Рассчитать объем песка для разных строительных целей
Нужный объем песка постоянно рассчитывают строители при выполнении широкого спектра работ:
- засыпки и поднятия участков;
- строительстве фундаментов и заборов;
- формировании стяжки;
- заливке отмостки;
- приготовлении бетона;
- благоустройстве территорий.
Точный расчет необходимого объема песка экономит время и деньги
В большинстве случаев для строительных целей используют карьерный или речной песок. Удельный вес 1 м³ карьерного песка – 1 500 кг, речного – 1 630 кг.
Речной песок более тяжелый, что объясняется меньшим размером зерен и большей плотностью материала. Приобретать песок рекомендуется в сухую погоду, когда в нем содержится минимум избыточной влаги.
Расчет объема песка для засыпки
Предположим, нам нужно засыпать участок площадью 6 соток (600 м²), подняв его на уровень 0,5 м.
Для определения объема песка следует умножить площадь участка на высоту засыпки.
После засыпки песок уляжется, на это нужно сделать поправку. Коэффициент уплотнения колеблется в пределах 1,05–1,3, в зависимости от вида песка. Для нашего примера возьмем среднюю величину 1,1, то есть добавим к рассчитанному объему еще 10 %. В результате получим 300 х 1,1 = 330 м³ песка.
Песок доставляют на самосвалах с разным объемом кузова
Заказывая материал, нужно обязательно уточнить, каким транспортом его доставят. В кузов КамАза, к примеру, помещается 12 м³ песка, МАЗа – 6 м³, ЗИЛа – 3 м³. При загрузке с горкой объем может увеличиться до 1,5 раза.
Расчет объема песка для бетонной смеси
При расчете количества песка для строительной смеси при создании фундаментов или стяжки нужно учитывать марку цемента.
Из-за неправильного объема песка снизится качество бетона
Сначала вычисляют необходимый объем бетона по формуле, приведенной выше. Исходя из класса бетона определяют требуемое количество песка.
Рассчитать его можно двумя способами:
- По долевому соотношению песка и цемента
Для разных марок цемента используют разные пропорции. Показатель включения песка варьируется от 2–4,5 : 1.
Предположим, мы используем цемент марки М-200, для которого принято соотношение 2,8 : 1. Значит, на 100 кг цемента нужно взять 280 кг песка.
- По процентному содержанию в бетоне
Зная необходимый объем бетона, просчитываем объем песка, исходя из его процентного содержания в смеси. В зависимости от класса бетона доля песка колеблется в пределах 29–36 %. Значит, нам потребуется минимум 29 м³ песка.
Расчет объема песка в конусной насыпи
Представим ситуацию, когда песок уже выгружен из самосвала и точно неизвестно, сколько его было в каждой машине. Просчитать объем конусной насыпи простым сложением не получится.
Для расчета объема песка в конусной насыпи нужно замерить ее радиус и высоту
Узнать точный объем песка в конусной насыпи можно по формуле: V = ⅓π х R² х H, где R – радиус конуса, H – его высота, π = 3,14.
Предположим, высота насыпи 1 метр, а радиус – 1,5 м. Рассчитываем:
Конечно, песок не дает идеального конуса, но примерно оценить объем таким образом возможно. А зная точный объем необходимого и имеющегося в наличии песка, проще планировать расход и поставки. Не будет простоев в работе, жесткой экономии, вынужденного снижения качества бетона и, соответственно, прочности готовых конструкций.
Как рассчитать расход первичных материалов при строительстве дороги
Дорожное полотно – это многослойное покрытие, которое воспринимает нагрузку от транспортных средств. Его структура выглядит следующим образом:
- Гранитный щебень фракции 40–70 мм. Толщина слоя – 20 см. Он необходим для распределения нагрузки от автотранспорта на большей площади и передачи ее на грунт.
- Гранитный щебень фракции 20-40 мм. Толщина слоя – 10 см. Выполняет две функции: расклинцовку щебня крупной фракции и распределение нагрузки от транспортных средств на большей площади.
