Что такое речной песок
Песок – это горная порода, образованная в результате разрушения твердых минералов. Мелкие частицы песка представляют собой зерна размером от 0,05 до 2 миллиметров, округлые либо с острыми гранями, и чаще всего большей частью состоят из кварца. По сути, песок – это продукт разрушения гранитных пород, рыхлая масса, где частицы практически не связаны между собой.
Как строительный материал песок делится на две группы – природный и искусственный. Природный — это полученный в результате естественного разрушения пород, в том числе и выветривания, искусственный же получают путем механического разрушения крупных частиц, таких как гравий, галька, щебень.
Среди природного песка наибольшей популярностью в строительстве пользуется речной песок. Округлая, словно сглаженная форма его мельчайших частиц не имеет острых граней, потому и сыпучесть песка, и его влагоемкость весьма высока.
Степень округлости частиц соответствует удаленности места добычи песка от места его образования. Под влиянием естественных геологических процессов песок с места разрушения скальных пород может переноситься на значительные расстояния водой и ветром. В результате такого переноса острые грани частиц сглаживаются, песчаное зерно становится более мелким и округлым. И чем дальше расположено месторождение песка от места его первоначального образования, тем мельче отдельные частицы в песчаной массе.
Речной песок считается оптимальным материалом для строительных нужд. Основная его ценность – отсутствие глинистых примесей, что положительно сказывается на свойствах сыпучих смесей, получаемых из песка.
Песок как строительный материал
Наиболее широко песок применяется в строительстве. Основные сферы его применения – производство бетона, песчаные смеси, смеси для тротуарных плиток и прочие бетонно-песчаные изделия, наполнитель для красителей, укладочные работы и прочее. Речной песок особо ценен отсутствием в нем глинистых примесей и крупных фракций, таких как камешки. В процессе добычиречной песок промывается от ила, зачастую несколько раз, таким образом, его качество достигает максимального.
При составлении смесей необходимо учитывать не только чистоту речного песка, но и степень округлости его частиц. Излишне окатанные зерна обладают низким сцеплением с цементом, и в процессе производства бетона это может оказать влияние на конечное качество изделий. Однако модуль крупности песка при производстве изделий регулируются ГОСТом.
Технические характеристики речного песка
Основным показателем, регулирующим сферы применения песка, в том числе и речного, является так называемый модуль крупности – установленные техническими нормативами предельно допустимые размеры отдельных зерен в песчаной массе.
Весь песок по размерам зерна, то есть модулю крупности, делится на несколько групп:
- очень крупный – свыше 3,5 мм;
- повышенная крупность – от 3,0 до 3,5 мм;
- крупный песок – от 2,5 мм до 3,0 мм;
- средний песок – от 2,0 мм до 2,5 мм;
- мелкий песок – от 1,5 мм до 2,0 мм;
- очень мелкий – от 1,0 мм до 1,5 мм;
- тонкий песок – от 0,7 мм до 1,0 мм;
- очень тонкий песок – менее 0,7 мм.
От значения модуля крупности будет зависеть и удельный вес песка. Вообще, из-за своих физических свойств, в частности, большой сыпучести, определить вес, точнее, массу песка в кубическом метре, весьма непросто.
Удельный вес или удельная плотность
Удельный вес – это то количество материала, в данном случае песка, которое
помещается в единице объема. В определенной мере удельный вес – это плотность песка.
Для строительного песка различаю два вида удельного веса или удельной плотности – насыпая
и истинная. Истинная плотность в большей мере теоретическая, на практике встретиться с ее значениями
удается крайне редко. Зависит это от способа «соединения» или «укладки» мельчайших
частичек песка в емкости. Чем плотнее «лежит» песок, чем меньше расстояния между его мельчайшими
частичками-зернами, тем выше его плотность и удельный вес. Истинная удельная плотность рассчитывается в
лабораторных условиях, а для требуемых иногда расчетов проще воспользоваться специальной таблицей.
