Насыпная плотность щебня и гравия

Насыпная плотность у щебня (гравия)

Истинная плотность щебня и гравия

Свойства щебня / Насыпная плотность

Насыпная плотность — это свойство материала, которое определяется как его масса на единицу объема. В случае  со щебнем (гравием) насыпная плотность является важной характеристикой, которая используется для оценки его пригодности для различных строительных и инженерных применений.

Насыпную плотность обычно измеряют путем заполнения контейнера известным объемом щебня и последующего взвешивания контейнера для определения его массы. Затем насыпная плотность рассчитывается путем деления массы щебня на его объем. Это измерение обычно выражается в единицах граммов на кубический сантиметр (г/см3) или тонн на кубический метр (т/м3).

Насыпная плотность щебня (гравия) определяется рядом факторов, включая размер и форму частиц, содержание влаги и наличие любых пустот или промежутков между частицами. Размер и форма частиц могут влиять на насыпную плотность, изменяя распределение массы и расположение частиц в объеме контейнера. Содержание влаги также может оказывать влияние на насыпную плотность, так как присутствие воды может увеличить объем материала и снизить его насыпную плотность.

Насыпная плотность щебня (гравия) является важным фактором, который следует учитывать при оценке его пригодности для различных применений. Например, при строительстве дорог насыпная плотность камня является важным фактором, поскольку она влияет на стабильность и долговечность дорожного покрытия. В ландшафтном дизайне и садоводстве насыпная плотность щебня может влиять на способ его распределения и уплотнения, что может повлиять на его способность удерживать воду и поддерживать рост растений.

Насыпная плотность щебня

Насыпная плотность щебня (гравия) не всегда зависит от марки прочности щебня и других параметров. Логично, что для щебня из плотных горных пород показатель насыпной плотности находятся в прямой зависимости от марки прочности, однако бывают случаи, когда материал обладает высокой маркой прочности, но низкой насыпной плотностью, например: щебень из доменных шлаков М800-М1000 имеет насыпную плотность 1,12-1,24 т/м3 из-за пористой структуры материала, а щебень гранитный марки М1200-1400 может иметь насыпную плотность от 1,32 до 1,65 т/м3. Кроме того, ключевое значение имеет минералогический состав породы.

Стоит обращать внимание, что показатель насыпной плотности щебня (гравия) может варьироваться в зависимости от фракции и лещадности зерен в составе смеси. Чем меньше фракция щебня или гравия, тем выше показатель насыпной плотности будет. Например, насыпная плотность щебня 5-20 будет немного выше насыпной плотности щебня фракции 20-40. 

Существенное значение на показатель насыпной плотности оказывает лещадность щебня (содержание зерен пластинчатой и игловатой формы). Чем ниже лещадность щебня (процент содержания пластинчатых и игловатых зерен), тем меньше пустот и зерна щебня плотнее прилегают друг к другу, а значит и насыпная плотность будет выше (щебень будет тяжелее).

Способ определения насыпной плотности щебня (гравия)

Определение насыпной плотности и пустотности щебня и гравия осуществляется на основании ГОСТ 33047-2014 «Щебень и гравий из горных пород. Определение насыпной плотности и пустотности». Сущность метода заключается в определении массы зерен щебня (гравия), полностью заполнивших объем стандартного мерного сосуда. Пустотность рассчитывается на основании предварительно установленных значений средней плотности и насыпной плотности зерен.

Средства контроля и оборудование: 

  • сита с размером ячеек 4; 5,6; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 63
  • поддон и крышка сит;
  • цилиндрические мерные сосуды, отношение внутреннего диаметра которых к внутренней глубине должно составлять от 0,5 до 0,8 мм; минимальный объем сосуда, устанавливается по наибольшему размеру зерен ( зерна 16мм — 5 дм3; зерна 31,5 — 10 дм3; зерна 63 — 20 дм3);
  • шкаф сушильный;
  • совок металлический или пластмассовый;
  • линейки металлические (по ГОСТ 427);
  • весы циферблатные;

Порядок подготовки и проведения испытаний: 

При проведении испытания щебня (гравия) должны соблюдаться следующие условия для помещений:

  • температура воздуха (21 +/- 4)℃;
  • относительная влажность воздуха не более 80%;

Отбор и формирование проб щебня (гравия) производится по ГОСТ 33048. Для подготовки к испытанию из единой пробы готовят мерную пробу, масса которой должна превышать в 1,5 раза массу щебня (гравия), необходимого для заполнения сосуда. Количество отобранных мерных проб для определения насыпной плотности одной фракции щебня должно составлять не менее трех.
Определяют массу пустого, сухого, чистого цилиндрического сосуда, затем его устанавливают на горизонтальную поверхность. При помощи совка наполняют его щебнем (гравием) до образования конуса. При помощи металлической линейки аккуратно удаляют излишек материала ровень с верхним ободком цилиндрического сосуда (без уплотнения). Производят взвешивание наполненного материалом сосуда.

Насыпную плотность щебня (гравия) определяют по формуле:

Нп = (m2 — m1) / V * 100%, где

m2 — масса сосуда с мерной пробой, г;
m1 — масса пустого сосуда, г;
V — объем сосуда, см3;

Примечание: за результат принимают среднеарифметическое значение трех параллельных испытаний, округленное до второго десятичного числа.

В заключение следует отметить, что насыпная плотность щебня (гравия) является ключевой характеристикой, которая влияет на его пригодность для различных применений. Понимание насыпной плотности и того, как на нее влияют различные факторы, имеет важное значение для оценки характеристик и качества щебня и для принятия обоснованных решений о его использовании в строительных и инженерных проектах. Поэтому тщательное измерение и анализ насыпной плотности щебня имеет решающее значение для обеспечения успеха этих проектов, а также для защиты здоровья и безопасности людей и окружающей среды.