Как выбрать песок для бетона: советы профессионалов

Как выбрать песок для бетона: советы профессионалов

Государственные стандарты качества регулируют не только характеристики бетонного раствора, но и его отдельно взятых компонентов. Например, в ГОСТ 8736-2014 указаны все свойства песка, который был получен методом дробления отсева.

Главные критерии, на которые нужно обращать внимание при выборе мелкого заполнителя — это:

• наличие посторонних примесей,
• форма и размер,
• уровень влажности.

Нормальной долей примесей в песке считается показатель до 5%. Чем чище песок — тем он лучше. Размер песчинок — это фракция, она выбирается в зависимости от назначения бетона. Но совсем мелкий песок с фракцией менее 2 мм редко используется для строительства, бетон с таким заполнителем получится не очень хорошим.

Форма и текстура влияет на адгезию. Например, идеально гладкая песчинка будет хуже сцепляться с цементом и щебнем, чем фактурная крупинка с неровной поверхностью. Зато гладкие песчинки замешиваются более равномерно.

Влажность песка легко изменить — материал можно просушить или увлажнить, она больше влияет не на качество бетона, а на то, сколько воды потребуется добавлять в раствор.

Также при выборе песка для изготовления бетона нужно учитывать пористость, плотность и радиоактивность. Об этих характеристиках мы расскажем чуть позже.

В зависимости от свойств песка, его делят на 2 класса. Первый — самый лучший. Это довольно крупный песок, без содержания глины и с небольшим процентом примесей, до 2,9%. Второй — песок поменьше и с большим процентом примесей.

Связанные вопросы и ответы:

Какие виды песка существуют для бетона

Песок, как и многие другие строительные материалы, может быть природным или созданным искусственно. В строительстве используются оба его типа. Песок в бетоне берет на себя задачу равномерного распределения напряжения внутри конструкции. Именно благодаря этим функциям изделия получаются долговечными и устойчивыми к различным воздействиям.

Делят песок не только на природный и искусственный, но и в зависимости от метода и места его добычи. Эта характеристика влияет на свойства песка, а потому очень важно использовать тот материал, который требуется по стандартам или ГОСТу. В строительстве используется 4 вида песка:

Речной. Отличается минимальным показателем примесей, однородной фактурой, и гладкой поверхностью песчинок. Именно речной песок подходит для производства бетона с хорошими влагоустойчивыми показателями, который будет подвергаться перепадам температур.

Морской. Его характерная черта – высокий коэффициент фильтрации, а также отсутствие глиняных или органических примесей. Такие свойства делают его отличным материалом для бетона, которым будет заливаться фундамент. Однако стоимость добычи морского песка высока, и зачастую его применение экономически нецелесообразно.

Карьерный. Этот песок добывают в карьерах с применением гидромеханического оборудования. Из-за этого у материала высокая влажность, есть примеси глины и камней. Карьерный песок требует дополнительного очищения. Часто используется при подготовительных работах, но, с качественной очисткой может применяться и в основных. Популярен благодаря невысокой цене.

Искусственный. Такой песок может быть кварцевым или гравийным. Его получают после обработки горных пород. Редко используется для изготовления бетона, но может применяться для наливных полов.

Какие факторы влияют на выбор песка для бетона

Первое, с чем предстоит определиться, — из какого песка делать бетон: карьерного или речного. От этого зависят свойства самого нерудного материала, а также качество получаемого бетона. При выборе важны следующие параметры песка:

1. преобладающая форма зерен;
2. насыпная плотность;
3. количество включений и примесей;
4. фракция (размер зерен).

Перечисленные факторы определяют не только качество бетона, но и общие затраты, поскольку от насыпной плотности песка зависит его количество на один кубометр.

Речной

Сначала разберемся, подходит ли речной песок для бетона. Да, именно ему принадлежит первенство в этом сравнении. Все потому, что речной песок имеет минимальное количество осадочных примесей, представляет собой более округлые, нежели у карьерного, песчинки. Подобная форма обеспечивается тысячелетним обтачиванием зерен водой. В бетонном растворе округлые песчинки гораздо лучше распределяются, обеспечивая хорошую пластичность раствора.

Кроме формы зерен, очень ценится отсутствие большого количества глины, ила и прочих органических и минеральных отложений. Их массовая доля обычно не превышает 0,3%. Примеси и продукты распада растений, точнее гумусы и органические кислоты, содержащиеся в них, вступают в реакции и видоизменяют цемент, вызывая его разрушение. Поскольку в речном песке мало подобных отложений, бетон с его добавлением более прочный и не растрескивается. Этим обусловлена высокая ценность такого наполнителя.