На практике же всегда приходится сталкиваться исключительно с насыпной удельной плотностью или насыпным весом. В наглядном представлении это то количество песка, которое можно насыпать в емкость размером 1х1х1 метр.
Однако и тут не все так просто. Удельный вес напрямую зависит от модуля крупности, то есть более мелкий речной песок будет иметь большую насыпную плотность, чем крупнозернистый строительный. Помимо этого, на удельный вес оказывает влияние и влажность песка. Содержащая в песке вода утяжеляет песок, увеличивая его удельный вес.
Значения удельного веса или насыпной удельной плотности для речного песка составляют от 1200 кг/м.куб до 1700 кг/м.куб. Конечные значения зависят от фракции, влажности и минерального состава песка.
Добыча речного песка
Речной песок имеет желтоватый либо светло-серый оттенок, а цвет его определяется минеральным составом
песчинок. Чем светлее песок, тем больше в его составе кварца.В реках центральной и средней
части России нередко можно встретитьпесок почти белого цвета, практически на 100% состоящий из кварца.
Добыча речного песка ведется как со дня рек, так и в пересохших руслах. В последнем случае
речной песок добывается практически так же, как и карьерный – на месте добычи экскаваторами песчаные
фракции грузятся в самосвалы и транспортируются на места хранения. В отличие от карьерной добычи, из процесса
исключена стадия отсева и разделения согласно модулям крупности.
Добыча песка с речного дня намного сложнее карьерной. Специальная техника – землесос – собирает речной песок со дня, затем грузит его на баржи в виде влажной песчано-илистой смеси. Транспортерами песок перегружается с баржи на берег реки либо – в зависимости от технологического процесса – сразу в самосвалы и на склад временного хранения. Здесь начинается этап промывки добытого песка от примесей: ила, ракушечника и прочих донных отложений. Непромытый песок не отвечает стандартам ГОСТа и считает некондиционным, то есть непригодным для строительных целей.
В зависимости от количества речного ила, песок может подвергаться промывке несколько раз. В течение некоторого времени песок просыхает, достигая так называемой «нормальной влажности» — степень влажности речного песка опять-таки регулируется ГОСТом. После этого песок готов к применению, его можно складировать для постоянного хранения либо выставлять на продажу.
Транспортировка песка
Транспортировка песка зависит от объемов. Большие партии этого строительного материала экономически выгоднее перевозить железнодорожным транспортом. Вагоны, оборудованные специальными самосвальными бункерами для транспортировки строительных материалов, способны вместить в себя до 80 тонн груза. Думпкары — вагоны-самосвалы – сконструированы для перевозки сыпучих грузов, а опрокидывающаяся платформа позволяет разгружать такой вагон, не прибегая к помощи специальной техники.
Сравнительно небольшой объем удобнее перевозить самосвалами. Привычный всем МАЗ вмещает в себя порядка 6 кубических метров сухого песка, а КамАЗ – до 12 кубических метров. Применяется автомобильный транспорт и в том случае, когда доставка по железной дороге невозможна, в этом случае целесообразнее использовать грузовики-самосвалы большей грузоподъемностью.
Хранение песка
Хранение сухого, промытого речного песка чаще всего осуществляется на открытом воздухе, на складских площадках, под навесом либо укрывным материалом. Хранят песок навалом, в штабелях конической формы либо в форме усеченного конуса. Согласно технологии процесса, окончательный подсчет привезенного песка производится только спустя трое суток по окончании транспортировки – это время необходимо для усадки и частичного «слеживания» песка.
Для расчета объема песка, хранимого в подобных штабелях, применяют всем известные еще со школьных времен формулы расчета объема геометрических фигур. Однако при выведении конечного результата необходимо сделать скидку на влажность – 10% на влажность песка от 1% до 3%, и скидку в 15% при влажности песка от 3% до 10%. В зимнее время делается дополнительная скидка в размере 15% в качестве компенсации присутствующего в песке снега и льда.