Расклинцовкой называется утрамбовка щебня, чтобы камни мелкой фракции заполнили пустоты, образованные щебнем крупной фракции.
- Тощий бетон марки М200. Толщина слоя 30 см. Он необходим для увеличения прочности дорожного полотна и в обязательном порядке используется при строительстве дорог с высокой интенсивностью движения.
- Асфальтобетон с щебнем фракции 25–40 мм. Толщина слоя 10 см. Этот и последующий слои асфальтобетона нужны для повышения прочности дороги, отвечают за ее износостойкость и долговечность.
- Асфальтобетон с щебнем фракции 15–20 мм. Толщина слоя 8 см.
- Асфальтобетон с щебнем фракции 5–10 мм. Толщина слоя 8 см.
Такую структуру имеет дорожное полотно
Расчет материалов для постройки дороги
Рассчитывают количество материалов, необходимых для постройки дороги, по формуле:
m = S × h × ρн × Куп,
где m – масса материала в кг;
S – площадь участка;
h – высота слоя материала;
ρн – насыпная плотность материала;
Куп – коэффициент уплотнения материала.
Насыпная плотность – это плотность материала в естественном (неуплотненном) состоянии.
Коэффициент уплотнения – отношение фактической плотности материала к максимально возможной. Этот параметр характеризует способность насыпного материала уменьшаться в объеме в результате увеличения плотности.
Песок
Рассчитаем количество карьерного песка, необходимого для постройки 1 м2 дороги. Показатели насыпной плотности и коэффициента уплотнения составляют:
ρн = 1 500 кг/м3;
Куп = 1,15.
Получаем: mП = 1 × 0,4 × 1 500 × 1,15 = 690 кг.
Песчаная подушка – первый слой дорожного полотна
Щебень фракции 40–70 мм
Показатели насыпной плотности и коэффициента уплотнения щебня фракции 40–70 мм:
ρн = 1 400 кг/м3;
Куп = 1,3.
Для 1 м2 дороги понадобится:
mЩ1 = 1 × 0,2 × 1 400 × 1,3 = 281,3 кг.
Щебень фракции 20–40 мм
ρн = 1 370 кг/м3;
Куп = 1,3.
Для 1 м
mЩ2 = 1 × 0,1 × 1 370 × 1,3 = 178,1 кг.
Щебень позволяет равномерно распределить нагрузку и передать ее на грунт
Бетон
Насыпная плотность и коэффициента уплотнения тощего бетона марки М200:
ρн = 2 430 кг/м;3
Куп = 1,02.
Для постройки 1 м2 дороги понадобится:
mБ = 1 × 0,3 × 2 430 × 1,02 = 743,58 кг.
Слой бетона нужен для повышения прочности дорожного полотна
Асфальтобетон с щебнем фракции 25–40 мм
ρн = 2 300 кг/м3;
Куп = 1,02.
Для постройки 1 м2 дороги понадобится:
mА1 = 1 × 0,1 × 2 300 × 1,02 = 234,6 кг.
Асфальтобетон с щебнем фракции 15–20 мм
ρн = 2 400 кг/м3
Куп = 1,02
Для 1 м2 дороги:
mА2 = 1 × 0,08 × 2 400 × 1,02 = 195,84 кг.
Асфальтобетон с щебнем фракции 5–10 мм
ρн = 2 440 кг/м3;
Куп = 1,01.
mА3 = 1 × 0,08 × 2 440 × 1,01 = 197,15 кг на 1 кв.м.
Итоговые показатели
Для удобства все полученные результаты округлим в бо́льшую сторону и соберем в таблицу:
|
Вид материала |
Количество материала (кг) для строительства 1 м2 дороги |
|
Песок |
690 |
|
Щебень фракции 40–70 мм |
282 |
|
Щебень фракции 20–40 мм |
179 |
|
Тощий бетон марки М200 |
744 |
|
Асфальтобетон с щебнем фракции 25–40 мм |
235 |
|
Асфальтобетон с щебнем фракции 15–20 мм |
196 |
|
Асфальтобетон с щебнем фракции 5–10 мм |
198 |
Мы получили средние показатели по расходу материала для каждого слоя дорожного полотна.