Подводя итог вышесказанного, можно ответить и на вопрос, какой песок нужен для бетона под фундамент. Лучше всего подходит именно речной, поскольку он помогает получить надежную опору для здания, которая будет на 100% выполнять свою главную функцию — передавать нагрузку на грунт.

По той же причине речной песок используют при выпуске бетонных изделий и заливке монолита. Дополнив мелкий наполнитель гранитным щебнем 20-40 , вы сможете получить долговечные и надежные конструкции, в том числе подходящие для использования в особенно ответственных местах, таких как крупные производственные цеха.

Карьерный

Карьерный песок добывается открытым способом в карьерах, поэтому сохраняет достаточно высокий процент примесей, иногда достигающий 7%. Характерная особенность — неровная форма зерен, из-за чего карьерный песок хуже распределяется и уплотняется в бетонном растворе, быстрее оседает, снижая качество бетона. Ввиду таких свойств сферой применения чаще является изготовление кирпича и кладочных смесей — здесь глинистые примеси даже на пользу.

Использовать карьерный песок для бетона можно, но только при условии, что монолитная конструкция не будет испытывать слишком высокие нагрузки. В крупных проектах это будет довольно рискованным решением, и даже экономия не оправдает себя, ведь свойства бетона могут измениться в худшую сторону из-за высокого процента примесей и формы песчинок.

В частном строительстве карьерный песок используется активнее, поскольку здесь возводятся преимущественно малоэтажные дома, не оказывающие такой большой нагрузки на фундамент и грунт, как высотные. Кроме песка, вы можете сразу приобрести гранитный щебень 5-20 , обладающий оптимальными характеристиками для фундамента частных домов и строительства в сейсмически стабильных регионах.

Как песок влияет на прочность бетона

В бетонных смесях песок выполняет функцию мелкого заполнителя. Он предназначен для уменьшения внутреннего напряжения при затвердевании бетона, а также упрочнения конструкции. Но это достигается лишь в том случае, если соблюдены требования к параметрам песка и его количеству.

Например, при чрезмерном объеме материала раствор приобретет зернистую структуру, и его будет легко разрушить. Если песка не хватает, при засыхании смеси появятся трещины.

Характеристики используемого сыпучего материала должны быть подходящими именно для приготовления бетона. Учитывайте их при покупке песка:

1. Размер зерен. Величина частиц бывает разной — от тонкого песка (до 0,7 мм) до крупного (с зернами от 3,5мм). Для получения прочной конструкции из бетона советуют использовать крупный тип материала, но с достаточным количеством мелких песчинок. В противном случае будет много пустот, которые негативно сказжутся на прочности конструкций. Таким образом, в основном применяют смесь песка разных фракций. Так удается достичь оптимального соотношения компонентов.
2. Плотность на м3. Параметр еще называется объемным весом. Он характеризует вес 1м3 песка в естественном состоянии. Как правило, кубометр весит 1,5-1,8 тонн. Для бетона лучше выбирать материал с более низкой плотностью.
3. Влажность. Обычно показатель составляет 5%. При высушивании песка влажность падает до 1%, а при добавлении влаги увеличивается до 10%. Этот показатель нужен для того, чтобы определить объем воды, который требуется добавить в бетонную смесь.
4. Пористость и насыпная плотность. Коэффициент пористости определяет сопротивление песка (а потом и бетона) пропусканию влаги. В среднем плотность должна составлять 1,3-1,9 т/м3. Если значение ниже, это говорит о наличии в веществе лишних добавок. Повышенная плотность указывает на высокую влажность.

