Определение морозостойкости щебня (гравия)

Сначала щебень (гравий) разделяют на фракции, каждую из которых испытывают на морозостойкость отдельно. Если количество какой-либо фракции составляет менее 5 % от общего количества, зерен более 70 мм измельчают до 40…70 мм, а затем испытывают.

Из каждой фракции щебня (гравия) берут по два образца. Массу щебня выбирают в зависимости от размера зерен:

Размер зерен, мм Масса образца, кг

5…10 1,0

10…20 1,5

20…40 2,5

40…70 5,0

Образец заполнителя промывают и высушивают до постоянной массы. Затем засыпают щебень (гравий) в сосуд слоем толщиной не более наибольшего размера зерен, заливают водой с температурой 20±5⁰С и насыщают водой в течение 48 ч. Затем образцы извлекают из воды и помещают в холодильную камеру с температурой 17…25⁰С и выдерживают 4 ч. По истечении этого времени замерший образец вынимают из холодильной камеры, помещают в воду с температурой 20±5⁰С и оставляют в ней до полного размораживания (но не менее 2.ч). Затем процесс аналогичным образом повторяют.

После 15 циклов замораживания и оттаивания образец высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы и просеивают через то же сито, на котором образец остался полностью до испытания.

Остаток на сите взвешивают и потерю в массе образца ΔG в результате циклов замораживания и оттаивания вычисляют с точностью до 0,1 %:

(3.7.)

где G₁ – масса образца до испытания, г; G₂ – масса остатка на сите после испытания, г.

Опыт проводят параллельно с двумя образцами и по полученным результатам вычисляют среднеарифметическое значение.

Если потеря в массе образца, вычисленная по формуле (3.7.), не превышает 10 %, то проводят еще 10 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Если потеря в массе до 10 %, опыт повторяют через каждые 25 циклов. Вычисляют потерю в массе образца и сравнивают ее величину с данными табл. 3.7. Если потеря в массе не превышает значения, соответствующего заданному числу циклов, то опыт повторяют. В противном случае опыт прекращают и марку по морозостойкости щебня (гравия) назначают по предыдущему числу циклов по табл. 3.7.

Таблица 3.7.

Требования к морозостойкости щебня (гравия)

Результаты опытов заносят в табл. 3.8.

Таблица 3.8.

Результаты опытов по определению морозостойкости щебня (гравия)

Для определения марки по морозостойкости вышеуказанным способом необходимо непосредственно замораживать щебень (гравий), что требует много времени. Для сокращения сроков испытания используют раствор сульфата натрия. Сульфатный метод основан на том, что при высушивании щебня (гравия), насыщенного раствором сульфата натрия, в его порах образуются кристаллы Na₂so₄ 10H₂O, которые, срастаясь, увеличиваются в объеме, и за счет внутренних напряжений разрушается стенка пор материала. Разрушительное действие кристаллов Na₂so₄ 10H₂O значительно выше, чем действие льда, и поэтому при сульфатном методе испытаний срок определения морозостойкости щебня (гравия) существенно сокращается.

При определении морозостойкости щебня (гравия) сульфатным способом приготавливают образец щебня (гравия) аналогичным способом, как и при испытании, методом замораживания. Образец заполнителя засыпают в сосуд слоем, не превышающим наибольший размер зерен. В сосуд наливают раствор сульфата натрия до полного покрытия образца и выдерживают 20 ч.

Раствор сульфата натрия приготовляют следующим образом.

Берут 200…300 г безводной соли сульфата натрия (или 700…1000 г Na₂So₄ 10H₂O) и растворяют в дистилированной г воде до получения насыщенного раствора. Затем охлаждают раствор до комнатной температуры, заливают в стеклянный сосуд, закрывают пробкой и оставляют на 2 сут, а затем используют.

После насыщения образца заполнителя раствором сульфата натрия в течениие 20 ч раствор сливают и образец высушивают в сушильном шкафу в течение 4 ч. Затем образец остужают до комнатной температуры, заливают раствором сульфата натрия и выдерживают 4 ч. С такой последовательностью опыт проводят параллельно с двумя образцами.

После 3, 5, 10 и 15 циклов насыщения раствором сульфата натрия и высушивания образец промывают горячей водой, высушивают до постоянной массы и просеивают через то же сито, на котором он остался полностью до испытания. Остаток на сите взвешивают и потерю в массе ΔG вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

(3.8.)

где G₁ – масса образца, г; G₂ – остаток на сите после испытания, г.

Потерю в массе щебня (гравия) вычисляют как среднеарифметическое от результатов параллельных испытаний двух образцов. Сравнивая эту величину с требованиями ГОСТа по морозостойкости, назначают марку щебня (гравия) (табл.3.9.).

Таблица 3.9.

Требования к морозостойкости щебня (гравия) при сульфатном способе определения

Результаты опытов заносят в табл. 3.10.

Таблица 3.10.

Результаты определения морозостойкости щебня (гравия) сульфатным способом