Песок как добавка, наполнитель к цементу для получения бетона. При отсутствии годного природного песка его получают путем дробления твердых горных пород, но этот песок стоит гораздо дороже. Чаще всего встречаются кварцевые пески с примесью зерен полевого шпата, листочков слюды и других минералов; реже полевошпатовые, известняковые и др. пески. Кварцевые пески пригодны для бетона любых марок. Остальные пески , в особенности известняковые и ракушечные, должны быть предварительно проверены на прочность в растворе или бетоне требуемой марки. По условиям залегания пески разделяются на речные, морские и горные (овражные). Такое деление имеет практическое значение, так как для этих песков характерны различная форма зерен и различный состав. В большинстве случаев зерна речного и морского песка. истираются при переносе водой и имеют поэтому округлую форму.

Наоборот, зерна горных (овражных) песков остроугольные. Речные и морские пески обычно более чисты, т. е. содержат меньше глинистых и органических примесей, чем овражные. В морском песке часто имеются примеси известняковых зерен и обломков раковин, которые легко разрушаются и могут понизить прочность бетона. Желательно применять песок с остроугольными зернами , так как он лучше сцепляется с цементным камнем и придает бетону большую прочность. В то же время этот песок должен быть возможно чище. Поскольку промывка песка сложна и дорога, обычно предпочитают речной песок.

Вообще же выбор песка производится всегда с учетом всех его свойств и стоимости. Как правило, следует использовать местный песок прибегать к :привозному только в самых крайних случаях. Требования к природному песку для обычного бетона приведены в ГОСТ, в котором нормируются: минералогический состав и содержание примесей; крупность зерен и зерновой (гранулометрический) состав;объемный вес (с ним связана пустотность). В песке встречаются следующие вредные примеси. а) слюда, листочки которой слабо сцепляются с цементным раствором (черная слюда к тому же может легко выветриваться); слюды в песке допускается не более 0,5% по весу; б) сернистые и сернокислые соединения пирит (серный колчедан) FeS2 с золотистыми зернами, гипс и другие (о вредном влиянии этих примесей на цемент); если при качественном определении хлористым барием ВаС12 обнаружится присутствие этих примесей (выпадение белого осадка), необходимо подвергнуть песок количественному химическому анализу с пересчетом затем всех соединений серы на SO3, содержание которого в песке не должно превышать весу). в) глинистые, илистые и пылевидные примеси мельче 0,15 мм); общее их содержание определяют отмучиванием; оно не должно превышать 5% по весу; приращение объема песка при насыщении водой (набухание из-за присутствия глины) должно составлять не более 5% от первоначального объема. Наиболее вредна примесь глины, обволакивающей зерна песка , так как она препятствует сцеплению с цементным камнем. От этой глины песок можно освободить только тщательной промывкой; г)органические примеси (гумусовые и др.) допускаются только в самом небольшом количестве. Органические примеси, в особенности органические кислоты, понижают прочность и даже разрушают цемент. Для их определения применяется следующий метод: песок обрабатывают 3% водным раствором едкого натра (при отношении раствора к песку 1 : 1), и раствор отстаивается в течение суток. Требуется, чтобы после обработки цвет его был не темнее светложелтого. Этот метод называется колориметрическим (определение по цвету); в лабораториях изготовляют для сравнения цветной эталон. Если песок содержит много органических примесей, то они в соединение с едким натром и образуют соли, окрашивает раствор в различный цвет от желтого до красного и коричневого, в зависимости от содержания органических веществ. Для бетона применяемого в наиболее ответственных сооружениях, следует использовать пески, которые при обработке 3%-ным раствором NaOH не дают окрашивания. При светложелтой окраске раствора песок пригоден только для неответственных конструкций, а при темной окраске (темножелтой, красной или коричневой) он без промывки непригоден, так как прочность бетона, приготовленного на таком песке, понижается более чем на 25%. Очищают песок от перечисленных примесей, промывая его водой в специальных машинах пескомойках. После промывки необходима обязательная вторичная проверка песка отмучиванием, на набухание и колориметрическим методом. Рекомендуется испытывать в цементном растворе как промытый, так и непромытый песок и сравнивать прочность раствора в сроки 7, 28 и 60 дней; это позволит выяснить влияние промывки. Крупность зерен определяют просеиванием песка. через стандартный набор сит. Сита имеют отверстия в свету: 5; 2,5; 1,2; 0,6; 0,3 и 0,15 мм, т. е. размер их уменьшается в геометрической прогрессии. Через сито с отверстиями 5 мм должен,пройти весь песок или не менее 90%. Для просеивания берут среднюю пробу сухого песка весом 1 кг. Просеивание песка начинают на самом крупном сите. На каждом сите получается остаток, который выражают в процентах; эти остатки называют частными. Частные остатки на ситах характеризуют распределение зерен песка по степени