Может ли качество песка повлиять на долговечность бетона

Когда водовяжущее отношение превышает 0,4, разрушение бетона при сжатии в основном происходит в самом цементном камне и его поверхности сцепления с заполнителем, а прочность цементного камня и поверхности его сцепления в основном зависит от прочность цемента и водовяжущее отношение. Следовательно, при большом водовяжущем отношении влияние количества песка на прочность бетона неочевидно. Однако, когда отношение вода-вяжущее составляет менее 0,40, цементный камень и прочность сцепления значительно улучшаются. Помимо самого цементного камня и поверхности сцепления с заполнителем, разрушение бетона при сжатии также включает в себя разрушение самого заполнителя. При расчете соотношения смешивания доля песка велика, что увеличивает общую площадь поверхности крупного и мелкого заполнителя, так что связность бетонной смеси серьезно ухудшается, и даже происходит явление обрушения. В результате снижается сила связи между различными компонентами бетона, а прочность бетона после затвердевания снижается. Однако, если скорость песка слишком мала, суспензии слишком много, и в процессе формования бетона, в условиях собственного веса и сильной вибрации, более вероятно появление явления кровотечения. Если бетонная смесь сильно просачивается, это вызовет следующие неблагоприятные последствия: во-первых, образование большого количества кровоточащих каналов, увеличение пористости бетона, что приведет к снижению прочности бетона; Во-вторых, на нижней кромке крупного заполнителя и горизонтального стального стержня из-за стекания образуется водяная пленка, которая после испарения образует зазор, снижая прочность бетона и силу сцепления между бетоном и стальным стержнем. В-третьих, обесцвечивание увеличивает водовяжущее отношение поверхностного бетона, образуя так называемый плавающий шламовый слой, который после затвердевания имеет очень низкую прочность. В-четвертых, обескровливание также приведет к неровностям бетона внутри, увеличит усадку бетона в процессе твердения, также снизит прочность бетона. При разумном количестве песка бетонная смесь может получить хорошие рабочие характеристики и повысить прочность бетона после затвердевания.

Сколько песка нужно для приготовления бетона

Строительный камень в не отвердевшем виде представляет собой пластичную пасту. Ее основные компоненты — цемент, песок и вода, и этим можно ограничиться, если нужно, оштукатурить стены или уложить кирпич. В остальных случаях добавляют крупнофракционный заполнитель, для придания смеси дополнительной прочности.В любом варианте важнейшей ее характеристикой считают ВЦО (или водоцементное отношение). Это массовое соотношение между сухим цементным порошком и водой. 

Коэффициент напрямую влияет на плотность и прочность отвердевшего материала. Недостаток влаги снижает качество конструкции, поскольку цементному порошку не хватает жидкости, и он не растворяется. Излишки воды, наоборот, не вступают в реакцию с порошком, остаются внутри монолита в виде пустот. Все это снижает качество материала.В идеале ВЦО равен 0,5, то есть на 2 кг порошка берут 1 кг воды.При этом надо учитывать свойства разных наполнителей, которые могут быть влажными или сухими. В последнем случае все они будут вытягивать влагу из раствора. 

Еще один нюанс. Смесь с идеальным ВЦО жесткая. Ее очень сложно своими руками равномерно распределить по форме. Поэтому на практике ее делают более жидкой. Чтобы сохранить прочность, увеличивают и количество цементного сырья, что ведет к его перерасходу. Можно поступить иначе и добавить пластификатор. Это препарат, улучшающий текучесть массы. Средство недешевое, поэтому на домашних стройплощадках его заменяют любым моющим средством. Его растворяют в воде, дают пене осесть, только после этого добавляют жидкость к замесу.

Рассчитать пропорции цемента и песка для бетона надо правильно. Основная сложность заключается в том, что в рекомендациях чаще приводится массовое соотношение компонентов. На стройплощадке неудобно постоянно взвешивать сырье для раствора, поэтому лучший вариант — объемное соотношение. Обычно в качестве мерки строители используют стандартное десятилитровое ведро. С его помощью легко отмерить сухие ингредиенты. Воды берут ровно половину от веса цементного порошка. Проще всего один раз взвесить цемент, и потом уже отмерять воду, ориентируясь на полученный результат.

Как проверить качество песка перед использованием

Песок для строительства может отличаться по содержанию в нем различных примесей, больших или меньших фракций твердых горных пород, пыли или глины.
Для одних видов работ, например, для обратной отсыпки траншей, это может не иметь значения. Но прежде, чем купить песок для приготовления бетона, нужно знать, какое количество примесей в нем содержится. Чтобы вычислить их присутствие и объем в общей массе, есть 7 способов, о которых и пойдет речь в нашей статье.

