Чем отличается песок от песчаника?

Сравнительное исследование бетонов, содержащих дробленый песчаник и природный песок

переводы публикаций из социальной сети для учёных ResearchGate и из других открытых источников Интернета

Наши партнёры

A Comparative Study of Concretes Containing
Crushed Limestone Sand and Natural Sand
Yeol Choi, Jae-Hyuk Choi
Open Journal of Civil Engineering, 2013, 3, 13-18

В этой статье описывается влияние высоких температур на прочность, характерную для измельченного известнякового песчаного бетона (CLSC). Для сравнения, природные (речные) песчаные бетонные (NSC) и CLSC образцы подвергались воздействию трех разных высоких температур. Визуальные изменения цвета и потеря веса также тщательно анализировались с помощью тестов.

Результаты испытаний показали, что снижение скорости прочности на сжатие CLSC после воздействия высокой температуры несколько ниже, чем у NSC, тогда как прочность на растяжение CLSC указывает на очень близкую скорость по сравнению с NSC. Таким образом, изменения прочности измельченного известнякового песочного бетона после воздействия высокой температуры могут быть аналогично обработаны, как у природного песочного бетона.

Ключевые слова: НСК; CLSC; высокая температура; мелкий заполнитель; прочность на сжатие.

1. Введение

Использование измельченного песка в качестве мелкого заполнителя постепенно увеличилось в бетонной промышленности из-за нехватки природного (речного) песка и растущих ограничений на получение природного песка для защиты окружающей среды. Самый измельченный песок, используемый в Корее, производится из известковых пород, в то время как природные пески выветриваются и изнашиваются частицами горных пород из рек с учетом выветривания.

Основываясь на предыдущих проведенных исследованиях, измельченный песок имеет более широкие формы частиц, текстуру поверхности и сортировку штрафов по сравнению с природным песком [1,2]. Кроме того, качество крученого песка сильно зависит от качества исходных используемых пород, в то время как природный песок в основном имеет постоянные качества. Также было известно, что песок измельченного песка обычно указывает на более низкую обрабатываемость, чем у природного песчаного бетона [3].

Связанные предыдущие исследования заключаются в следующем.

Akrout [4] исследовал экспериментальное исследование влияния измельченного известнякового песка, пропорционального обрабатываемости и прочности на сжатие бетона. Эксперименты проводились по прочности на изгиб 14 железобетонных плит и 28 усиленных бетонных балок с кремнистым песком (эталонным песком), измельченным известняковым песком. Производительность измельченных известковых песчаных бетонов сравнивалась с характеристиками бетонов из кремнистого песка.

Было отмечено, что свойства измельченных известняковых песчаных бетонов, хотя и ниже, чем у бетонов из кремнистого песка, остаются полностью сопоставимыми. Результаты показали, что использование измельченного известкового песка было очень обнадеживающим для более широкого использования в производстве бетона. Ким [5] сообщил экспериментальный результат по характеристикам трещин измельченного известнякового песчаного бетона по сравнению с характеристиками измельченного гранитного песчаного бетона и речного песчаного бетона.

Результаты испытаний показали, что энергия разрушения бетона незначительно зависит от типа мелкого заполнителя. Кроме того, энергия трещин измельченного песчаного бетона была немного выше, чем у песка речного песка. Кроме того, энергия разрушения не пропорционально увеличивалась с увеличением прочности бетона. Характерная длина измельченного известнякового песчаного бетона была почти такой же, как у песчаного бетона или измельченного гранитного песчаного бетона.

Celik [6] исследовал влияние дробильной пыли, которая представляет собой тонкий материал, образовавшийся в процессе измельчения породы в измельченный песок. Экспериментальное исследование было проведено для выяснения влияния различных пропорций содержания пыли на свойства свежего бетона и упрочненного бетона. Эта пыль состоит из частиц, которые просеивают сита BS сита 75 мкм.

Результаты испытаний показывают, что спад бетона уменьшался по мере увеличения процентного содержания пыли, а содержание воздуха в свежем бетоне уменьшалось по мере увеличения процента содержания пыли. Кроме того, водопроницаемость бетона уменьшалась по мере увеличения процента содержания пыли.

Использовались четыре разных типа цемента при поддержании постоянного соотношения вода / цемент и изучалось влияние мелкодисперсных мелочи в дробленном песке на конкретные свойства прочности, проницаемости для хлоридно-ионных и капиллярных водопоглощений.

Результаты испытаний показали, что до 15% содержания мелочи в дробленом песке можно использовать без отрицательного влияния на прочность бетона. Результаты показывают, что бетон, содержащий 15% мелочи известняка, в качестве замены дробленого песка снижает водопроницаемость и увеличивает проницаемость хлоридно-ионных соединений.