крупности, так называемый зерновой (гранулометрический) состав песка. Кроме того, определяют полные остатки на ситах, складывая частный остаток на каждом данном сите с суммой остатков на предыдущих ситах. Результаты просеивания песка удобно представить графически, если по горизонтали отложить размеры отверстий сит, а по вертикали полные остатки на ситах в процентах. На этом же графике в виде заштрихованной полосы указаны допустимые пределы колебаний зернового состава песка для бетона марок выше 150 или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии. Если нет замерзания и требуется бетон марки 150 и ниже, допускаются более широкие пределы колебания зернового состава песка кривая просеивания должна находиться между верхней и нижней ломаными линиями. Рис. график зернового состава песка. Песок, взятый для примера, обладает хорошим зерновым составом. так как укладывается в заштрихованную полосу, но ближе к ее верхней границе, т. е. к области мелкого песка . График просеивания, несмотря на его наглядность, не дает численного выражения крупности песка. Поэтому после анализа песка на ситах следует вычислить среднюю крупность песка (в миллиметрах). Мелкий песок со средней величиной зерен меньше 0,25 мм не следует применять для приготовления бетона, так как это вызывает перерасход цемента в бетоне или понижение пластичности бетонной смеси. Средний по крупности песок имеет dcp от 0,25 до 0,30 мм, крупный от 0,35 до 0,50 мм. Если песок крупный , то это еще не значит, что он вполне пригоден для бетона. Крупный песок может иметь большой объем пустот, который придется заполнять цементным тестом, что невыгодно. Поэтому полная характеристика песка может быть дана только с учетом его пустотности или зависящей от нее величины объемного веса. Объем пустот в песке зависит от количественного соотношения зерен различной крупности, формы зерен, их расположения и степени уплотнения песка. Песок, отсеянный на ситах двух близких номеров, т. е. состоящий из. зерен почти одинаковой крупности, имеет в сухом рыхлом состоянии пустотность 40 — 42%. Этот объем пустот очень велик, и для заполнения его потребуется много цементного теста. При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность может уменьшиться до 30%. В песке удовлетворительного качества пустотность не должна превышать 40%, в хорошем — 37%. Если в бетоне или растворе заполнить цементным тестом только пустоты между зернами песка, то получится жесткая, малоподвижная смесь, непригодная для укладки. Необходимо раздвинуть зерна песка и окружить их цементной оболочкой, которая создавала бы смазку, обеспечивающую подвижность растворной или бетонной смеси, и скрепляла бы в дальнейшем зерна песка. Чем крупнее песок, тем меньше будет общая поверхность зерен и расход цемента для создания оболочек; суммарная поверхность зерен, содержащихся в единице объема, обратно пропорциональна их диаметру. Однако, как указывалось выше, песок , состоящий из одних крупных зерен, имеет слишком большой объем пустот, и его применять не следует. Структура жесткой и подвижной бетонных смесей 1 жесткая смесь; 2 подвижная смесь. Для бетона наиболее пригоден крупный, в основном, песок, но содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен и объем пустот будет малым и поверхность зерен небольшая. Этот оптимальный состав легка сответствует заштрихованной полосе. Объемный вес песка зависит от его удельного веса, пустотности и влажности. Объемный вес песка определяется в сухом рыхлом состоянии (называемом тандартным): песок насыпают совком с высоты 5 см в пятилитровый цилиндрический сосуд без встряхивааия. Песок, предназначенный для бетона марок 150 и выше. или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь объемный вес в рыхлом (стандартном) сухом состоянии не ниже 1550 кг/м3; в остальных, более простых случаях — не ниже 1400 кг/м3. При встряхивании песок уплотняется, и объемный вес его может увеличиваться до 1600 — 1700 кг/м3. Самый большой объем песок занимает при влажности около 5—7%; с повышением или понижением влажности объем песка уменьшается. Это свойство песка имеет большое значение при его приемке и дозировке (по объему) для приготовления бетона. Рис. Изменение объема песка в зависимости от влажности. Так как в карьере песок имеет различную влажность и на стройках при хранении на) открытом воздухе влажность его непрерывно изменяется, то при производстве бетонных работ необходимо систематически определять объемный вес и влажность песка и делать соответствующие поправки в составе бетона. Приемка песка . Песок складывают на выровненных площадках в конусы или в штабели, имеющие форму усеченного клина. Штабель может иметь любую длину и ширину, а высоту 1 м. Рис. Форма штабеля песка. Объе штабеля вычисляется по формуле усеченного клина: V= h/6 (2а+a1)b + (2a1+a)b1 Отмеряют штабели не ранее чем через три дня после отсьпки, т.е. после осадки песка. После этого вычисляют объем сухого песка, уменьшая измеренный объем штабеля на 10 % при влажности от 1 до 3%i и на 15% при влажности от 3 до 10%. Если песок доставляют зимой, то вводят поправку на наличие льда и снега (в среднем уменьшают объем на 15 %).