1. Пипеточный способ
   Образец песка смешивают с водой и выдерживают около двух часов. После этого сливают верхнюю, загрязненную воду. В ней содержатся вымытые из образца примеси. В пипетку (отсюда и название способа) набирают полученную суспензию, помещают в чашку и выпаривают, используя сушильный шкаф. В итоге получается порошок, измерив объем которого можно вычислить пропорцию содержания растворимых примесей.
2. Способ определить глинистые вещества в песке
   Глинистые структуры имеют очень маленький размер частиц, порядка 0,005 мм. Чтобы их выявить, используют следующий метод:
   В исследуемый песок наливают дистиллированную воду, потом к смеси воды и песка добавляют раствор аммиака. Полученную суспензию отстаивают около двух часов, пока не выпадет осадок, представляющий собой крупные частицы. Из этого осадка отбирают пробу, определяя в ней наличие частиц глины.
3. Способ определить наличие глинистых комков
   Содержание глинистых комков в песке для бетона значительно уменьшает прочность последнего. Цемент, щебень и песок в бетонной смеси должны прочно сцепляться, однако такие комки и пленки не дают им это сделать. При намокании комки глины разбухают, а при застывании бетона - высыхают и образуют пустоты.
   Чтобы обнаружить глинистые комки, на стеклянный лист выкладывают тонким слоем исследуемый песок и слегка его увлажняют. Затем при помощи стальной иглы из песка выделяют разбухшие глиняные комочки и определяют отношение их объема к общему объему исследуемого песка.  
4. Способ обнаружить органические примеси в песке
   Органические примеси, которые еще называют гумусовыми кислотами, попадают в пески с течением времени в результате естественного разложения животных и растений. Такие примеси замедляют процесс отвердевания бетона и понижают прочность готовых изделий.
   Чтобы обнаружить их содержание, используют колориметрический способ.
   Для этого в стеклянный цилиндр с мерной шкалой помещают образец песка, к которому добавляют 3%-й раствор едкого натра. Полученную смесь выдерживают сутки.
   В то же время изготавливают и раствор, служащий эталоном. Для его приготовления смешивают воду с едким натром, этиловым спиртом и раствором танина. Эталонный раствор также выдерживают в течение суток. Затем образцы сравнивают.
   Если цвет жидкости над пробой песка светлее, чем эталонный раствор, то песок можно использовать для изготовления бетонных смесей.
5. Петрографический способ
   Данным способом определяют наличие рудных материалов, слюды, сернистых соединений, кремнезема.
   Образец песка рассматривают под микроскопом, распознавая минералы с помощью характерного для них блеска, строения, цвета или применяя химические реактивы.
6. Химический способ (реакция щелочи цемента с песком)
   Данный способ применяют, когда с помощью петрографического исследования образцов выявляется наличие минералов в песке. Химический метод исследования предусматривается ГОСТом 8735-75. Для реализации исследования песка на примеси таким способом в термостат помещают едкий натр в растворе и исследуемый образец. Полученная смесь выдерживается сутки при температуре 80 градусов. Затем определяют массу кремнезема, который растворился. Предел массы растворяющегося кремнезема определен в том же ГОСТе.

ГОСТы, ограничивающие объем содержания примесей в песках
ГОСТ 8736-85, предусматривает, что в песке природного состава не должно быть больше 3% от его массы примесей, растворяющихся в воде. При этом в обогащенном песке эта цифра уменьшается до 2%, но в дробленом — возрастает до 5%. Комки глины должны составлять не больше 0,5% от массы в природном, и не более четверти процента в обогащенном песке.
По ГОСТу 10268-80 требования к песку разделяются по виду (марке) бетона и по условиям эксплуатации готового бетонного изделия:
для подводного бетона — не больше 5% глинистых и пылевых частиц;
для надводного бетона — не более 3%
для бетона в зонах с постоянным изменениям уровня воды — не более 2%
для бетонных труб, мостов и других гидротехнических сооружений используют песок без примесей.

Что такое примеси в песке и почему они важны

Разновидностей песка много, но для приготовления бетонного раствора используется всего 5:

• морской,
• речной,
• карьерный,
• кварцевый,
• гравийный.

Морской песок для бетона добывается с морского дна, что существенно увеличивает его стоимость. Кроме того, этот материал требует затратной очистки. Все это увеличивает цену морского песка, и зачастую такой тип материала становится слишком дорогим для строительства.

Кварцевый песок для бетона получается путем измельчения кварца, гравийный песок изготавливают также с помощью дробления породы. Такой песок нуждается в просеивании, промывании и очищении, что влияет на его цену. Чем меньше фракция этих двух видов песка – тем выше их стоимость. Поэтому они редко применяются при изготовлении бетонного раствора.

Наиболее востребованными видами песка для бетона являются речной или карьерный. Речной песок для бетона – предпочтительнее. Он содержит меньше всего примесей, у него небольшой разброс фракций. Бетон из речного песка получается влагоустойчивым и отлично переносит даже резкие изменения температуры. Он дороже карьерного песка, но и на порядок прочнее и качественнее.

