книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

тера структуры и текстуры горной породы, а затем определить по ней ве­ личину деформации.

3. Вычислить удельную работу и коэффициент хрупкости по формуле

где W = ■—— — работа, затраченная на разрушение образца, в Н-см; Р —

г

предельное усилие при раскалывании в Я; F — площадь раскола в см2; АІ—

деформация при раскалывании (величина формирования двух клиньев раско­ ла) в см.

Хрупкость при динамическом (ударном) раскалывании выражается коэф­ фициентом Яуд , который характеризует отношение прочности на растяже­ ние (по расколу статической нагрузкой) к удельной работе, затраченной при

Удельную работу при ударном раскалывании следует определять на коп­ ре Педжа со специально смонтированным приспособлением (рис. 13) в та­ ком порядке.

30

1. Изготовить образцы для испытания из проб горной породы с помощью

конусами; поддерживая образец между конусами, наносят последовательные удары с интервалом по высоте в 1 см и доводят образец до разрушения, от­ метив порядковый удар. После разрушения определить площадь раскола на одной из половинок образца.

'Q nd (hH+ hK)

Луд —-

2 F

Q — масса падающей гири (2 кг); п — количество ударов по образцу до момента разрушения; d — интервал ударов (через 1 см); hB— начальная вы­ сота падения гири (1 см); hK— конечная высота падения гири в момент раз­ рушения образца в см; F — площадь раскола в см2

Износостойкость (истираемость) — способность породы со­ противляться истирающим воздействиям, зависящим от твер­ дости и плотности сложения породы. Увлажнение увеличи­ вает истираемость породы. Износостойкость породы определяют при трении на специальных кругах истирания [круг Боме, круг Дорріи (рис. 15), круг Баушингера (рис. 16)] и выражают по­ терей массы испытуемого образца правильной формы (цилиндра или куба) в г, отнесенной к площади истиранияів см2, при неко­ торой постоянной нагрузке на образец и при заданном числе оборотов:

где gi — масса образца до истирания в г; g2 — масса образца после ис­

тирания в г; F — площадь истирания в см2.

В качестве абразива на круг подсыпают сквозь специальную воронку определенное количество кварцевого порошка или наж­ дака. Вид абразивного порошка указывают в лабораторном журнале.

Износостойкость является существенным показателем ка­ чества каменных материалов, работающих в дорожных и троту­ арных покрытиях, ступеньках лестниц и др.

Испытание на износостойкость удобно выполнять на приборе ХАДИ (рис. 17), снабженном карборундовым диском 1, к кото­ рому с определенной нагрузкой прижимают испытуемый обра­ зец кубической или цилиндрической формы. Образец закрепля­ ют в специальный патрон 2, который при помощи гнезда встав­ ляют в цилиндрический стержень, снабженный сверху гирей заданной массы.

31

При частоте вращения карборундового диска 100 об/мин патрон с закрепленным в нем образцам вращается в противопо­ ложную сторону. На станине прибора закреплен бачок для воды, которая, при необходимости испытания образцов во влажном

приведена в табл. 13. Анализ данных исследования петрографи­ ческих признаков, физических, механических и технологических

искусственных каменных материалов — керамических, шлако­ вых и др.) размером от 5 до 70 мм, полученных в результате дробления исходного сырья.

34

ла является то, что преобладающее количество операций по его тобыче и переработке, транспортированию и производству стро­ ительных работ может быть механизировано, а отдельные тех­ нологические процессы — автоматизированы.

Качество щебня зависит от свойств исходного сырья и приня­ той технологии его дробления и определяется петрографическим составом, крупностью и формой зерен, шероховатостью их по­ верхности, зерновым составом и физико-механическими свойст­ вами.

Качество щебня, изготовленного из горной породы определен­ ного петрографического состава, снижается при наличии 'в ис­ ходной горной породе возможных включений: сернистых и серно­ кислых соединений, аморфного кремнезема и других минералов, которые снижают качество щебня.

женные горные породы, известняки, гнейсы, песчаники, кварциты. Отобранные по генетическим признакам группы взвешивают, выражая их содержание в % массы первоначальной пробы.

В той же пробе определяют количество слабых зерен (в % массы первоначальной пробы). Слабые выветрившиеся зерна щебня имеют тусклый цвет, микротрещины, тупые ребра, при царапании стальной иглой на их поверхности остается след. Более точный отбор -слабых зерен возможен с помощью меха­ нического индикатора прочности типа Т-3 (рис. 18).

2* Зак. 506

Зерновой (гранулометрический) состав следует определять

втаком порядке.

1.Отобрать пробу щеібняв.віоз'дуішно-сухамсостояніишмассой 50 кг и просеять сквозь набор сит 40, 20, 10, 5 мм. В случае не­ необходимости добавляют сита 25, 15, 3 мм. Взвесить остатки

0215

на каждом сите, которые называют частными, и выразить их в процентах к первоначально взятой навеске.

2.Подсчитать полные остатки (в%) как сумму частных ос­ татков на всех ситах большего размера плюс остаток на данном сите.

3.Установить наибольшую крупность щебня Пнаиб-, соответ­ ствующую размеру отверстия первого из сит, полный остаток на котором не превышает 5% просеянной навески щебня.

По крупности щебень делят на следующие категории:

36

4. Результаты определения зернового состава записывают в лабораторный журнал по форме:

ром до 10 мм — 0,5 кг, до 20 м м — 1кг, до 40 мм — 25 кг и свы­

отвесить пробу около 150 г. Приготовленную пробу измельчить в агатовой ступке до мучнистого состояния.

3. Отвесить две пробы массой около 50 г каждая, высушить до постоянной массы при температуре 105—110° С и поставить в в эксикатор для охлаждения, а затем отвесить две пробы по 30 г каждая.

