Зерновой состав песка
Гранулометрический состав песка характеризуется соотношением отдельных фракций. Фактически он определяет пустоты и удельную поверхность песка, которые являются основными технико-экономическими показателями заполнителя. Таким образом, лучшим заполнителем является тот, у которого наименьшие пустоты и наименьшая удельная площадь поверхности. В этом случае снижается необходимость использования цементного теста для заполнения межзерновых пустот в песке и покрытия поверхности. При одинаковом содержании цементного теста в бетонной смеси увеличивается слой между песчинками, уменьшаются полости и удельная поверхность. В этом случае бетонная смесь более удобоукладываема или требуется меньше цемента для получения бетонной смеси с определенной удобоукладываемостью. Следовательно, расход цемента в бетоне определенной прочности зависит от гранулометрического состава песка. Для определения качества гранулометрического состава песка его просеивают на стандартном наборе сит с разным размером отверстий и определяют процент частичного остатка на каждом сите. Эти остатки характеризуют фракцию, удерживаемую этими ситами. Многочисленные эксперименты показали, что песок имеет наименьшую пористость и его удельная поверхность оптимальна, когда содержание каждой фракции песка находится в определенных пределах.
Качество зернового состава песка характеризуется, помимо косвенной оценки его фракционного состава, модулем крупности и удельной поверхностью зерен.
Фактически модуль крупности характеризует средний размер зерен песка и по этому показателю песок делится на крупный, средний, мелкий и очень мелкий.
Удельная поверхность песка, определяемая методом воздухопроницаемости, естественно, зависит от крупности песка. Чем выше модуль размера частиц, тем меньше удельная площадь поверхности.
Пески из рыхлых слоев горных пород могут существенно отличаться по зерновому составу от рекомендуемого. По этой причине, чтобы использовать в бетоне песок с оптимальной крупностью, рекомендуется природный песок насыпного состава делить на две фракции. Оптимальное соотношение крупной и мелкой фракций в искусственно составленном фракционированном песке колеблется в разных пределах. Ширина оптимальных пределов содержания мелкой и крупной фракций требует в каждом отдельном случае применения фракционированного песка для определения его состава путем соответствующих испытаний в бетоне с предварительным подбором соотношения фракций, руководствуясь наибольшей насыпной плотностью смеси. .
Качественный песок можно получить и путем обогащения природного песка недостающей фракцией. Как правило, это крупная фракция. Последний получают путем дробления горных пород в гравий или специальным дроблением горных пород в песок. За счет добавления дробленого песка физико-механические свойства бетона значительно улучшаются.
Поэтому для бетона рекомендуется использовать только крупный и средний песок. Мелкие и особенно очень мелкие пески могут быть использованы в качестве отдельной фракции при производстве фракционированного песка.
В особых случаях допускается использование мелких песков, но после тщательного технико-экономического обоснования. Решающими факторами для такого обоснования являются расход цемента, который при мелком песке значительно увеличивается, и морозостойкость бетона, которая при этом может быть несколько снижена. Эти два фактора препятствуют использованию мелкозернистого песка, но поощряют его использование из-за затрат на транспортировку, когда хороший песок можно получить из отдаленных месторождений.