Зная их, проще рассчитать себестоимость строительных работ.
формула ее определения в кг на м3, ГОСТ, плотность сухого строительного песка и других видов
В процессе строительства используется большое количество различных материалов, одним из которых является песок. Его применяют как основу для замеса цементно-песчаного раствора, для обустройства песчаной подушки фундамента и других строительных процессов. Широкая сфера применения стала возможна благодаря физико-техническим характеристикам этого сыпучего материала, одной из которых является насыпная плотность.
Что это такое?
От этого зависит исход всего строительства. Определить его качество можно только при условии, что будут учтены все его характеристики, такие как коэффициент радиоактивности, фильтрации, фракция и, конечно же, насыпная плотность. Так называется физическая величина, которая равна соотношению массы песка к его объему. Как и все другие параметры сыпучего материала, этот тоже определяется и контролируется государственными нормами, а именно ГОСТ 8736-93.Стандартная единица измерения – это килограмм на кубический метр (кг на м3), но могут использоваться еще и тонны. На единицу измерения физической величины влияет величина объема.
Несмотря на то что есть определенная формула, по которой определяют данную физическую величину, получить точное значение довольно тяжело, даже после лабораторных испытаний.
Все дело в том, что идеальное уплотнение песка возможно в природных условиях его залегания. Поэтому для получения хотя бы приближенного параметра принято применять специальный коэффициент.
После целого ряда лабораторных испытаний было установлено, что средний коэффициент насыпной плотности песка равен от 1400 кг/ м³ до 1800 кг/ м³. Данная информация четко прописана и контролируется ГОСТ.
Влияющие факторы
Многие задаются вопросом, почему же значение данной физической величины сыпучего материала непостоянно. Все дело в том, что существуют определенные факторы, которые влияют на ее формирование.
- Величина уплотнительного коэффициента. Сыпучий материал, который состоит из мельчайших частичек, также характеризуется наличием воздуха.
Воздушная прослойка, ее объем зависят от уровня давления на материал. - Место, где этот сыпучий материал находился. Существует несколько методов добычи. Например, песок, который получен путем вымывания из воды, характеризуется более высоким параметром насыпной плотности, чем добытый из карьера. Но самым большим показателем в данном случае обладает песок, который получают искусственным путем. Это обусловлено тем, что процесс создания искусственного материала полностью механизирован, а возможность образования воздушной прослойки сведена к минимуму.
- Величина коэффициента пустотности песка. Чем он меньше, тем выше величина насыпной плотности. Для получения нужного показателя перед использованием материал, используя специальное оборудование, утрамбовывают. В процессе трамбовки возникает вибрация, под действием которой песок начинает проседать, тем самым удаляя воздух.
- Фракция. Бывает мелкая, средняя и крупная. С данным фактором все предельно понятно. Чем меньше размер частиц материала, тем плотнее они прилегают друг к другу, вследствие уменьшается количество воздушных прослоек и увеличивается насыпная плотность.
А вот песок самой большой фракции характеризуется невысоким коэффициентом. - Происхождение и параметры пород, которые есть в составе песка. Песок в чистом виде невозможно встретить нигде. В его состав входят абсолютно разные минералы: кварц, слюда, глина. Каждый из них обладает определенными физико-техническими параметрами. Это влияет на насыпную плотность самого материала. Но, по правде говоря, минеральный состав – это последний фактор, на который обращают внимание при определении величины плотности.
- Коэффициент влажности сыпучего материала. Это определяющий фактор. Чем больше влаги содержится в материале, тем выше его насыпная плотность. Специалисты утверждают, что насыпная плотность влажного песка на 30% больше, чем сухого материала.
Каждый фактор, который был указан выше, обязательно нужно учитывать. В случае когда песок используется в процессе строительства объектов, его насыпную плотность проверяют непосредственно перед самым применением.