Факторы, которые следует учитывать при покупке речного песка
Главное отличие речного песка от карьерного – исключительная чистота первого. Отсутствие различных примесей, в первую очередь глины и камешков – это следствие естественных геологических процессов при формировании речного песка. Поэтому первое, на что требуется обратить внимание при покупке речного песка – однородность и высокая сыпучесть.
Вес песка во многом зависит от его влажности. Вода обволакивает каждую песчинку тонкой пленкой, увеличивая ее вес. Таким образом, в единице объема – чаще всего это кубический метр – вес влажного песка будет выше, чем вес сухого. То есть один куб сухого песка будет весить меньше, чем 1 куб влажного. Этот фактор необходимо учитывать, если вы покупаете песок по весу, иначе велик риск купить большой вес, но недостаточный объем этого строительного материала.
Нормативами предусмотрена так называемая «нормальная влажность», значения которой регулируются ГОСТом. Определять ее необходимо в лабораторных условиях, хотя процесс этот достаточно простой и не требующий особых приспособлений.
Именно из-за переменчивого фактора влажности строительный речной песок чаще всего продается именно в кубах, то есть основная измерительная единица – объем, а не вес. Рассчитывая при покупке необходимое для строительства количество песка, учтите, что в справочных таблицах по удельному весу/плотности значения указаны именно для сухого материала.
Ну и напоследок: при сравнительно небольших объемах строительный речной песок перевозят автомобильным транспортом. В обычный самосвал типа МАЗа помещается порядка 6 кубов песка, в КамАЗ – до 12 кубов. Транспортировка обычными автодорогами больших по весу объемов отдельной единицей транспорта – например, специальными карьерными самосвалами — уже потребует оформления специального разрешения.
Применение речного песка
Речной песок наиболее ценен среди прочих видов песка. Объясняется это в первую очередь его исключительной чистотой – он не содержит ни глины, ни камешков, ни каких-либо иных включений, к тому его процесс его производства включает в себя очистку песка от илистых отложений и речного ракушечника. Столь примечательные свойства не могут не отражаться и на стоимости – цена речного песка всегда выше, чем карьерного.
Внешний вид речного песка тоже достаточно примечателен: мелкие, округлой формы песчинки, чаще всего сероватого или желтоватого цвета. Чем светлее сам песок, тем выше содержание в нем кварца, тем красивее он на вид.
Сферу применения речного песка можно условно разделить на две части – бытовую и строительную. К первой группе можно отнести применение песка в ландшафтном дизайне – дорожки, посыпанные кварцевым песком, великолепно смотрятся и в домашнем саду, и в масштабном парковом ландшафте. Сюда же относится и применение речного песка для обустройства пляжей – мелкий речной песок мягок, не травмирует кожу, к тому же обладает высокой водопроницаемостью. Из-за округлости его мельчайших частиц речной песок используется и в детских песочницах – хотя это, конечно, наименьшая по объемам область применения.
В строительной же сфере применение речного песка намного масштабнее. В первую очередь это использование его в производстве бетона и бетонно-песчаных смесей. Сюда же можно отнести ипроизводство различных бетонных изделий: бордюров, тротуарной плитки, дорожек и прочего.
Незаменим речной песок и в отделочных работах: он не подвержен воздействию агрессивных компонентов некоторых штукатурных смесей, отлично сцепляется с поверхностью при наружной отделки помещений, не содержит вредных для человека веществ при внутренней отделке. Высокая влагопроницаемость речного песка позволяет считать его отличным материалом при монтаже дренажных систем. Используется песок и при стяжке пола. Вдобавок благодаря высокой плотности он служит и прекрасным шумоизоляционным материалом.
Говоря о применении речного песка, нельзя не сказать и незаменимость его при производстве дорожных работ. Речной песок – необходимый технологический элемент при формировании дорожного полотна: изоляционная подушка из песка служит основой для укладки асфальта. Укладываемый под основание дороги слой песка не размывается грунтовыми и поверхностными водами благодаря высокой гигроскопичности, следовательно, удерживает асфальтное полотно, не давая тому расплываться.
