К вредным примесям, содержание которых в песке ограничивается стандартами, относятся пылевидные, глинистые, илистые, органические и глина в комках.
ГОСТ 873,6—93 регламентирует максимально допустимое содержание пылевидных и глинистых примесей в песке в следующих пределах:
Группа песка
Повышенной крупности,
крупный и средний
Мелкий
Пользовании его для бетонов и растворов повышают водопотребность смесей и в конечном итоге приводят к понижению прочности и морозостойкости бетонов и растворов. Особенно вредна в песке примесь глины, которая обволакивает зерна песка и препятствует их сцеплению с цементным камнем. Наличие в песке комков глины также понижает водостойкость бетонов и растворов. Содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц определяют отмучиванием или пипеточным методом.
Методом отмучивания определяют суммарное содержание в песке частиц размером менее 0,05 мм. Сущность метода состоит в многократной промывке песка от примесей (отмучивании) и сравнении первоначальной массы песка с массой его после промывки.
Для испытаний из средней пробы, высушенной до постоянной массы, берут навеску 100 г. Навеску помещают в сосуд для отмучивания или в цилиндрическое ведро с сифоном высотой не менее 300 мм и заливают водой так, чтобы высота слоя воды над песком была около 200 мм. Песок выдерживают в воде около 2 ч, периодически перемешивая. После этого содержимое сосуда снова энергично перемешивают и оставляют в покое на 2 мин. Через 2 мин мутную воду (суспензию мелких частиц в воде) сливают, оставляя слой воды не менее 30 мм. Воду сливают через сливные отверстия в сосуде или с помощью сифона, но не через край. Затем песок снова заливают водой до первоначального уровня. Песок промывают в указанной последовательности до тех пор, пока сливаемая вода не станет прозрачной.
Пипеточный метод состоит в следующем. Навеску песка отмывают от глины определенным количеством воды. Из получившейся водной суспензии пипеткой отбирают небольшую пробу, которая выпаривается. После выпаривания определяют массу сухого остатка (пыль, глина), по которой рассчитывают содержание примесей в песке.
Для испытаний берут пробу песка массой 1000 г в состоянии естественной влажности, помещают в ведро и заливают 4,5 л воды. Для последующего ополаскивания ведра приготовляют 0,5 л воды. Залитый водой песок выдерживают 10…15 мин, перемешивая его несколько раз мешалкой и тщательно отмывая от приставших к зернам глинистых частиц. Затем содержимое ведра осторожно выливают на два сита: верхнее с сеткой № 063 и нижнее с сеткой № 016, поставленные на другое ведро с метками 5 и Юл. Суспензии в ведре с метками дают отстояться и осторожно сливают осветленную воду в первое ведро, после чего этой водой вторично промывают песок на ситах над вторым (с метками) ведром. Затем первое ведро ополаскивают оставленной водой (0,5 л) и эту воду сливают во второе ведро, добиваясь, чтобы уровень суспензии в нем был точно 5 л. Если воды не хватит, то добавляют чистую воду.
Суспензию в ведре тщательно перемешивают и немедленно наполняют ею с помощью воронки два металлических цилиндра вместимостью 1000 мл ,продолжая йри этом перемешивать суспензию в ведре. Уровень суспензии в цилиндре должен соответствовать метке на смотровом окне. Суспензию в каждом цилиндре энергично перемешивают (палочкой или опрокидыванием, закрыв цилиндр крышкой), после чего оставляют цилиндры в покое на 1,5 мин. За 5…10 с до окончания этого времени в цилиндр опускают мерную пипетку (рис. 8.3, б), пальцем закрывая трубку. Пипетку опускают так, чтобы крышка опиралась о верх стенки цилиндра. При этом низ воронки пипетки будет на глубине 190 мм от поверхности. По истечении указанного времени (5…10 с) трубку пипетки открывают и после ее заполнения снова закрывают. Затем пипетку извлекают из цилиндра и, открыв трубку, выливают содержимое пипетки в чашку или стакан, предварительно взвешенные с погрешностью не более 10 мг. Объем жидкости в пипетке составляет 50 мл.
Вместо металлических цилиндров и специальной пипетки допускается применять обычные стеклянные мерные цилиндры вместимостью 1 л и стеклянную пипетку вместимостью 50 мл, которую опускают в цилиндр на глубину 190 мм.
Суспензию в чашке (стакане) выпаривают в сушильном шкафу при температуре 105… 110 °С. Чашку (стакан) с остав- , шимся порошком взвешивают с погрешностью не более 10 мг. Таким образом устанавливают количество глинистых примесей в пробе суспензии, взятой пипеткой (50 мл). Так как полный объем суспензии равен 5 л (5000 мл), то общее количество глинистых и пылеватых примесей в пробе песка будет в 100 раз больше.
Определение содержания органических примесей. Органические примеси, находящиеся в песке, вредно влияют на процесс твердения цемента: они замедляют скорость твердения и снижают прочность бетонов и растворов; поэтому их содержание ограничивается стандартом. Присутствие органических примесей в песке можно обнаружить, если обработать его раствором щелочи, например гидроксида натрия NaOH. Такие органические примеси окрашивают раствор щелочи в желто-коричневый цвет, причем чем больше их, тем интенсивнее окрашивание. На этом основан колориметрический (цветовой) метод определения содержания органических примесей в заполнителях.
Для испытания из средней пробы песка в состоянии естественной влажности берут навеску массой 250 г. Наполняют песком стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до Уровня 130 мл и заливают 3%-ным раствором гидроксида натрия NaOH до уровня 200 мл. Содержимое цилиндра энергично перемешивают: через 4 ч перемешивание повторяют. Через 24 ч после начала испытания определяют цвет жидкости, отстоявшейся над песком. При окрашивании жидкости в желтый или коричневый цвет его сравнивают с цветом эталонной жидкости, приготовленной указанным ниже способом и налитой в такой же мерный цилиндр.
Эталонную жидкость приготовляют из 2%-ного раствора танина в 1%-ном растворе этилового спирта. Полученный раствор берут в количестве 5 мл на 195 мл 3%-ного раствора едкого натра. Приготовленный раствор перемешивают и оставляют в покое на 24 ч. Эталон следует применять свежеприготовленным.
Песок считается пригодным для бетонов и растворов, если жидкость, отстоявшаяся над песком, не окрасилась или ее окраска заметно светлее эталонной. При окраске жидкости несколько светлее эталонной содержимое цилиндра подогревают 2…3 ч на водяной бане при температуре 60…70 °С и, вновь сравнивая цвет жидкости с цветом эталона, решают вопрос о пригодности песка.
В том случае, когда колориметрическая проба песка темнее эталона, окончательное решение о пригодности или непригодности песка выносят после технологической пробы — испытания на прочность цементно-песчаного раствора на этом песке.