Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительное материаловедение. Учебное пособие
.pdf
9. Определение средней и истинной плотности, пористости и
водопоглощения
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33057-2014, шлакового - ГОСТ 32821-2014. При этом для
шлакового щебня определяют только истинную плотность и
пористость.
9.1 Определение средней плотности
Среднюю плотность зерен щебня (гравия) определяют как
отношение массы пробы материала в сухом состоянии к занимаемому
им объему.
Порядок испытания
1. Для подготовки к испытанию единичную пробу щебня (гравия)
промывают под струей воды на сите с размером ячеек d. Затем
единичную пробу щебня (гравия) высушивают в сушильном шкафу
при температуре (110±5)°С до постоянной массы, после чего
просеивают через сита с размером ячеек D и d. Зерна, прошедшие
через сито с размером ячеек d и оставшиеся на сите с размером ячеек
D отбрасывают.
2. Из единичной пробы готовят мерную пробу, масса которой
должна соответствовать значениям, приведенным в табл. 7.3.
Таблица 7.3
Максимальный размер зерен и минимальная масса мерной
пробы
Максимальный размер зерен D, мм Минимальная масса мерной пробы, г
63,0 5000
45,0 3500
31,5 2500
16,0 1500
8,0 1000
3. Мерную пробу щебня (гравия) помещают в сетчатую
(перфорированную) корзину и опускают ее в емкость с водой при
температуре (21±4)°С. Уровень воды в емкости должен быть выше
поверхности щебня не менее чем на (50±3) мм.
4. Далее удаляют пузырьки воздуха на корзине и материале,
поднимая корзину не менее чем на 25 мм со дна сосуда и опуская,
давая ей возможность падать, 25 раз. Удалив пузырьки воздуха,
сетчатую (перфорированную) корзину с мерной пробой щебня
оставляют в воде при температуре (21±4)°С на (24,0±0,5) ч.
5. По истечении отведенного времени сетчатую
(перфорированную) корзину с мерной пробой встряхивают в
соответствии с п.7.3.2 и взвешивают в воде при температуре (21±4)°С.
6. Сетчатую (перфорированную) корзину вынимают с мерной
пробой щебня (гравия) из воды и дают воде стечь в течение (3±1)
минут, затем выкладывают ее из корзины на сухое полотенце. Пустую
сетчатую (перфорированную) корзину возвращают в воду и
взвешивают.
7. С поверхности зерен щебня (гравия) удаляют влагу мягкой
влажной тканью и взвешивают.
8. Мерную пробу щебня (гравия) высушивают в сушильном шкафу
при температуре (110±5)°С до постоянной массы и взвешивают.
Средняя плотность ρс, г/см3, мерной пробы щебня (гравия)
рассчитывается по формуле
с=
в
М(ММ
, (7.9)
М
где ρв - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; М4 - масса
высушенной в сушильном шкафу мерной пробы, г; М1 - масса
мерной пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г; М2 масса сетчатой (перфорированной) корзины и мерной пробы в
насыщенном водой состоянии, в воде, г; М3 - масса пустой сетчатой
(перфорированной) корзины в воде, г.
Результат испытаний рассчитывают с точностью до второго знака
после запятой.
За результат принимают среднеарифметическое значение
результатов двух параллельных испытаний. Расхождение результатов
испытаний не должно превышать 0,02 г/см3, в противном случае
испытание необходимо повторить.
9.2 Определение истиной плотности
Истинную плотность зерен щебня (гравия) определяют как
отношение массы пробы материала в сухом состоянии к занимаемому
им объему без пор и пустот.
Порядок испытания по методу А
1. Из материала, прошедшего через сито с размером ячеек 0,125 мм,
отбирают пробу массой (50±5) г и высушивают до постоянной массы
при температуре (110±5)°С. Высушенный материал помещают в
эксикатор над безводным хлористым кальцием и дают ему остыть до
температуры (21±4)°С. После этого отбирают из материала две мерные
пробы. Масса мерной пробы должна составлять (15±1) г.
2. Взвешивают по одному сухие чистые пикнометры.
3. Затем высыпают в пикнометр (10±1) г материала с размером
частиц менее 0,125 мм и взвешивают.
4. В пикнометры добавляют дистиллированной воды в таком
количестве, чтобы материал был полностью покрыт водой, но не более
2/3 объема пикнометра.
5. Содержимое аккуратно перемешивают и ставят пикнометры в
наклонном положении на песчаную баню, установленную на
электроплитку.
