 Пески мелкие е 0,75 Пески пылеватые е 0,8

Какому отдать предпочтение?

Чтобы понять, какой песок нужен для бетона конкретной марки, следует обязательно учесть предстоящий вид работ.

Кладка

Кирпичную и крупноблочную кладку лучше производить, используя речной. При необходимости повышения пластичности приготовленного раствора к речному может быть добавлено небольшое количество немытого карьерного, что также поможет снизить затраты.

Бетон

Для приготовления бетона предпочтительно использовать средний или крупный речной песок, в который может быть добавлено немного промытого карьерного. Стоит отметить, что у песчинок карьерного, в отличие от речного и морского, неправильная форма и шершавая поверхность. Под воздействием водной среды поверхность частиц шлифуется, что значительно ухудшает сцепляемость с остальными компонентами раствора.

Однако промывая карьерный не всегда можно в полном объеме удалить глину. Поэтому при приготовлении бетонной смеси предпочтительно использовать речной песок. Он уже промыт. Частицы приблизительно одинакового размера. В нем нет глины, которая значительно снижает прочностные характеристики приготавливаемого раствора.

Критерии выбора

Таким образом, выбирая песок необходимо ориентироваться на:

• вид;
• тип;
• стоимость – речной и морской обойдутся дороже, чем карьерный.

Готовим бетон, выдерживая пропорции

Чтобы получить качественный бетон, надо правильно выдержать соотношение песка и цемента. Оптимальное соотношение компонентов (ц – цемент (М400, М500); щ – щебень: п – песок) раствора выглядит следующим образом:

Марка бетона	Массовое соотношение: ц:щ:п (кг)
100	1:7:4,6 (1:8,1:5,8)
150	1:5,7:3,5 (1:6,6:4,5)
200	1:4,8:2,8 (1:5,6:3,5)
250	1:3,9:2,1 (1:4,5:2,6)
300	1:3,7:1,9 (1:4,3:2,4)
400	1:2,7:1,2 (1:3,2:1,6)
450	1:2,5:1,1 (1:2,9:1,4)

Указанное соотношение позволяет рассчитать процентное содержание каждого компонента, входящего в состав бетона. Как правило, соотношение берется в частях и на одну часть цемента берется три песка и пять щебня.

Марка бетона имеет важное значение. Если она ниже М300, лучше брать песок с размером частиц менее 2,5 мм. Такой бетон традиционно используется для заливки фундамента под гараж, одноэтажных зданий, хозяйственных построек. Для марок выше М350, используемых при строительстве многоэтажных зданий, плит перекрытия, армопоясов, стоит взять речной с размером зерен от 3 мм.

В самом общем случае при приготовлении раствора можно воспользоваться следующими данными:

Песок – это рыхлая смесь мелких частичек различных минералов и горных пород. Он образуется в процессе их длительной эрозии и разрушения. В составе песка чаще всего встречаются диоксид кремния (кварц) и карбонат кальция. Размер песчаных зёрен составляет 0,06 – 2 мм. По происхождению все пески делятся на: морские, эоловые, озёрные, аллювиальные и делювиальные. Если причиной появления песка являлась деятельность воды, то его частички имеют более гладкую и округлую форму.

Разновидности песка

Пески разделяются на категории по таким признакам, как: состав, плотность, происхождение, вид, форма зёрен, прочность, содержание пыли и глины, наличие или отсутствие вредных примесей, а также по физическим свойствам.

По происхождению песок бывает речным, морским и карьерным. Речной добывается в руслах рек. Обычно он более чистый, в нём мало примесей, в том числе, глины. Он более однородный, а песчинки более гладкие и обкатанные. Минусом его добычи является то, что при этом нарушаются речные экосистемы, что может привести к неблагоприятным последствиям. Речной песок достаточно тяжёлый и может выпадать в осадок, поэтому при приготовлении строительного раствора требуется частое перемешивание.

Морской песок по многим признакам сходен с речным. Но у него есть недостаток: наличие более крупных частиц – камешков (иногда) и осколков раковин моллюсков. В целом же он является качественным строительным материалом, но при этом и самым дорогим.

Морской песок

Карьерный песок получают непосредственно из толщи осадочных пород – на песчаных карьерах. Он содержит примесь глины и камней и требует очистки. Его преимуществом является низкая цена.

Песок может иметь и искусственное происхождение. Его получают путём дробления твёрдых горных пород, для чего используют специальные устройства. Сырьём является кварцевая порода. Этот песок почти не содержит примесей, так как он очищается сразу после дробления. Для этого используют промывание и просеивание. Промывка даёт большую степень очистки от примесей, но и стоит такой песок дороже. Искусственный песок довольно однороден по цвету и составу.