4. Пикнометрическим методом определить плотность. Насыпная масса щебня зависит от степени уплотнения

взятой навески, поэтому необходимо указывать, в каком (рых­ лом или уплотненном) состоянии определяли объемную массу. Порядок определения следующий.

2.Взятую навеску щебня поместить в сосуд (рис. 19) вро­ вень с кромкой цилиндра и взвесить с точностью до 1 г.

3.Вычислить насыпную массу в рыхлонасыпанном состоя­ нии, разделив массу на объем взятой навески щебня.

Если необходимо определить объемную массу щебня в уплотненном состоянии, необходимо цилиндр со щебнем поста­ вить на вибростол, прикрыть сверху металлическим вкладышем

иуплотнить до постоянного объема. Затем вычислить объемную массу щебня.

Пустотность щебня определяют по формуле

где у “ — насыпная масса щебня в г/см3; уо — объемная масса щебня в ajcM3.

37

В табл. 14 приведены значения пустотности щебня предель­ ной крупностью 70 мм из некоторых пород.

сти зерен: 5—10 мм — 1 кг, 10—20 мм — 2 кг, 20—40 мм — 5 кг, 40—70 мм — 10 кг, более 70 мм — 20 кг.

2.Пробы щебня промыть и высушить до постоянной массы. Затем их взвесить, поместить в сосуд с водой так, чтобы щебень был покрыт слоем воды толщиной 2 см, и оставить на 48 ч.

3.Через 48 ч вынуть щебень из воды, быстро обтереть каж­ дый кусок влажной тканью и взвесить. При этом масса воды, вытекающей из пор зерен щебня, помещенных на чашку весов, должна включаться в массу пробы.

4.Вычислить водопоглощаемость щебня в процентах от пер­ воначальной массы

И7П0ГЛ= - ^ — — юо,

8с

где gc — масса сухого щебня в г; g B— масса влажного щебня в г.

Морозостойкость щебня определяют для каждой фракции от­ дельно.

Циклическое замораживание и оттаивание надо вести в та­ кой последовательности.

38

1. Отобрать пробы щебня массой в зависимости от крупности зерен: 5—10 мм — 2 кг, 10—20 мм — 3 кг, 20—40 мм — 5 кг, 40—70 мм — 10 кг.

2.Пробы щебня промыть, высушить до постоянной массы, вновь взвесить, затем поместить в эмалированную или стеклян­ ную ванну, постепенно залить водой и оставить на 48 ч.

3.Слить воду и установить ванну со щебнем в холодильную камеру при температуре от —17 до —20° С на 4 ч. Затем вынуть пробу, залить водой комнатной температуры и выдержать до полного оттаивания (но не менее 2 ч).

4.Повторять операцию замораживания и оттаивания задан­ ное количество циклов (15, 25, 50, 100, 150, 200).

5.После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов навеску щебня высушить до постоянной массы, просеять сквозь конт­ рольное сито (т. е. сито, на котором она полностью оставалась перед испытанием), взвесить остаток на сите и вычислить потери массы в % по формуле

1. Отобранную пробу промыть, высушить до воздушно-сухого состояния и отвесить не менее 20 кг щебня следующего зернового

4 ч. После каждого высушивания тщательно осмотреть каждый кусок и операцию погружения в раствор оернокслого натрия и последующего высушивания повторить требуемое число раз.

3. После 3, 5, 10 и 15 циклов попеременного выдерживания в растворе и высушивания в сушильном шкафу пробу щебня промыть горячей водой для удаления сернокислого натрия, вы­ сушить до постоянной массы и просеять сквозь контрольное си­ то, на котором она полностью оставалась перед испытанием. Взвесить остаток на контрольном сите и определить потерю мас­ сы и морозостойкость так же, как и при непосредственном замо­ раживании.

Прочность щебня на сжатие приближенно определяют по показателю прочности исходной горной породы, из которой по­ лучен щебень. По этому показателю щебень делят на марки: из изверженных горных пород 1200, 1000, 800, из осадочных горных пород 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и из метаморфических пород

39

1200, 10Ü0, 800, 600. Точнее прочность щебня следует определять при расколе между двумя направленными конусами.

Прочность щебня при ударе испытывают на копре (рис. 20). Порядок испытания следующий.

1. Пробу щебня (фракции 20—40 мм) массой 3 кг просеять сквозь сита с отверстиями 40 и 20 мм. Из остатка на сите 20 мм отобрать две пробы массой каждая g= 500 ун, где ун — насып­

50 см. После каждого удара бойка поворачивать ступку рукоят­ кой на 45°.

3. После 40 ударов содержание ступки просеять сквозь на­

совместному воздействию ударам, скалыванию кромок и трению. Этот показатель используется при оценке качества щебня, пред­ назначенного для щебеночных слоев дорожных одежд и др. Ис­ пытание (в полочном барабане) следует вести в таком порядке.

1. Пробу щебня промыть, высушить до воздушно-сухого сос­ тояния и рассеять на ситах на фракции 5—40, б—15, 10—20 и 20—40 мм. Более крупный щебень раздробить до предельной крупности 40 мм.

2.Отвесить навеску щебня из остатка на сите с наименьшим размером отверстий 5 кг и щебня фракции 20—40 мм 10 кг. Каждую фракцию испытывают отдельно (табл. 15).

3.Загрузить отвешенную пробу в полочный барабан с чугун­

ными или стальными шарами диаметром около 48 мм и массой 405—450 г каждый. Закрепить крышку барабана, включить мо­ тор. Частота вращения барабана 30—33 в мин~1 (рис. 21).

40