Однако прочностные характеристики щебеночного бетона в суровых условиях, например, при пожаре, мало изучены, хотя измельченный песок постепенно увеличивался через миры. В настоящей работе была проведена экспериментальная программа по изменениям прочностных характеристик измельченного известнякового песчаного бетона (CLSC), подвергнутого высокой температуре, для обеспечения всестороннего изучения песка измельченного песка по сравнению с природным песчаным бетоном (НСК).

2. Экспериментальная программа

Экспериментальная программа была разработана для оценки высокотемпературных эффектов прочностных свойств измельченного известнякового песчаного бетона (CLSC) по сравнению с природным песчаным бетоном. Использованные образцы подвергались комнатной температуре (без подогрева), 200 ° С, 400 ° С и 800 ° С, соответственно.

3. Результаты тестирования и обсуждения

Результаты испытаний средней прочности на сжатие и расщепление CLSC и NSC приведены в таблице 4. Во время испытаний не было обнаружено разного режима отказа между CLSC и NSC с помощью испытаний на сжатие и расщепление.

Основываясь на целевой прочности на сжатие с очень близкой пропорцией смешивания, прочность на сжатие CLSC примерно на 28 дней ниже, чем у NSC при комнатной температуре. Этот результат в этот момент не был уверен, но он мог подумать, что на прочность на сжатие бетона будет влиять тип мелкого заполнителя, особенно между природным и дробленым песком.

Также из таблицы 4 видно, что средние предел прочности на сжатие и расщепление как CLSC, так и NSC определенно уменьшались с увеличением температуры экспозиции, как и ожидалось, соответственно.

Более подробно результаты испытаний снижающая скорость прочности на сжатие CLSC после воздействия высокой температуры несколько ниже, чем у NSC при каждой температуре, в то время как уменьшающаяся скорость разрушающей прочности на растяжение CLSC показала очень сходную с таковой для NSC. При ограниченном числе испытаний в этом исследовании можно сказать, что изменения механической прочности CLSC при высокой температуре существенно не отличаются от изменений НСК. Однако для проверки потребуется большее количество тестов на SLCS.

4. Выводы

Исходя из экспериментальных результатов прочностной характеристики CLSC и NSC, подвергнутых высокой температуре, были сделаны следующие выводы:

Снижающаяся скорость прочности на сжатие CLSC после воздействия высокой температуры несколько ниже, чем у NSC, тогда как прочность на растяжение при расщеплении показала очень сходную скорость снижения NSC. Однако, если количество тестов увеличится, разница не будет найдена или будет очень схожей.

Таким образом, изменения прочности измельченного известнякового песочного бетона после воздействия высокой температуры могут быть обработаны как изменения естественного песчаного бетона.

Использованные источники

[1] P. Poitevin, “Limestone Aggregate Concrete, Usefulness and Durability,” Cement and Concrete Composites, Vol.21, No. 11, 1999, pp. 99-105.

[2] I. K. Netinger and Ivica Guljas, “The Effects of High Temperatures on the Mechanical Properties of Concrete Made with Different Types of Aggregates,” Fire Safety Journal, Vol. 46, No. 7, 2011, pp. 425-430.  doi:10.1016/j.firesaf.2011.07.002

[3] Z. Xing, A. L. Beaucour, R. Hebert, A. Noumowe and B. Ledesert, “Influence of the Nature of Aggregates on the Behaviour of Concrete Subjected to Elevated Temperature,” Cement and Concrete Research, Vol. 41, No. 4, 2011, pp. 392-402. doi:10.1016/j.cemconres.2011.01.005

[4] K. Akrout, P. Mounanga, M. Ltifi and N. Jamaa, “Rheological, Mechanical and Structural Performances of Crushed Limestone Sand Concrete,” International Journal of Concrete Structures and Materials, Vol. 4, No. 2, 2010, pp. 97-104.

[5] J. K. Kim, C. S. Lee, C. K. Park and S. H. Eo, “The Fracture Characteristics of Crushed Limestone Sand Concrete,” Cement and Concrete Research, Vol. 27, No. 11, 1997, pp. 1719-1729. doi:10.1016/S0008-8846(97)00156-7

[6] T. Celik and K. Marar, “Effects of Crushed Stone Dust on Some Properties of Concrete,” Cement and Concrete Research, Vol. 26, No. 7, 1996, pp. 1121-1130.  doi:10.1016/0008-8846(96)00078-6

[7] B. K. Menadi, S. Khatib and A. Aït-Mokhtar, “Strength and Durability of Concrete Incorporating Crushed Limestone Sand,” Construction and Building Materials, Vol. 23, No. 2, 2009, pp. 625-633. doi:10.1016/j.conbuildmat.2008.02.005

[8] Y. Choi and R. L. Yuan, “Experimental Relationship Between Splitting Tensile Strength and Compressive Strength of GFRC and PFRC,” Cement and Concrete Research, Vol. 35, No. 8, 2005, pp. 1578-1591. doi:10.1016/j.cemconres.2004.09.010

[9] B. Ostle, K. V. Turner, C. R. Hicks and G. W. Mcelrath, “Engineering Statistics: The Industrial Experience,” Duxbury Press, Pacific Grove, 1999.