Карьерный песок добывают из открытых карьеров, он выделяется цветом. Белый карьерный песок для бетона может использоваться, но не во всех случаях. Его главный минус – наличие большого количества примесей, а плюс – невысокая цена. Как известно, песок с глиной для бетона не подходит, поэтому материал, добытый из карьера нуждается в промывке, которая увеличивает стоимость материала.

Таким образом, ответ на вопрос «Какой песок подходит для бетона?» – речной. Но, в некоторых случаях, в зависимости от назначения бетонной конструкции и других особенностях строительства, применяются и другие виды песка.

Какой песок лучше для бетона: гранитный или речной

Среди этих двух видах много отличий. Они касаются практически всех характеристик. Но у них есть и сходства – оба вида отлично подходят для строительных работ, каждый в своей сфере.

Характеристики этого стройматериала нельзя оценивать, как хорошие или плохие. Одно и то же свойство отлично подойдет для одного вида работ, но испортит другие. Поэтому их нужно оценивать с учетом возможности решения конкретной строительной задачи. Например, наличие глины в сырье не подходит для производства бетона, но желательно при некоторых видах дорожных работ.

Визуально отличить речной песок от любого варианта карьерного не сложно, так как они имеют много различий:

• цвет;
• форма зерен;
• наличие загрязнений.

Карьерный несколько темнее, может иметь вкрапления глины рыжего или коричневого цвета. Речной более светлый, имеет желтоватый или сероватый оттенок.

У речного зерна округлые, крайне редко встречаются острые или неровные углы. Карьерный, наоборот, имеет шероховатую поверхность. Эта характеристика влияет на способность удерживать соседние элементы, островатые зерна имеют более высокую адгезию, соответственно, раствор с ними будет прочнее.

Речной имеет больше органических загрязнений, карьерный – глиняных. Это важно при определении качества материала. Оба вида промывают и обрабатывают, чтобы удалить лишние элементы и улучшить качество материала.

Кроме этого, существуют следующие отличия:

• способ добычи;
• применение;
• характеристики.

При добыче обоих вариантов используют схожие технологии, которые предполагают открытый и закрытый способ разработки ресурса. Во втором случае материал получается более качественный, так как песок проходит очистку во время процесса добычи. Это обусловлено тем, что на поверхность он поднимается с помощью мощной струи воды.

Форма зерен карьерного имеет более высокие сцепляющие способности, поэтому этот песок гораздо чаще используется для производства бетонных конструкций, для штукатурки и других работ, в которых важна прочность. Гладкое зерно лучше подходит для других работ, например, устройства дренажных систем.

Характеристики внутри одного вида могут отличаться, они в большой степени зависят от месторождения и интенсивности обработки. Песок могут обрабатывать несколько раз, постоянно улучшая его качество. Чем качественнее очистка, тем выше стоимость.

В чем разница между карьерным и речным песком для бетона

Любое строение должно стоять на надежной основе — именно она принимает на себя всю тяжесть постройки. Поэтому, не стоит брать первый попавшийся или дешевый материал. Это чревато последствиями, поэтому надо прислушаться к советам специалистов.

Обычный неочищенный карьерный вид имеет много примесей в составе, из-за которых могут образоваться в бетоне пустоты. В дальнейшем, это приведет к трещинам и разрушениям основания, а затем стен. Поэтому, карьерную разновидность можно применять только в мытом или сеянном варианте.

Песок для подушки фундамента лучше покупать в очищенном виде. Он ненамного дороже, но его консистенция чистая и плотная.

Подушка под фундаментом выполняет роль буфера:

• при возведении дома на пучинистых грунтах позволяет избежать разрушению основания в процессе замерзания и оттаивания;
• горизонтальный уровень из осадочной породы устраняет неровности траншеи и равномерно распределяет нагрузку;
• защищает от сырости и грунтовых вод;
• противодействует усадке строения;
• для высотных зданий служит естественным амортизатором.

В зависимости от размеров и веса будущего строения, выбирается и толщина и ширина подушки из щебня и песка, она должна быть шире основы. Песок для заливки фундамента также лучше брать очищенный или промытый. Он уже природно чист, масса однородная. Кубовидная шершавая поверхность песчинок дает высокое сцепление с цементом, застывший бетон будет долговечным. Отсюда вывод — карьерный песок для фундамента можно использовать только в очищенном варианте.