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

4. По окончании испытания выгрузить содержимое барабана на лоток, отобрать шары и просеять щебень сквозь сито 2 мм*.

5. Вычислить показатель износа как потерю массы в % мас­ сы взятой пробы.

Испытание повторить 2 раза и подсчитать показатель износа как среднеарифметическое.

Марку щебня по показателю износа в полочном барабане ус­ танавливают по табл. 16.

* Полезно подсчитать количество зерен до и после испытания как косвен ный показатель дробимости.

41

Прочность щебня при раздавливании в цилиндре (дробнмость) косвенно характеризует сопротивление щебня раздавли­ ванию при уплотнении конструктивных слоев дорожных одежд. Порядок испытания следующий.

1.Щебень в воздушно-сухом состоянии рассеять на фракции

ностью 40—70 мм можно ограничиться испытанием фракции

Рис. 22. Цилиндр для определения дробимо­ сти щебня

20—40 мм). Для определения марки щебня по показателю дробимости применяют цилиндр диаметром 150 мм (рис. 22). Для те­ кущего контроля качества щебня фракций 5—10 и Ю—20 мм разрешается применять цилиндр диаметром 75 мм.

2. Отвесить пробу 400 г, если испытание будет выполнено в цилиндре диаметром 75 мм, или 3 кг при испытании в цилиндре диаметром 150 мм.

3. Установить цилиндрическую форму со съемным дном на

линдр на нижнюю плиту гидравлического пресса по центру раз­ метки.

4.Довести нагрузку, повышая давление на 1000—2000 Н/сек до 5- ІО4 Н при испытании в цилиндре 75 мм и до 2- ІО4 Я при ис­ пытании в цилиндре 150 мм.

5.Снять нагрузку, вынуть плунжер и рассеять содержимое

40мм.

6. Взвесить остаток на сите с точностью до 1 г и определить

потерю массы ів процентах от массы взятой для испытания про­ бы по формуле

D = g ~ -g— 100,

8

где g — навеска щебня в г: щ — масса остатка на контпольном сите в г.

42

Марку щебня из осадочных пород по дробимости при сж'атии (раздавливании) ів цилиндре определяют по табл. 18.

§ 3. ГРАВИЙ

Гравием называют рыхлую смесь окатанных зерен горных по­ род и минералов с /преобладающим размером ,в пределах 5— 70 мм. Природный гравий обычно содержит различное количест­ во песчаных и глинистых частиц, зерен галечника, а также ор­ ганических веществ.

Гравий применяют Для устройства гравийных покрытий, под­ стилающих слоев в дорожных одеждах и для тротуаров, для дренажных устройств, приготовления цементобетонов и др. Ка­ чество гравия как строительного материала характеризуют пет­ рографическим составом, крупностью и зерновым (грануломет­ рическим) составом, формой и степенью окатанности зерен,, содержанием пылевато-глинистых частиц и органических приме­ сей, а также показателями физико-механических свойств.

Петрографический состав гравия рекомендуется определять

вследующем порядке.

1.Пробу гравия просеять сквозь сито 5 мм, промыть водой и

48

пой, стальной иглой, шкалой твердости, 10%-ньгм раствором со­ ляной кислоты и другими приспособлениями.

3.Взвесить каждую выделенную группу и вычислить ее со­ держание в процентах от массы пробы.

4.Параллельно определить содержание слабых и выветрелых зерен. Помимо визуального осмотра это возможно с помо­

щью механического индикатора 1—3 или на прессе ХАДИ (рис. 23); отобранную пробу гравия рассеять на четыре фракции

Зерна гравия, разрушившиеся при указанной нагрузке, счи­ тают слабыми.

Распределяя зерна гравия по генетическим группам горных

шероховатая, ноздреватая и др.). Особо выделяют пластинчатые (лещадочные) и игловатые зерна, толщина или ширина кото­ рых меньше длины в три и более раза.

Эти зерна взвешивают, выражая их содержание в процентах массы взятой пробы.

Зерновой (гранулометрический) со­ став рекомендуется определять в сле­ дующем порядке.

1. Отобранную пробу воздушно-су­ хого гравия (в зависимости от круп­ ности 2—5 кг) просеять сквозь стан­ дартные сита 40, 20, 10, 5, 3, 1, 0,5 мм.

2.Установить сито с размером от­ верстий 5 мм над чашкой, промыть остаток на сите ограниченным количе­ ством воды. Сквозь сито 5 мм пройдут песчаные, пылеватые и глинистые ча­ стицы.

3.Взвесить остатки на ситах 5, 10, 20, 40 мм и вычислить их содержание

впроцентах. Зерна гравия размером

44

обходимого размера, взвесить и вычислить их процентное содер­ жание.

4.Определить содержание пылевато-глинистых частиц, для чего осторожно перенести в мерный цилиндр вместимостью и,5 л собранные в чашке частицы размером менее 5 мм, предваритель­ но слив из нее излишнюю просветленную воду.

5.Довести столб воды над осадком в цилиндре до !9 см и от­

метить уровень воды чертой воскового карандаша на стекле.