Коэффициент уплотнения песка
С понятием коэффициента уплотнения песка регулярно сталкиваются не только специалисты проектных организаций, но и эксплуатационники, непосредственно выполняющие работы на строительных площадках.
Коэффициент уплотнения грунта служит одним из основных критериев качества выполнения подготовительных работ на строительных участках и служит для сопоставления фактически достигнутого показателя плотности грунта на подготовленном участке с нормативным значением.
Также понятие коэффициента уплотнения широко используется для объемного учета сыпучих материалов. Наиболее точным способом учета является весовой метод, однако на практике его использование часто нецелесообразно из-за отсутствия или труднодоступности весового оборудования. Использование объемного учета не требует сложного оборудования, но ставит проблему сопоставления объема материала в карьере (при добыче), в местах складирования, в кузове автомобиля (при перевозке) и при использовании на объекте.
Значимые факторы и свойства
Коэффициент уплотнения – это отношение плотности (объемной массы) «скелета» грунта на контролируемом участке к плотности того же грунта, прошедшего процедуру стандартного уплотнения в лабораторный условиях. Используется для оценки соответствия качества выполненных работ нормативным требованиям. Нормативные значения коэффициента для различных видов работ приведены в соответствующих ГОСТ, СНиП, а также в проектной документации на объект, и составляют обычно 0,95 – 0,98.
«Скелет» грунта – твердая часть структуры при определенных значениях рыхлости и влажности. Объемный вес «скелета» песка рассчитывается как отношение массы твердых составляющих к массе, которую имела бы вода, если бы занимала весь объем, занятый грунтом.
Определение максимальной плотности грунтов в стандартных условиях предполагает проведение лабораторных исследований, в ходе которых пробы грунта подвергаются уплотнению при постепенно увеличивающейся влажности до определения показателя оптимальной влажности, при которой будет достигнута максимальная плотность песка.
Коэффициент относительного уплотнения
При выполнении работ по перемещению песка, извлечению его из тела карьера, транспортировке и других операций, связанных с изменением таких свойств, как рыхлость, влажность, крупность частиц, происходит изменение плотности «скелета». Для расчета потребности и учета поступления строительного материала на площадку применяется коэффициент относительного уплотнения – отношение весовой плотности «скелета» песка на объекте к весовой плотности на участке отгрузки.
Коэффициент относительного уплотнения определяется расчетным путем и указывается в проектной документации на объекте строительства (если для снабжения песком используются плановые поставки).
При проведении расчетов учитываются:
- физико-механические характеристики песка (прочность частиц, крупность, слеживаемость);
- результаты лабораторного определения максимальной плотности и оптимальной влажности;
- насыпной вес песка в условиях естественного расположения;
- условия транспортировки;
- климатические и погодные условия на период осуществления доставки, возможность отрицательных температур.
Уплотнение при обратной засыпке и трамбовке
Обратная засыпка – процесс заполнения вырытого котлована после выполнения определенных видов работ ранее вынутым грунтом или песком.
Процесс трамбовки выполняется по месту засыпки грунта с применением трамбовочных устройств, ударным воздействием или при применении давления.
В процессе выемки грунта происходит изменение его физических свойств, поэтому для определения объема необходимого для отсыпки песка необходимо учесть коэффициент относительного уплотнения.
Уплотнение при транспортировке
Транспортировка насыпных грузов автомобильным или железнодорожным транспортом также приводит к изменению плотности грунта. Встряхивание транспортного средства, воздействие осадков, давление верхних слоев песка приводят к уплотнению материала в кузове.
Для определения количества песка, необходимого для обеспечения заданного объема строительного материала на объекте, этот объем необходимо умножить на коэффициент относительного уплотнения, указанный в проекте на строительные работы.
Извлечение песка из тела карьера наоборот приводит к его разрыхлению и, соответственно, уменьшению весовой плотности. Это также необходимо учесть при планировании перевозок.