Лабораторна робота №2 міцність та водостійкість крупних заповнювачів бетону

Загальні відомості. Міцність щільних заповнювачів (щебеню з природного каменю – ГОСТ 8267-82; щебеню з гравію – ГОСТ 10260-82; щебеню з порід, що попутно видобуваються, та відходів гірничо-збагучавальних підприємств – ГОСТ 23254-78; гравію – ГОСТ 8268-82) характеризуються їх маркою, яку визначають за дробимістю при стискуванні (роздавлюванні) у циліндрі – ГОСТ 8269-87.

Міцність пористих неорганічних заповнювачів характеризують-ся умовною величиною – межею міцності при стискуванні зерен у стандартному циліндрі, залежно від цього, відповідно ГОСТ 9757-90, пористі заповнювачі поділяють на марки від П 15 до П 400. Для кожного виду пористого неорганічного заповнювача за ГОСТ 9757-90 визначається міцність при стискуванні у циліндрі залежно від марки за насипною густиною.

Прилади та обладнання, матеріали. Стандартний товстостін-ний циліндр з плунжером для стискування та роздавлювання щіль-них заповнювачів; сталевий складений циліндр з пуансоном для стискування пористих заповнювачів; сушильна шафа; совок, мета-лева лінійка; терези технічні; комплект сит “КСИ”; штангенцир-куль; щебінь (гравій), керамзитовий гравій.

2.1. Визначення міцності щільного природного заповнювача за дробимістю при стискуванні у циліндрі

Випробування полягає в тому, що пробу заповнювача стиску-ють з необхідним зусиллям у товстостінному сталевому циліндрі, а потім визначають ту частину зерен, які роздрібнилися при цьому. Випробовують щебінь або гравій фракцій 5...10, 10...20, 20...40 мм. Заповнювач, крупніший за 40 мм, попередньо подрібнюють, про-сіюють та випробовують за вказаними вище фракціями (ГОСТ 8269-87). Кожну фракцію одержують шляхом просіювання на двох ситах з діаметрами отворів, що відповідають найбільшій (Д_max) та найменшій (d_min) крупності фракції. Для випробування відбирають проби трьох фракцій масою не менше 2,0 кг кожна. Випробування щебеню чи гравію виконують в сухому або водонасиченому (2 го-дини) стані. Для визначення міцності заповнювачів даної фракції засипають з висоти 50 мм у стандартний циліндр (рис. 2.1.) діамет-ром 150 мм так, щоб після розрівнювання рівень матеріалу мав за-пас 15 мм до верхнього краю циліндра. Потім у циліндр вставляють плунжер таким чином, щоб верхня кромка вузької його частини зна-ходилась на рівні верхньої кромки циліндру. Якщо кромки циліндру та плунжер не співпадають, то виймають або додають декілька зе-рен заповнювача. Після цього циліндр з плунжером розміщують на нижній плиті преса. Збільшуючи тиск преса на 1...2 кН за секунду, доводять його до 200 кН – 20000 кгс. Після стискання пробу запов-нювача висипають із циліндру та зважують (m₁), просіюють крізь сито, розмір отворів якого залежить від розміру фракції, та прийма-ється за табл.2.1. (ГОСТ) 8269-87.

Рис.2.1. Схема стандартного циліндра для визначення міцності щільного заповнювача: а) циліндр; б) плунжер; в) дно.

Таблиця 2.1

Розмір фракції, мм	Діаметр отворів сита, мм
5...10 10...20 20...40	1,25 2,5 5,0

Для поточного контролю щебеню (гравію) використовується ци-ліндр діаметром 75 мм (проба не менше 0,5 кг, випробування фрак-цій 5...10 та 10...20 мм, максимальне навантаження 50 кН). Залишок на ситі зважують (m₂) та визначають показник дробимості за фор-мулою, %:

.

Випробування проводять 2 рази, використовуючи дві підготов-лені проби. Одержаний показник дробимості співставляють з відпо-відним стандартом залежно від виду заповнювача і визначають його марку за дробимістю (табл. 2.2. та табл. 2.3.).

Таблиця 2.2

Орієнтовне значення міцності при стиску порід, МПа	Марка за дроби-містю	Втрати маси при випробуванні, %
		Щебінь з гравію (ГОСТ 10260-82)	Гравій (ГОСТ 8268-82)
Більше 100 Більше 80 до 100 Більше 60 до 80 Більше 40 до 60	8 12 16 24	До 10 Більше 10 до 14 Більше 14 до 18 Більше 18 до 24	До 8 Більше 8 до 12 Більше 12 до 16 Більше 16 до 24

Таблиця 2.3

Марка щебню за міцністю	Втрати маси при визначені дробимості, %
	Щебінь з природного каменю (ГОСТ 8267-82, ГОСТ 23254-78) порід
	Осадових та метаморфічних	Вивержених глибинних	Вивержених вилитих
1400	-	До 12	До 9
1200	До 11	Більше 12 до 16	Більше 9 до 11
1000	Більше 11 до 13	Більше 16 до 20	Більше 11 до 13
800	Більше 13 до 15	Більше 20 до 25	Більше 13 до 15
600	Більше 15 до 19	Більше 25 до 34	Більше 15 до 20
400	Більше 19 до 24	-	-
300	Більше 24 до 28	-	-
200	Більше 28 до 35	-	-

Результати випробувань заносять до табл. 2.4.

Таблиця 2.4

При- род- ний запов- нювач	Роз- мір фрак- ції, мм	m1, кг	m2, кг	Втра- та маси, %	Мар- ка за дро- би- містю	Орієнтовна міцність при стиску породи, МПа	Марка за- повнювача за міц- ністю
1	2	3	4	5	6	7	8