6.Стеклянной палочкой с каучуковым наконечником переме­ шать содержимое цилиндра и через 2 мин слить суспензию с по­ мощью сифона, конец которого должен быть на расстоянии не менее 3 см от поверхности песчано-пылеватого осадка в ци­ линдре.

7.Снова долить дистиллированную воду в цилиндр до метки, перемешать осадок, дать отстояться 2 мин и снова слить сифо­ ном взвесь. Повторять до тех пор, пока вода после промывки не станет прозрачной.

8.Остаток в цилиндре песчаных частиц осторожно перенести

вфарфоровую чашку, слить излишнюю воду, высушить остаток

ивзвесить, выразив содержание песчаных частиц в процентах от массы пробы.

Если необходимо разделить выделенные песчаные частицы

Содержание пылевато-глинистых частиц определяют по раз­ ности массы фракции размером меньше 5 мм и песчаной (сухой остаток в цилиндре после отмучивания пылевато-глинистой фракции).

Содержание органических примесей определяют в том слу­ чае, если гравий будет использован в цементобетоне. Порядок испытания следующий.

1. Отобрать пробу гравия, высушить до воздушно-сухого сос­ тояния. просеять сквозь сито 20 мм и отвесить навеску 1 кг.

2.Заполнить мерный цилиндр до метки 130 см3 подготовлен­ ным гравием и залить его 3%-ным раствором едкого натра до уровня 200 см3.

3.Энергично перемешать содержимое цилиндра и оставить в

покое на сутки, после чего по окраске раствора (от светло-жел­ того до темно-коричневого), сравнивая с эталоном, определить содержание органических примесей.

Эталон приготовляют из 2%-ного раствора танина в 1%-ном растворе спирта. Смесь из 2,5 мл полученного раствора и 97,5 мл 3%-ного раствора едкого натра (взбалтывают и оставля­ ют в покое на 24 ч.

Физико-механические свойства гравия (плотность и объемная масса, пустотность, морозостойкость, сохранность, прочность на износ в полочном барабане, дробимость в цилиндре) определя­ ют так же, как и для щебня.

45

§ 4. ПЕСОК

Песок природный—мелкообломочная горная порода, состоя­ щая из рыхлого скопления окатанных, реже угловатых, зерен минералов преобладающего размера 5—0,05 мм. В песке име­ ются примеси пылеватых и глинистых частиц, реже органичес­ кого вещества. Продукт мелкого дробления прочных горных по­ род (мельче 5 мм) называют искусственным песком, или высев­ ками.

Качество песка как строительного материала характеризуют минералогическим составом, крупностью, зерновым (грануло­ метрическим) составом, формой зерен, содержанием глинистых н органических примесей, а также показателями физических свойств.

Минералогический состав определяют визуально, пользуясь бинокулярной лупой и другим простейшим оборудованием. Пре­ обладающее количество природных песков состоит из кварцевых зерен с примесью тех или иных минералов, заметное количество которых оказывает влияние на свойства песка (чешуйки слюд, зерна полевых шпатов, глауконита и др.). В процессе изучения минералогического состава определяют форму зерен песка, на­ личие и характер пылевато-глинистого вещества на поверхности зерен.

Плотность песка следует определять в таком порядке.

1. Пробу песка массой около 30 г просеять сквозь сито 5 мм, перенести песок (менее 5 мм) в фарфоровую чашку, высушить

1. Отобрать пробу песка, высушить до воздушно-сухого сос­ тояния и при помощи воронки (рис. 19), установленной по цент­ ру металлического цилиндра объемом 1 л так, чтобы конец во­ ронки находился на расстоянии 5 см над верхней кромкой ци­ линдра, заполнить песком цилиндр.

2. Осторожно срезать металлической линейкой излишний пе­ сок по кромке цилиндра и взвесить песок вместе с цилиндром. Вычислить насыпную массу.

Для определения объемной массы песка в уплотненном состоянии заполненный песком цилиндр закрепляют на вибро­ столе и уплотняют песок до постоянного объема, досыпая неко­ торое количество песка до полного заполнения цилиндра.

При определении объемной массы песка естественной влаж­ ности мерный цилиндр вместимостью 1 л заполняют песком в рыхлом состоянии с высоты 5 см; лишний песок удаляют и взве-

46

шивают цилиндр с песком. Затем вычисляют объемную массу влажного песка и его влажность.

По значениям плотности и насыпной массы определяют пуетотпость песка по формуле в %

Зерновой (гранулометрический) состав песка рекомендуется определять следующим образом.

1. Отобрать пробу песка, высушить до постоянной массы и отвесить в фарфоровую чашку 100 г песка.

2.Слегка смочить песок дистиллированной водой и расти­ рать пальцем в течение 3—5 мин для отделения пылевато-гли­ нистых частиц. Затем долить немного воды и растирать еще 1— 2 мин.

3.Слить осторожно суспензию на сито 0,14 мм, которое пос­ тавить предварительно в чистую фарфоровую чашку или крис­ таллизатор.

