Испытание щебня (гравия)

3.1.1. Определение зернового состава щебня (гравия).

Теоретическая часть.

Зерновой состав щебня в значительной мере влияет на качество приготовленного на нем бетона. При выборе зернового состава крупного заполнителя необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а, следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной марки.

Для определения зернового состава используют метод ситового анализа.

Зерновой состав щебня (гравия) характеризуется частными и полными остатками на ситах № 70, 40, 20, 10, 5 и проходом через сито № 5, а также наибольшим диаметром зерен щебня Д_НБ.

Частным остатком называется количество материала на каждом сите, выраженное в килограммах или в процентах:

(3.1)

где – частный остаток, %;

– частный остаток, кг;

– навеска материала, кг.

Полным остатком называется сумма частного остатка на данном сите и частных остатков на ситах с большими размерами отверстий.

(3.2)

Проход (3.3)

где А_i – полный остаток на данном сите, %;

а₀ + … + а_i – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %.

Фракцией называется остаток на данном сите, прошедший через сито предыдущего номера.

У щебня существуют фракции 40-70, 20-40, 10-20, 5-10 мм. Зерновой состав щебня должен соответствовать требованиям ГОСТ, т.е. кривая полных остатков должна лежать в зоне оптимального зернового состава.

По полным остаткам устанавливают наибольшую и наименьшую крупность зерен щебня (гравия). За наибольшую крупность зерен (Д) принимают размер отверстий того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 10%, а за наименьшую крупность (d) – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 90 %. Кроме того, вычисляют 0,5(Д+d) и 1,25Д.

Приборы и материалы.

1. Навеска щебня (гравия) в соответствии с наибольшей крупностью.

2. Набор стандартных сит с размерами отверстий сит 70, 40, 20, 10 и 5 мм.

3. Весы торговые с разновесами.

Методика выполнения работы.

1. Устанавливаем наибольшую крупность щебня (гравия) Д и выбираем навеску щебня в зависимости от Д.

1. Рассеиваем навеску на стандартной колонке сит.

2. Определяем частные остатки на ситах путем их взвешивания.

3. Подсчитываем полные остатки на ситах.

4. Устанавливаем наименьшую и наибольшую крупность зерен щебня, т.е d и Д.

5. Результаты испытаний записываем в табл. 3.1.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.1.

Зерновой состав щебня (гравия).

Расчетная часть.

1. Данные расчета номеров контрольных сит заносим в таблицу 3.2:

Таблица 3.2

Примечание: номера контрольных сит 0,5(D+d) и 1,25 D принимаются по ближайшим стандартным размерам сит.

2. Строим зону оптимального зернового состава по пределам ГОСТ (рис.1).

3. Наносим полученный зерновой состав в полных остатках на рис. 1.

Рис.1. Область зернового состава щебня.

Вывод. Делается вывод о соответствии зернового состава испытываемого щебня требованиям ГОСТ 8267-93 (прил. 2).

3.1.2. Определение содержания в щебне (гравии) пластинчатых и игловатых

зерен.

Теоретическая часть.

Пластинчатыми (лещадными) считают такие зерна, которые по толщине имеют размер меньше любого наименьшего размера более, чем в 3 раза.

Игловатыми считают такие зерна, которые по вытянутой оси имеют размер, превышающий любой наибольший размер зерна более, чем в 3 раза.

Пластинчатые и игловатые зерна нарушают структуру бетона и создают в нем пространства, неравномерно заполненные цементным раствором. Такая структура бетона приводит к появлению микротрещин, которые в свою очередь снижают прочность бетона.

Содержание в каждой фракции пластинчатых и игловатых зерен вычисляют с точностью до 1 %.

(3.4)

где m₁ – частный остаток на данном сите, кг;

m₂ – масса зерен пластинчатой и игловатой формы, кг.

Приборы и материалы.

1. Набор стандартных сит с размером отверстий 70, 40, 20, 10, 5 мм.