6. Содержимое пикнометров доводят до кипения и кипятят в
течение (17,5±2,5) мин для удаления пузырьков воздуха.
7. После этого пикнометры снимают с песчаной бани и охлаждают
до температуры (21±4)°C. Затем добавляют дистиллированную воду до
отметки на горловине пикнометров, обтирают поверхность
пикнометров сухой материей или бумажным полотенцем и
взвешивают.
8. Освобождают пикнометры от содержимого, промывают и заново
заполняют дистиллированной водой до отметки. Обтирают
поверхность пикнометров сухой материей или бумажным полотенцем
и взвешивают.
Истинная плотность щебня (гравия) ρн, г/см3, рассчитывается по
формуле
и=
в
, (7.10)
где m - масса пикнометра с материалом, г; m
пикнометра, г; ρв - плотность дистиллированной воды, равная 1
- масса пустого
1
г/см3; m2 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г; m3 масса пикнометра с материалом и дистиллированной водой,
наполненного до отметки, г.
Расхождение между результатами параллельных определений
истинной плотности в двух пикнометрах не должно превышать
значения 0,02 г/см3. В противном случае проводят третье определение
и вычисляют истинную плотность как среднее арифметическое двух
ближайших значений.
Порядок испытания по методу Б
1. Взвешивают по одному сухие чистые пикнометры.
2. Затем высыпают в пикнометр (10±1) г материала с размером
частиц менее 0,125 мм и взвешивают.
3. В пикнометры добавляют дистиллированной воды в таком
количестве, чтобы материал был полностью покрыт водой, но не более
2/3 объема пикнометра, содержимое аккуратно перемешивают и
устанавливают в вакуумную установку.
4. В вакуумной установке создают давление (2000±100) Па и
выдерживают указанное давление в течение (30±1) минут.
5. По истечении отведенного времени давление доводят до
атмосферного. Извлекают пикнометры из вакуумной установки и
наполняют их дистиллированной водой до отметки на горловине.
6. Затем ставят в емкость с водой при температуре (21±4)°С, так,
чтобы его верхняя часть находилась на (2,5±0,5) мм выше уровня
воды.
7. После истечения (60±1) минут пикнометры извлекают из емкости
с водой. Обтирают поверхность пикнометров сухой материей или
бумажным полотенцем и взвешивают.
Истинная плотность щебня (гравия) ρи, г/см3 определяют по
формуле
=
ист
, (7.11)
в
где m - масса пикнометра с материалом, г; m1 - масса пустого
пикнометра, г; m2 - масса пикнометра с песком заполненного
дистиллированной водой, г; V- объем пикнометра, мл; ρв плотность дистиллированной воды, равная 1 г/см3.
Расхождение между результатами параллельных определений
истинной плотности в двух пикнометрах не должно превышать
значения 0,02 г/см3. В противном случае проводят третье определение
и вычисляют истинную плотность как среднее арифметическое двух
ближайших значений.
Ускоренный метод определения истинной плотности в приборе
Ле-Шателье
1. Прибор Ле-Шателье наполняют водой до нижней нулевой риски.
2. Каждую мерную пробу материала засыпают через воронку
прибора равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в
приборе не поднимется до риски с делением 20 мл (или другим
делением в пределах верхней градуированной части прибора).
3. Для удаления пузырьков воздуха прибор поворачивают под
наклоном несколько раз вокруг его вертикальной оси так, чтобы на
стенках прибора не оставалось материала.
4. Остаток материала, не вошедший в прибор, взвешивают.
Истинная плотность щебня (гравия) ρи, г/см3 рассчитывается по
формуле:
=
ист
, (7.12)
где m - масса мерной пробы материала, г; m1 - масса остатка материала,
г; V - объем воды, вытесненной песком, мл.
Расхождение между результатами двух параллельных определений
истинной плотности не должно превышать значения 0,02 г/см3. В
противном случае проводят третье определение и вычисляют
истинную плотность как среднее арифметическое двух ближайших
значений.
9.3 Определение пористости
Пористость щебня (гравия) определяют расчетным методом на
основании предварительно установленных значений истинной и
средней плотности.
Порядок испытания
Пористость щебня (гравия) V
, в % по объему, рассчитывается по
пор
формуле:
пор
= (1−
с
)∙100, (7.13)
и
где ρс - средняя плотность щебня (гравия), г/см3; ρи - истинная
плотность щебня (гравия), г/см3.
