Качество песка определяется такими группами свойств (ДСТУ Б В.2.7-32-95):
- физико-механические свойства - прочность, плотность (зерновая и насыпная), пористость (для пористых песков), водопоглощение, морозостойкость, стойкость в агрессивных средах;
- геометрические характеристики - крупность, зерновой состав, межзерновая пустотность, характер поверхности частиц (шероховатость);
- степень чистоты, оцениваемый содержанием вредных и загрязняющих примесей (в частности глинистых частиц и органических веществ).
Содержание в песке зерен, проходящих через сито 0.16 мм, не должен превышать 10%, а содержание глинистых, илистых и пылевидных примесей - 3% по массе, для растворов и ячеистых бетонов - 7%. Для бетонов и растворов могут применяться пески с очень низким содержанием органических примесей (например, гумусовых).
Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит с отверстиями в свете 5, 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Наличие в песке зерен крупнее 10 мм допускается до 0.5% по массе, содержание зерен размером 5...10 мм должно быть не более 5%. После просеивания, в зависимости от содержания зерен различной крупности, определяют модуль крупности песка (мкм), что характеризует сумму полных остатков (%) на ситах стандартного набора, деленную на 100. Модуль крупности строительных песков может находиться в пределах 1...4. Целесообразность использования мелких песков с Мк = 1...1,5 а также очень крупных с Мк = 3,25...4 определяется после проведения технологических испытаний и технико-экономического обоснования. При использовании песков зернового состава, рекомендуется (Мк = 2...2,5), обеспечивается получение бетонной смеси с требуемыми свойствами при минимальном расходе цемента.
Наряду с модулем крупности для полной характеристики песка важна величина его пустотности. Песок, отсеян на ситах двух близких номеров, то есть составленный из зерен почти одинаковой крупности, имеет большую пустотность (40...47%). При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность может быть уменьшена до 30%.
В высококачественном песке пустотность не должна превышать 38%. Для бетона наиболее подходящий крупный песок, содержащий достаточное количество средних и мелких зерен. При такой комбинации зерен объем пустот будет малым, а площадь поверхности зерен - небольшая.
Рис. 1. Варианты укладки зерен заполнителя (в проекциях):
а) менее плотную укладку;
б) наиболее плотную укладку
Насыпная плотность песка зависит от его истинной плотности (2.2...2.8 г/см3), пустотности и влажности и определяется в сухом рыхлом состоянии. Песок, предназначенный для бетона класса В15 и выше или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь насыпную плотность не ниже 1550 кг/м3; в других, более простых случаях не ниже 1100 кг/м3. При встряхивании песок уплотняется и насыпная плотность его увеличивается до 1600...1700 кг/м3. Наибольший объем песок занимает при влажности около 5...7%; с повышением или с понижением влажности объем песка уменьшается. Это свойство следует учитывать при дозировке песка для приготовления бетонной смеси.
Комплексную оценку качества песка как мелкого заполнителя для бетона дает показатель водопотребности песка Сп. Его определяют для цементно-песчаного раствора состава 1:2 по массе с таким содержанием воды в смеси, при котором обеспечивается консистенция раствора аналогична консистенции цементного теста нормальной густоты. Для песка средней крупности Сп = 7...7,5%.
Показатель водопотребности позволяет сравнивать различные заполнители и более полно прогнозировать их влияние на водосодержание и удобоукладываемость бетонных смесей, свойства бетона.