2. Весы торговые с разновесами.

3. Материал – щебень (гравий).

Методика выполнения работы.

1. Для определения содержания пластинчатых и игловатых зерен берем остатки на ситах, полученные при определении зернового состава щебня (гравия). При этом от фракции 5-10 – 0,25 кг, 10-20 – 1 кг, 20-40 – 5 кг, 40-70 – 15 кг.

2. Рассыпав отобранный заполнитель на листе чистой бумаги, выбирают визуально от общей массы зерна пластинчатой и игловатой формы.

3. Взвешивают зерна пластинчатой и игловатой формы.

4. По формуле подсчитывают содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в %.

Содержание этих зерен определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний каждой фракции.

Если на фракциях 40-70 мм и 20-40 мм нет остатков или они очень малы, тогда за основу берут фракцию 10-20 мм, определяют на ней содержание игловатых зерен и принимают за результат испытаний.

5. Результаты испытаний заносят в табл. 3.3.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.3.

Расчетная часть.

Общее количество игловатых и пластинчатых зерен подсчитывают:

(3.5)

где – количество фракций.

Заключение.

3.1.3. Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии

в цилиндре.

Теоретическая часть.

Прочность щебня (гравия) оценивают косвенным показателем дробимости при сжатии в цилиндре. По показателю дробимости устанавливают марку щебня (гравия) по прочности.

Дробимость определяют по формуле:

Др = ^. 100% (3.6)

где – масса навески щебня (гравия) до испытания, кг;

– остаток на сите после просеивания раздробленного в цилиндре щебня (гравия),

кг.

Приборы и материалы.

1. Стальной цилиндр d = 75 или 150 мм.

2. Набор стандартных сит.

3. Весы торговые с разновесами.

4. Щебень (гравий).

Методика выполнения работы.

1. Щебень (гравий) фракций 5-10, 10-20 или 20-40 мм просеивают через стандартный набор сит. Щебень крупнее 40 мм предварительно дробят до фракции 10-20 и 20-40 мм. Для испытания из остатков на сите отбирают пробу массой не менее 0,5 кг для испытания в цилиндре с диаметром 75 мм или не менее 4 кг для испытания в цилиндре диаметром 150 мм.

2. Для определения марки щебня (гравия)по дробимости в цилиндре пробу помещают в цилиндр со съемным дном. Для испытания щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм из подготовленной пробы берут навеску 0,4 кг, а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – 3 кг.

3. Навеску щебня (гравия) насыпают с высоты 5 см в соответствующий цилиндр, разравнивают верхний уровень материала так, чтобы он примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. В случае, если верх плунжера не совпадает с краем цилиндра, удаляют или добавляют несколько зерен испытуемого заполнителя (масса этих зерен должна быть учтена в расчете).

4. Цилиндр устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса. Повышая усилие пресса со скоростью 1-2 кН/с, доводят его при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН (5 тс), а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – до 200 кН (20 тс).

5. После сжатия испытуемую пробу заполнителя высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем раздробленный в цилиндре щебень (гравий) просеивают через сито, диаметр отверстий которого зависит от размера испытуемой фракции.

Для фракции 5-10 мм размер отверстий сита 1,25 мм

10-20 мм 2,5 мм

20-40 мм 5 мм.

6. Остаток щебня (гравия) после просеивания на сите взвешивают и определяют показатель дробимости.

Испытания проводят 2 раза и показатель дробимости вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

7. Результаты заносят в таблицу 3.4.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.4.

Размер фрак-ции щебня (гравия), мм	Масса навески в цилиндре до испытания, кг m1	Размер от-верстия конт-рольного сита, мм	Масса оста-тка на сите после дроб-ления, кг m2	Показатель дробимости
d=75 мм	d=150 мм
5-10 10-20 20-40			1,25 2,5

Расчетная часть.

Вывод. По показателю дробимости в зависимости от вида породы устанавливаем марку по прочности щебня (см. приложение 2).