4.Снова долить воды и продолжать растирать песок, промызая водой до просветления воды «ад слоем песка.

5. Перенести весь промытый пессгк на сито 0,14 мм, осторож­ но погрузить его в кристаллизатор с водой так, чтобы уровень воды был несколько выше слоя песка в сите, и двигать сито в вертикальном и горизонтальном направлениях, чтобы оконча­ тельно отмыть пылевато-глинистые частицы.

6.Оставшиеся на сите песчаные частицы перенести в фарфо­ ровую чашку, высушить в сушильном шкафу при температуре 105—110°С, охладить и просеять сквозь колонку сит 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм, взвесить остатки на каждом сите и вычис­ лить содержание каждой фракции в процентах.

7.По разности вычислить содержание пылевато-глинистых частиц.

Модуль крупности песка определяют по формуле

47

Содержание глинистых частиц определяют двумя способами.

Способом отмучивания .испытание рекомендуется вести в та­ кой последовательности.

1. Отобрать пробу сухого песка, просеять сквозь сито 5 мм, взять навеску 100 г и перенести навеску песка в мерный цилиндр

вещества), затем тщательно перемешать стеклянной палочкой с резиновым наконечником содержимое цилиндра и оставить в по­ кое на 2 мин, после чего сифоном с загнутым концом (предвари­ тельно наполненным водой) слить суспензию в 2-л колбу.

3. Долить в цилиндр 400 см3 дистиллированной воды, тща­ тельно перемешать, оставить в покое на 2 мин и снова слить сус­

литровых цилиндра, перемешать суспензию, затем поочередно ввести в каждый цилиндр «успокоительную» стеклянную плас­ тинку шириной 5 см, длиной около 45 см. Через 2—3 сек осто­ рожно пластинку вынуть.

5. Стеклянным сифоном с загнутым концом, который опус­ тить в цилиндр до глубины 100 мм, отобрать 100 см3 суспензии в мерную колбу вместимостью 100 см3 и взвесить колбу с сус­

7. Вычислить содержание глинистых частиц с точностью до

0,1% по формуле

Г = 3,22 f a - g ) ,

где g — масса колбы с водой ® г; gi — масса колбы с суспензией в г.

8. За показатель содержания глинистых частиц принимают среднеарифметическое из двух определений.

48

Методом набухания испытание рекомендуется вести в такой последовательности.

1.Отобранную пробу песка высушить, пропустить сквозь сіи -

то 5 мм и взять навеску 100 г в фарфоровой чашке.

2.Взятую навеску растереть пестиком с резиновым наконеч­ ником, просеять сквозь сито 1,25 мм и всыпать поровну в два мерных цилиндра так, чтобы после уплотнения (легким посту­

киванием упругим предметом) объем песка был 5 см3.

3. Песок в каждом цилиндре разрыхлить, влить 50—70 см3 дистиллированной воды, тщательно перемешать, добавить в ка­ честве коагулятора 3 см3 5%-ного раствора хлористого кальция,

или по формуле

Г//-11.3,

где Г — содержание глинистого вещества; Н — приращение объема.

Содержание органических примесей (методом колориметри­ ческой пробы) определяют следующим образом.

Пробу песка объемом 130 см3 помещают в мерный цилиндр объемом 250 см3 и заливают 3%-ным раствором едкого натра до отметки 200. Далее поступают так же, как при определении содержания органических примесей в гравии.

Коэффициент фильтрации — скорость движения воды в ув­ лажненном слое песка при гидравлическом градиенте, равном 1

необходимо знать, чтобы наряду с другими показателями опре­ делить степень пригодности песка для дренажных устройств.

Показатель фильтрации в основном зависит от пустотнести, размера и взаимного расположения пустот в слое песка, формы

49:

и характера поверхности зерен песка, а также от состава и тем­ пературы воды. Простейшей установкой, на которой можно оп­ ределить коэффициент фильтрации, может служить установка Гейниха (рис. 24,а) или Союздорнии (рис. 24,6). Порядок испы­ тания следующий.

1. Отобрать среднюю пробу песка и, увлажнив ее в фарфоро­ вой чашке до состояния полной влагоемкости, оставить на одни сутки, закрыв влажной тряпкой для предохранения от высыха­ ния.5432

2.На бумажной восковке влажный песок скатать валиком, диаметр которого близок к внутреннему диаметру стеклянной трубки прибора, который должен быть точно измерен.

3.Осторожно завернуть валик восковкой и в горизонталь­ ном направлении надвинуть на него трубку. Затем установить трубку вертикально и осторожно вынуть восковку. В процессе

загрузки песка надо избегать его уплотнения. Слой песка а трубке должен быть высотой около 10 см. Наиболее однороден бывает песок в столбике, если вдавливать стеклянную трубку в слой влажного песка.

4.Закрепить трубку с песком на треугольнике в стакане и для предотвращения размыва поверхности 'всыпать сверху мел­ кий чистый гравий слоем 5 см.

5.В стакан постепенно наливать дистиллированную или про­ кипяченную воду так, чтобы она достигла уровня песка в труб-

50