Плотность разных видов песка
В настоящее время, благодаря тому, что существует много различной техники и оборудования, добывать песок стало возможным из самых разных мест его залегания. Они и определяют его вид и характеристики.
- Из речного дна. Данный вид материала, учитывая мнение опытных мастеров, наиболее качественный и подходит для строительства. Его используют для замеса цементно-песчаного раствора высокого уровня качества. Характеризуется минимальной пустотностью, разным минеральным составом. Насыпная плотность сухого речного песка варьируется от 1450 до 1700 кг/м³, а мокрого – от 1780 кг/м³ до 1870 кг/м³.
- Из морского дна. Морской песок не очень чистый, так как в его состав входят органические вещества, в том числе и соль. В большинстве случаев перед использованием, особенно если материал применяют для приготовления строительного раствора, его дополнительно очищают, фильтруют. Характеризуется высокой насыпной плотностью – от 1550 кг/м³ до 1750 кг/м³.
- Из карьеров. Карьерный материал состоит из глины, камней, грунта и других материалов. Может быть абсолютно любой фракции. Характеризуется насыпной плотностью от 1700 кг/м³ до 1850 кг/м³.
- Из горных пород. Это наименее качественный вид. Его параметры и свойства не очень хорошие, поэтому он редко используется. Насыпная плотность горного песка одна из самых низких и составляет в среднем 1450 кг/м³.
Есть еще один вид песка – искусственно созданный. Его получают в процессе дробления горной породы. Поэтому в его составе есть кварц, керамзит. Характеризуется высокой насыпной плотностью – от 1670 кг/м³ до 1750 кг/м³.
Определение и расчет
Зачем вообще нужно определять величину насыпной плотности песка перед его использованием? Данный физико-технический параметр сыпучего материала дает возможность определиться:
- со сферой использования материала;
- с необходимым количеством объемной массы материала, которая понадобится для выполнения определенного вида работ;
- с необходимым уровнем трамбовки.
Самое важное, что поможет определить величина насыпной плотности сыпучего материала, – это его качество.
Ранее в статье мы говорили о том, что для определения более точной величины насыпной плотности используют так называемый уплотнительный коэффициент, величина которого зависит от состояния песчаной насыпи и вида работ:
- для сухой песчаной смеси – 1,05–1,15;
- для влажного материала – 1,1–1,25;
- для обратной засыпки котлованов – 0,95;
- для засыпки пазух – 0,98;
- для обустройства инженерных сетей вдоль железнодорожных и автодорог – 0,98–1,0.
Насыпную плотность материала можно определить самостоятельно. Для этого не нужно иметь специальный комплект оборудования, которым пользуются в лаборатории. Существует определенная формула, применение которой дает возможность определить данную физическую величину, используя подручные средства.
Насыпная плотность сыпучего материала определяется по формуле:
P = (m1 – m2) /V, где:
m1 – общий вес сыпучего материала, который помещен в измерительную тару, например ведро;
m2 – вес тары;
V – объем емкости, например 10 литров.
Прежде чем приступить к расчету, все величины нужно перевести в м³: 10 литров – это 0,01 м³. Если данную величину перевести в килограммы, то получим 0,56 кг. Полное десятилитровое ведро с песком весит примерно 15 кг. Зная все величины, можно воспользоваться формулой:
P = (15 – 0,56) / 0,01 = 1444 кг/ м³.
Для того чтобы получить более точный результат, полученная величина умножается на коэффициент уплотнения.
Но нужно помнить, что данный поправочный коэффициент имеет погрешность, которая равна примерно 5%. Перед самым использованием материала желательно несколько раз вычислять величину, каждый раз набирая песок из разных участков. Данная необходимость возникла потому, что сыпучий материал, который хранится в определенных условиях, может иметь разный уровень влажности.
В следующем видео вас ждет демонстрация виртуальной лабораторной работы «Определение насыпной плотности материала».