По размеру частиц песок может быть мелкий, средний и крупный. Более точная классификация предполагает разделениена 8 категорий по размеру фракций. Самый мелкий попадает в категорию «очень тонкий» с размером песчинок менее 0,7 мм. Наиболее крупнозернистый относится к категории «очень крупный» с размером частиц более 3,5 мм.

Общие требования к песку для бетона

Песок для бетона играет важную роль в составе бетонной смеси. От него зависит прочность и износоустойчивость будущих строений. Существуют определённые, установленные ГОСТом, нормативы, которым должен соответствовать применяемый для бетона песок. В соответствии с ними, пылевидная фракция (размер частиц менее 0,14 мм) должна составлять меньше 10 % от общей массы песка, пыль и глина – менее 3 %. Особенно важен контроль над содержанием глины, так как её наличие негативно сказывается на прочности бетона и его устойчивости к морозу. Так же, в соответствии с ГОСТом, содержание частиц с размером 0,5 – 1 см должно быть не больше 5 процентов от общей массы, а ещё более крупные частицы не допускаются. Также не допускается наличие примесей органики.

Речной песок для бетона – лучше всего

Для определения размеров частиц песок пропускается поочерёдно через сита с разным размером отверстий.

Для приготовления бетона рекомендуют использовать песок, включающий как крупные, так и мелкие зёрна. Это позволит уменьшить расход цемента при изготовлении бетона.

Какой песок выбирать для приготовления бетона?

Для изготовления бетона желательно брать средне- или крупнозернистый речной песок. С ним можно смешать небольшое количество очищенного песка из карьера. Частички карьерного песка имеют более шероховатую поверхность, чем речного, и, в идеале, это является плюсом, так как такие песчинки создают более прочную связь с компонентами бетона. Но в таком песке, даже если он очищен, всё равно может присутствовать примесь глины, которая ухудшает качество раствора. Именно поэтому рекомендуют класть в раствор больше речного песка, чем карьерного.

Вредные примеси

Помимо глины, другие компоненты, которые могут входить в состав песка, так же являются нежелательными примесями. Оксиды железа могут вызвать появление бурых пятен на поверхности бетона, а также сделать его менее надёжным при эксплуатации. Пластинки слюды ослабляют сцепление компонентов бетона, что может привести к его коррозии в будущем. Соединения серы могут стать причиной появления трещин в бетоне. Такими свойствами обладают гипс и пирит, которые способны взаимодействовать с водой.

Приготовление бетона

Что бы получить качественный и прочный бетон требуется выдерживать необходимую пропорцию составляющих его компонентов. Соотношение числа вёдер цемента, песка и щебня должно составлять 1:3:5. Если вёдер больше, то все члены этого соотношения должны быть умножены на одинаковый коэффициент. Оптимальный для приготовления бетона песок должен состоять из гранул, размером 1,5 – 3,5 мм. Крупнозернистый песок используется для получения бетона марки М350 и выше. Для приготовления бетона марки М200 применяется более мелкий песок. Такой бетон можно также использовать для заливки фундамента.

Рассуждая о том, какой песок нужен для бетона и в каком количестве его приобретать, важно помнить, что этот строительный материал влияет не только на прочность раствора, но и на его вязкость, скорость застывания. От правильного выбора наполнителя зависит качество и надежность готовой конструкции.

Каким должен быть песок для раствора

В первую очередь наполнитель должен быть чистым. В нем не должно быть листьев, веток и прочего мусора. Любые посторонние включения делают песок непригодным для приготовления раствора. Не нужно приобретать такой материал, даже если он значительно дешевле просеянного. Попытка очистить его самостоятельно, не даст должных результатов: вы сможете удалить только крупный мусор, глинистые элементы и включения извести убрать путем ручной фильтрации не получится. А ведь именно эти примеси оказывают не самое лучшее влияние на такие характеристики, как морозоустойчивость и прочность материала. Выбирайте песок, соответствующий всем нормам, прописанным в ГОСТ.

Основные требования к песку для бетона:

1. содержание не более 5% примесей в составе. Чем больше добавок, тем хуже конечное качество конструкции;
2. максимально допустимое количество гравия – 10%;
3. влажность – от 1 до 5%;
4. фракция – от 2 до 2,5 мм;
5. пустотность – не более 38%;
6. плотность – от 1400 кг/м 3 .

Как проверить качество песка

Оценить характеристики и качество материала возможно двумя способами:

1. лабораторным;
2. подручными методами.

Лабораторная экспертиза даст более точные результаты: вы сможете узнать не только количество и состав примесей, но их процент в общем объеме материала. Но экспертная оценка стоит дорого, да и сам процесс занимает немало времени. Куда проще проверить песок на качество вручную с помощью подручных средств.

Ручной способ проверки

Возьмите обычную 1,5-2 л пластиковую бутылку. Насыпьте в нее песок приблизительно на треть от всего объема емкости, сверху налейте воды до половины бутылки. Тщательно встряхните и оставьте отстаиваться на 5-6 минут. Затем оцените прозрачность воды:

• если в жидкости плавают посторонние частички, песок не годится для использования;
• вода грязная и мутная – в материале много посторонних примесей;
• прозрачность и отсутствие чужеродных элементов говорят о том, что у вас в руках качественный, подходящий для использования материал.