Источник: https://swsu.ru/sbornik-statey/sravnitelnoe-issledovanie-betonov-soderzhashchikh-droblenyy-peschanik-i-prirodnyy-pesok.php

Песок – классификация, сферы применения, ответы на ваши вопросы

Песок – это сыпучий материал неорганического происхождения, поэтому он не вступает в химическое взаимодействие с компонентами строительных растворов. Песок содержит частицы горных пород, которые в результате природных явлений приобрели округлую или остроконечную форму, диаметр крупинок – 0,05–5,0 мм. По мнению неспециалистов, выбор этого материала не зависит от конкретного целевого назначения. Но это ошибка – для определённых работ приобретают сыпучие вещества с соответствующими химическими и физическими характеристиками. Рассмотрим классификационные признаки этого материала – природного и искусственного.

Разновидности природного песка

Сыпучий материал природного происхождения является результатом естественного разрушения скальных горных пород. В зависимости от места залегания этот материал делится на карьерный (горный, овражный), речной и морской.

• Наиболее широко распространена карьерная разновидность, добываемая открытым способом. Её недостаток – наличие примесей в виде камешков и пылевидных частиц. Крупинки мелкие – от 0,6 до 3,2 мм, цвет – жёлтый или коричневый. Неочищенным этот материал можно применять для подушки под фундаментные конструкции или для траншей. Для строительных растворов используют сыпучий материал, очищенный от примесей одним из двух возможных вариантов – промывкой или просеиванием. Намывным называют песок, добываемый с применением значительного количества воды и специального оборудования – декантатора. В нём происходит отстаивание массы с последующим удалением примесей вместе с водой. Этот материал мелкофракционный, диаметр частиц – в среднем 0,6 мм. Вторая категория обработанного материала – сеяная. В этом случае примеси удаляются путём механического просеивания массы. Очищенные карьерные пески – недорогие и удобные в использовании – применяются на всех стадиях строительного процесса, где требуется присутствие сыпучего.
• Место добычи речного песка – дно реки. Этот материал не нуждается в очистке, частицы мелкие – 1,5–2,2 мм, имеющие овальную форму, цвет – жёлтый или серый. Его ценное качество – отсутствие глинистых включений, снижающих эффективность строительных растворов и смесей. Минус – высокая стоимость, поэтому речную разновидность часто заменяют более дешёвым карьерным аналогом.

Внимание! При изготовлении бетонных смесей песок речного типа быстро осаждается, что требует постоянного перемешивания бетона.

• Морской песок – нерудное полезное ископаемое, добываемое с использованием гидравлических снарядов. Это чистый материал, практически лишённый вредных примесей. Его можно использовать практически во всех сферах – от изготовления бетонных смесей до создания сухих готовых мелкофракционных составов и использования в пескоструйных агрегатах. Добыча этого полезного ископаемого достаточно затруднена, поэтому его массовое производство невозможно.
• Достаточно редкая, можно сказать, экзотическая разновидность этого ископаемого – чёрный песок. Причина его образования – геологические процессы, которые вымывают светлые составляющие из темноцветных тяжёлых минералов – гематитов, ильменитов, магнетитов. Такое ископаемое промышленного значения не имеет не только из-за малой распространённости, но и благодаря высокой радиоактивности.

Искусственные пески – разновидности и их характеристики

Неравномерное расположение мест добычи природных песков стало причиной развития производства искусственных аналогов, которые классифицируются в зависимости от исходного сырья, измельчаемого до требуемой фракции:

• Дроблёные. Получают из мрамора, диабаза, базальта, шлаков металлургического производства. Предназначаются для кислотостойких или декоративных смесей.
• Для производства пористых песков в качестве сырья используют туф, пемзу, вулканический шлак и даже древесные отходы.
• Керамзитовые мелкие заполнители для лёгких бетонов изготавливают измельчением керамзитового сырья. Эту продукцию можно использовать в качестве теплоизоляционного материала.
• Аглопоритовые. Исходник – глиносодержащее сырьё, шлаки или золы, образующиеся при обжиге глины.
• Перлитовые пески изготавливают методом термической обработки измельчённых стёкол вулканического происхождения, которые называют обсидианами или перлитами. Цвет получаемого продукта – белый или светло-серый. Используется в производстве изоляционных изделий.
• «Белые пески» – кварцевые – получили такое название благодаря характерному «молочному» оттенку. Хотя чаще можно встретить продукт, изготовленный из желтоватых кварцев, в которых имеется некоторое количество глинистых примесей. Этот высококачественный материал популярен не только в строительстве (для декоративных и отделочных работ), но и в водоочистных системах и производствах по изготовлению стекла и фарфора.

