3.5 Определение морозостойкости горной пароды

3.5.1 Методика проведения испытаний

Сущность метода заключается в определении прочности горной породы после заданного числа циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Средства контроля и вспомогательное оборудование

Камера морозильная, обеспечивающая достижение и поддержание температуры минус (20±2) °С.

Шкаф сушильный.

Пресс гидравлический с максимальным усилием до 500 кН по ГОСТ 28840.

Ванна с устройством для поддержания температуры (20±2) °С для насыщения образцов водой и их оттаивания.

Контейнеры для образцов.

Порядок подготовки к испытанию и проведение испытания

Для каждого испытания изготавливают по 3.3.2 пять образцов горной породы, для пород с выраженной слоистостью - десять образцов.

Образцы укладывают в ванну на решетку в один ряд и заливают водой так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на 20 мм. Образцы выдерживают в воде 48 ч, после чего образцы извлекают из ванны, удаляют влагу с поверхности образцов мягкой влажной тканью. Образцы устанавливают в контейнер или на сетчатый стеллаж морозильной камеры так, чтобы расстояние между образцами, стенками контейнера и вышележащими стеллажами было не менее 30 мм. Началом замораживания считают момент установления в камере температуры минус 18 °С. Продолжительность выдерживания образцов в камере при температуре минус (20±2) °С должна составлять 4 ч, после чего образцы помещают в ванну и выдерживают в ней до полного оттаивания, но не менее 2 ч. Далее цикл замораживания-оттаивания повторяют.

После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания по пять водонасыщенных образцов подвергают испытанию на сжатие по 3.3.

Обработка результатов испытания

Потерю прочности образцов DR, %, вычисляют по формуле

DR = , (5)

где R_сж - среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии образцов в водонасыщенном состоянии, МПа (кгс/см²);

- среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии образцов после испытания на морозостойкость, МПа (кгс/см²).

Потерю прочности образцов вычисляют как среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов. Для образцов горной породы с выраженной слоистостью отдельно записывают результаты, полученные при испытании вдоль слоистости и перпендикулярно к ней.

Горная порода отвечает соответствующей марке по морозостойкости, если значение потери прочности при сжатии после установленного числа циклов попеременного замораживания и оттаивания не превышает 20 %.

3.5.2 Результаты испытаний

Таблица 9 Определение предела прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии

№	Поперечное сечение, мм2	Макс. нагрузка, кг	Предел прочности, МПа
1	5325	12000	22,5
2	5954	13600	22,8
3	5663	13000	22,9
Среднее значение, МПа			22,7

Таблица 10 Определение предела прочности при сжатии после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания

№	Поперечное сечение, мм2	Макс. нагрузка, кг	Предел прочности, МПа
1	5916	11800	19,9
2	5480	10600	19,3
3	6070	12000	19,7
Среднее значение, МПа			19,6

Таблица 11 Потеря прочности после испытаний на морозосьойкость

№	Предел прочности, МПа		Потеря прочности, %
	В водонасыщенном состоянии	После испытаний на морозостоикость
1	22,7	19,9	14,0
2		19,3	17,6
3		19,7	15,2
Среднее значение, %			15,6

Заключение

1. В процессе эксперимента было установлено что гальванический шлам возможно использовать для производства тротуарных плит методом экструдирования через фильеру, кроме того можно использовать и другие отходы ФГУП «Адмиралтейские верфи». В настоящем опыте были использованы отходы дробеструйной обработки и ацетиленового производства.

2. Результаты лабораторных испытаний показали:

– достаточно хорошие прочностные характеристики образцов, предел прочности на сжатие составляет 25 МПа, что, для сравнения, соответствует марке бетона по прочности на сжатие В25;

– хорошую солестойкость (потеря массы после испытания не превышает оговоренные в ГОСТ 5%);

– водопоглощение составляет 6,8% - по ГОСТу 17608-91 оно не должно превышать 6%. Понизить водопоглощение, возможно за счет более тщательного перемешивания с использованием специального оборудования (в данном эксперименте оно производилось вручную), так же можно добавить жидкое стекло натриевое – при­ме­ня­ет­ся в стро­и­тель­ст­ве в ка­че­ст­ве до­бав­ки к строй­ма­те­ри­а­лам, по­вы­ша­ет их дол­го­веч­ность, проч­ность, ог­не­упор­ность, ат­мо­сфе­ро­стой­кость.

– потеря прочности после испытаний на морозостойкость составляет 15,6 %, что не превышает предусмотренные ГОСТом 20%, следовательно образцы можно считать морозостойкими.

3. Технико-экономический анализ (приложение В) показал, что использование данной технологии является экономически выгодным.

4. В рамках данной работы невозможно было провести большое количество опытов, например, подобрать наиболее оптимальное соотношений компонентов для приготовления формовочной смеси и тем самым повысить качество строительного материала. Поэтому необходимо продолжить исследование данной темы на более высоком уровне.