Виды песка

Песок бывает карьерным, речным, кварцевым и морским. Карьерный вид, добываемый в глубоких котлованах, имеет более низкое качество, чем его более дорогой речной прототип. Морской материал есть смысл рассматривать, только если строительный объект находится недалеко от места, где его добывают. В противном случае, морской песок обойдется вам дороже, чем речной, а по качеству он ничуть не лучше. Песчаный материал, добытый на морском побережье, часто проигрывает в своих характеристиках речному из-за наличия большого количества органических примесей: ракушка, водоросли, посторонние предметы. Его необходимо отчищать. А это дополнительное время, деньги, трудозатраты.

Наилучшим вариантом считается именно речной песок. Несмотря на свою дороговизну, он многофункционален, чист, имеет хорошую зернистость, фракцию и достаточную влажность.

Как оценить влажность песка

Оптимальная влажность для песка варьируется в пределах от 1 до 5%. Произвести расчет количества влаги в материале довольно просто: попробуйте слепить из него комок. Если процент влажности не превышает норму, у вас ничего не получится, песок будет просто рассыпаться в руках.

Более точную оценку влажности можно получить, вооружившись подручной металлической емкостью:

• взвесьте тару;
• поместите в нее 1 кг песка и снова произведите измерения;
• поставьте наполненную емкость на плиту или слабый огонь;
• подогревайте ее в течение получаса;
• взвесьте песок.

Формула для определения достоверной массы влажности: от веса подогретого песка нужно отнять массу резервуара, разделенную на 100.

Определить точную влажность материала можно также путем сравнения влажного и сухого образцов. Необходимо взвесить одинаковое количество материала в обычном и подсушенном состоянии. Затем вес сухого песка отнять от веса мокрого и разделить на 5.

Фракция и плотность

Приобретая материалы для приготовления смеси, обязательно необходимо учитывать модуль крупности песка. По фракции материал подразделяется на следующие категории:

• супертонкий – до 0,7 мм;
• тонкий – от 0,7 до 1 мм;
• супермелкий – от 1 до 1,5 мм;
• мелкий – от 1,5 до 2 мм;
• средний – от 2 до 2,5 мм;
• крупный – до 3 мм;
• высокой крупности – в пределах 3,5 мм;
• очень крупный – свыше 3,5 мм.

Очень мелкий песок с фракцией 0,7-2 мм непригоден для приготовления бетонной смеси. Даже если соблюдать пропорции, фундамент из такого материала получится хлипким, непрочным. Идеальная фракция для приготовления бетонного раствора – от 2,5 до 3 мм.

Плотность материала зависит от процента влажности, пустотности и реальной плотности песка. Оцениваемый образец должен быть сухим и рыхлым. Песок для приготовления раствора, используемого в конструкциях, подвергающихся замерзанию, должен иметь плотность не ниже 1550 кг/м 3 . Точно такие же пропорции должны быть в материале, используемом для изготовления бетона М200 и выше. Для создания смеси предназначенной для более простых конструкций подойдет песок плотностью не ниже 1400 кг/м 3 .

При выборе и оценке плотности песка важно учитывать, что если хорошенько встряхнуть материал, его плотность увеличится. Не менее сильное влияние на эту характеристику оказывает и процент влажности. Если в материале присутствует 5-7% воды, то его показатели плотности будут приближены к максимальным. Однако по мере высушивания характеристики будут меняться. Это нужно и важно учитывать в процессе приготовления смеси.

Пропорциональность компонентов бетонной смеси

Помимо качества используемых для приготовления бетона материалов, не меньшее значение имеют и пропорции. Корректное соотношение объема всех составляющих смеси – гарантия прочности и качества залитой конструкции. Масса цемента, песка и щебня в бетонном растворе регулируется ГОСТом и колеблется в зависимости от марки бетона.

Марки и пропорции – цемент/щебень/песок:

Для замешивания бетона от 100 до 300 марки следует выбирать песок фракцией до 2,5 мм. Для всех остальных типов наиболее подходящим вариантом станет материал с частицами от 3,5 мм.

В качестве третьего элемента, вместо щебня, может использоваться керамзит или гравий. Идеальная формула для приготовления классического раствора с использованием портландцемента – пять порций щебня, 3 порции песка, 1 порция цемента и 0,5 порции воды. Превышение этих мерных показателей или их недостаточность грозит получением материала плохого качества, со слабыми прочностными характеристиками. Такой бетон не сможет противостоять воздействию агрессивных факторов. Он быстро начнет трескаться, разрушаться под воздействием тяжести, температурных колебаний и прочих атмосферных явлений.