Определение! Понятие «строительный песок» означает не отдельный вид этого материала, а группу натуральных и искусственных сыпучих веществ, приспособленных по своим функциональным характеристикам для использования в строительстве.

Марки и фракции песка

Одной из важных характеристик этого материала, определяющей сферы его применения, является прочность, величина которой обозначается маркой:

• для марки 800 исходным материалом являются породы изверженного типа;
• 400 – породы метаморфического характера;
• 300 – осадочные породы.

Не менее важным фактором, определяющим возможность применения материала для выполнения конкретной задачи, является размер зерна. Встречаются следующие разновидности:

• Пылеватый. Структура очень тонкая, размер частиц – до 0,14 мм. Такой абразив делят ещё на три типа – маловлажный, влажный, водонасыщенный.
• Мелкий – размер зерна 1,5–2,0 мм.
• Среднего размера – 2,0–2,5 мм.
• Крупный – 2,5–3,0 мм.
• Повышенной крупности – 3,0–3,5 мм.
• Очень крупный – от 3,5 мм.

Такая величина, как коэффициент фильтрации, показывает скорость прохождения воды через песок в условиях, определённых ГОСТ 25584. Зависит от пористости материала.

Определение! Для материалов естественного происхождения насыпная плотность составляет 1300–1500 кг/м3. При увеличении влажности этот показатель растёт.

Для определения качества сыпучего вещества также применяются такие показатели, как класс радиоактивности и процентная доля примесей – пылевидных, илистых и глинистых. В очень мелких и мелких песках допустимый предел содержания таких примесей – 5%, в остальных видах – 3%.

В чём основная разница между песком и глиной

Разные минеральный и химический состав этих двух материалов определяют их три основных отличия, сущность которых отражена в таблице:

Характеристика	Песок	Глина
Водонепроницаемость	В природе часто встречается сухим, поскольку прекрасно пропускает воду. Это качество позволяет использовать материал для создания фильтрующих установок.	Впитывает воду до определённой степени с увеличением объёма, который восстанавливается после высыхания. Этот материал не способен пропускать воду как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии.
Пластичность	Проявляет некоторую способность к слипанию во влажном состоянии, но устойчивые формы изготовить из него невозможно.	Сырая глина отличается высокой вязкостью и пластичностью, поэтому может использоваться для создания художественных форм, строительных изделий, предметов обихода.
Сыпучесть	Сухой материал не обладает способностью к слипанию, поэтому ему характерна высокая сыпучесть. Через любые отверстия такое сыпучее вещество проходит с одинаковой скоростью. Это свойство используется при изготовлении песочных часов.	Глина состоит из крепко сцепленных частиц, поэтому сыпучестью не обладает. Для отделения глиняных зёрен друг от друга комок требуется измельчить механическим способом.

Чем отличается песок от песчаника

Зёрна песка, входящие в состав песчаника – осадочной горной породы, плотно соединены глинистыми, карбонатными или другими материалами. Скрепляющие вещества по времени появления делятся на сингенетичные – появившиеся в породе олновременнос песчаными зёрнами, и эпигенетичные – заполнившие пустоты между крупинками через какой-то период. Песчаники могут быть мономинеральными, состоящими из зёрен одного минерала, или полимиктовыми – из нескольких исходных составляющих.

Какой песок нужен для фундамента

Фундамент – основа строения, и она должна быть прочной и надёжной. Оптимальным вариантом для такого вида работ является среднефракционный намывной материал. Он сочетает доступную цену и требуемый уровень качества. Такую же разновидность используют для устройства стяжек.

Какой песок лучше применять для кладки

Для этой цели рекомендуется материал речного происхождения фракцией примерно 2,5 мм. Для штукатурных работ также советуют применять речную или морскю разновидности.

Какой песок нужен для пескоструя

Некоторые умельцы, пытаясь сэкономить, используют для этой цели обычный карьерный материал. Такой абразив может нанести непоправимый вред не только обрабатываемому изделию, но и самому аппарату. Самым распространённым вариантом в этом случае является кварцевый песок.

Внимание! При работе с кварцевым абразивом следует в обязательном порядке соблюдать правила техники безопасности, поскольку он образует большое количество пыли, способной спровоцировать силикоз.

Песок – классификация, сферы применения, ответы на ваши вопросы, 4.6 из 5 — всего : 5

Источник: https://www.navigator-beton.ru/articles/pesok-klassifikatsiya-sfery-primeneniya-otvety-na-vashi-voprosy.html