Особенности применения песка в строительстве

Песок – обязательный компонент бетонной смеси, вступающий в реакцию с цементом и водой, формирующий внутренний каркас конструкции. Какие существуют виды этого материала? Какое его количество входит в состав бетонных смесей? Какой песок для бетона лучше - речной или карьерный? Об этом вы прочитаете в статье.

Основные сведения

Песок – осадочная горная порода, образующаяся в результате разрушения таких структур, формирующая рыхлую мелкозернистую субстанцию. Размер песчинок – 0,15-5 миллиметров. В зависимости от места происхождения вещество содержит в себе различные минеральные добавки.

Базовая градация по условиям накопления:

• Аллювиальные. Представляют собой отложения водных потоков и включают обломки различной степени окатанности, размера.
• Делювиальные. Формируется из-за выветривания горных пород в нижних частях возвышенностей (холмов, гор) путем вымывания дождевыми потоками.
• Эоловые. Пескообразные скопления, образуемые ветрами и формирующие континентальные отложения из мелких частиц.

Разновидности песка

В строительной практике песок классифицируют по месту происхождения и специфике обработки:

• Речной. Добывается из срединной или пойменной части реки. Применяется в любых сферах частного строительства.
• Стандартный строительный. Формируется как следствие эрозии скальных горных пород. Неорганический материал добывается при разработке соответствующих месторождений, поставляется в естественном и вторично обогащенном виде.
• Мытый карьерный. Добыча этого материала производится с помощью искусственных потоков жидкостей, вымывающих пылеватые части, глину из карьера. Продукция применяется в частном и промышленном строительстве.
• Сеяный карьерный. Считается вторичным сырьем при добыче гравия, щебня иных материалов крупных фракций путем их просеивания с получением малых крупинок. Применяется для кладочных растворов, штукатурных работ, в качестве основы асфальтобетонных смесей.
• Искусственный тяжёлый. Вид песка, получаемый механическим дроблением мрамора, известняков, шлаков, гранитов, иных видов горных пород. В отличие от материала природного происхождения, искусственный аналог шероховат и остроуголен. Чаще применяется для декоративных работ, добавляется в штукатурку с фактурной структурой.

Размеры частиц

Песок различают по крупности. В строительстве используют следующие виды фракций, коррелирующие с усреднённым диаметром песчинок:

• Сверхтонкий – до 0,7 миллиметров;
• Тонкий – 0,7-1 миллиметр;
• Мелкий – 1,5-2 миллиметра;
• Средний – 2-2,5 миллиметра;
• Крупный – 2,5-3 миллиметра;
• Повышенной крупности – 3-4 миллиметра;
• Сверхкрупный – более 4 миллиметров.

Подразделение песка на классы:

• Класс 1. К нему относятся фракции материала более 1,5 миллиметров без пылеобразных частичек, ухудшающих густоту оседания песка в растворах. Этот вид продукции используется для приготовления высококачественного бетона при возведении ответственных промышленных конструкций.
• Класс 2. Включает в себя комбинированный материал, содержащий мелкие и средние фракции песка. Этот вид материала применяется в частном строительстве.
• Класс 3. Разнородный материал, содержащий большое количество примесей (глину, пыль, золу), фракции песка всех видов. Используется для вторичных, не ответственных работ.

Характеристики песка

Материал обладает рядом характеристик, предопределяющих возможность его использования в разных сферах строительства. Базовые параметры:

• Объемный вес. В зависимости от фракции и происхождения материала, средняя масса из расчета на 1 кубометр в естественном не спрессованном состоянии – 1500-1900 килограмм.
• Преобладающая минеральная основа. Песок бывает кварцевым, известняковым, доломитовым.
• Влажность. Усредненный показатель – 5 процентов. В зависимости от технических условий получения, влияния внешних факторов окружающей среды и прочих обстоятельств, параметр колеблется в рамках 1-10 процентов. Для классических рецептов бетона и цементно-песчаных смесей закладывается влажность в 3 процента. Если она больше, то необходимо добавлять меньше воды для замешивания. Если меньше – интенсивнее увлажнять вяжущее вещество, мелкозернистый заполнитель. В «полевых» условиях определить недостаток влаги просто – песок не образует пластичную массу, ведет себя как гравий, но в миниатюре. Слишком высокое значение параметра проявляется, когда горсть материала сжимают в руке: если он не рассыпается, образуется комок, то относительная влажность превышает 5 процентов.
• Насыпная плотность. Соотносится со способностью пропускать влагу. Показатель определяется в лабораторных условиях. По плотности укладки, продукция бывает рыхлой, средней плотности или плотная. Исходя из конкретных показателей, вычисляется коэффициент пористости для пылеватых, мелких, средних и крупных разновидностей фракций песка.

Состав

Разнообразен, включает в себя большое количество соединений.

Типичный пропорциональный минеральный состав без искусственного обогащения:

• Кварц – 50-70 процентов;
• Гранит – 10-15 процентов;
• Полевой шпат – 7-8 процентов;
• Известняк – 6-8 процентов;
• Доломит – 1-3 процента;
• Соединения кремния – 1-2 процента;
• Слюда, песчаник, гидроокислы железа и руды, глауконит, кварцит и прочие компоненты – в совокупности менее 2 процентов.

Вышеозначенные показатели в ряде случаев существенно различаются и зависят от среды происхождения песка.

Использование песка в бетонных смесях

Во всех типах бетонов используется песок. Материал фракции до 2,5 миллиметров рекомендован для смесей марки М100-М300. Начиная с М400, рационально применять песок фракции 3,5 миллиметра.

Массово-пропорциональное, объемное отношение песка к цементу М400 и щебню для типичных марок бетона:

• Бетон М100. 4,6 части (41 литр) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 7 частей (61 литр) щебня.
• Бетон М200. 2,8 части (25 литров) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 4,8 части (42 литра) щебня.
• Бетон М300. 1,9 части (17 литров) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 3,7 части (32 литра) щебня.
• Бетон М400. 1,2 части (11 литров) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 2,7 части (24 литра) щебня.

Массово-пропорциональное и объемное отношения песка к цементу М500 и щебню для типичных марок бетона:

• Бетон М100. 5,8 части (53 литра) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 8,1 части (71 литр) щебня.
• Бетон М200. 3,5 части (32 литра) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 5,6 части (49 литров) щебня.
• Бетон М300. 2,4 части (22 литра) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 4,3 части (37 литров) щебня.
• Бетон М400. 1,6 части (14 литров) песка, 1 часть (10 литров) цемента и 3,2 части (28 литров) щебня.

Какой песок лучше – карьерный или речной?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Специалисты строительной отрасли дают различные рекомендации по применению карьерного или речного вида материала. Объективные характеристики:

• Карьерный песок. Содержит много примесей глины, пыли, грунта, золы, что негативно сказывается на качестве бетонной смеси. Для устранения проблемы применяется промывание, просеивание, обогащение и иные мероприятия.
• Речной, морской, озерный песок. Изначально чист и гранулирован, используется де-факто без дополнительной предварительной обработки. Однако песчинки материала гладкие и не имеют острых углов, что уменьшает уровень адгезии – это обстоятельство предопределяет проблемы с использованием в рамках промышленного и специального строительства, где к бетонам предъявляются высокие требования по прочности на сжатие, растяжение.

Рациональность использования карьерного или речного песка обусловлена спецификой строительства:

• Производство тротуарной плитки, создание асфальтобетона – применяются оба варианта.
• Внутренние декоративные и штукатурные работы, кладка кирпичей, обустройство песчаных подушек – карьерный песок.
• Заливка отмостки, фундамента, цоколя, ж/б конструкций, укладка блоков (ракушечник, шлакоблок) – речной песок.

Обозначенная сфера использования подходит для частного, гражданского строительства. Для спецобъектов военного назначения, мостовых конструкций, подземных хранилищ, атомных электростанций и так далее, тип песка выбирается индивидуально.

Заключение

Правильный выбор вида песка, его технико-эксплуатационных характеристик и состава предопределяет успешность строительных работ.