9.4 Определение водопоглощения
Водопоглощение щебня (гравия) определяют путем сравнения
массы пробы материала в насыщенном водой состоянии и после
высушивания.
Порядок испытания
Водопоглощение щебня (гравия) определяется расчетным методом
после определения средней плотности.
Водопоглощение щебня (гравия) W
, в %, рассчитывается по
погл
формуле:
погл
∙()
=
, (7.14)
где m1 - масса мерной пробы щебня (гравия) в насыщенном водой
состоянии на воздухе, г; m4 - масса высушенной в сушильном
шкафу мерной пробы щебня (гравия), г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимается среднее
арифметическое значение двух параллельных испытаний.
10. Определение устойчивости структуры зерен щебня (гравия)
против распадов
Сущность метода заключается в определении устойчивости
структуры зерен щебня (гравия) против распада, характеризуемой
потерей массы пробы после выдерживания в дистиллированной воде в
течение 30 суток и последующего трехкратного пропаривания.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33056-2014, шлакового - ГОСТ 32858-2014.
Порядок испытания
1. Для подготовки к испытанию используют единичные пробы
щебня (гравия) в соответствии с табл. 7.4.
Таблица 7.4
Наибольший размер зерен и масса единичной пробы
Т Наибольший размер зерен, мм Масса единичной пробы, не менее, г
16,0 5000
31,5 7000
2. Затем из единичной пробы готовят две мерные пробы в
соответствии с табл. 7.5.
Таблица 7.5
Наибольший размер зерен и масса мерной пробы
Наибольший размер зерен, мм Масса мерной пробы, не менее, г
до 16,0 2000
до 31,5 3000
3. Подготовленные мерные пробы щебня (гравия) помещают в
мешочки из плотной ткани и погружают в емкость с
дистиллированной водой комнатной температуры на 30 суток.
4. По истечению 30 суток мерные пробы достают из емкости,
вынимают из мешков и высушивают в сушильном шкафу при
температуре (110±5)°С до постоянной массы.
5. Высушенные до постоянной массы мерные пробы щебня
(гравия) помещают в металлическую емкость на горизонтально
расположенную полку из перфорированного листа над слоем воды на
высоте (25±5) мм, с ячейками или отверстиями размером
исключающим падение сквозь них зерен щебня. Далее емкость
закрывают крышкой и ставят на электрическую плитку.
6. С момента закипания воды в металлической емкости, щебень
выдерживают в течение (180±5) мин, затем его извлекают и помещают
на (180±5) мин, в емкость с водой комнатной температуры.
7. Поочередное пропаривание и охлаждение до комнатной
температуры повторяют три раза.
8. Затем мерную пробу высушивают до постоянной массы и
просеивают через сито с размером ячеек, соответствующим нижнему
размеру испытываемой фракции, остаток на сите взвешивают.
Устойчивость структуры щебня (гравия) против распада
рассчитывается по формуле:
∆ =
∙100, (7.15)
где M - масса мерной пробы до испытания, г; М
- масса мерной пробы
1
после испытания, г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимают среднее
арифметическое значение двух параллельных определений.
Расхождение результатов двух параллельных испытаний не должно
превышать 2%, в противном случае испытание необходимо повторить.
11. Определение содержания зерен пластинчатой (лещадной) и
игловатой формы
Сущность метода заключается в определении содержания в пробе
щебня (гравия) зерен, у которых соотношение длины и толщины
различаются в три раза и более, используя передвижной шаблон
(штангенциркуль) или щелевидные сита.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33053-2014, шлакового - ГОСТ 32864-2014.
Для подготовки к испытанию из единичной пробы щебня (гравия)
готовят мерную пробу, предварительно высушенную до постоянной
массы при температуре (110±5)°С и просеянную через сита с
наибольшим и наименьшим размерами ячеек, соответствующими
наибольшим и наименьшим размерам зерен определенной фракции по
ГОСТ 33029, на стандартные фракции; каждую пробу испытывают
отдельно.
Масса мерной пробы щебня (гравия) должна быть не менее
значений, приведенных в табл.7.6.
Таблица 7.6
Наибольший размер зерен и масса мерной пробы
Наибольший размер зерен, мм Масса мерной пробы, г
8,0 250±5
16,0 1000±20
31,5 5000±50
63± ,0 15000±100
11.1 Порядок определения содержания зерен пластинчатой
(лещадной) и игловатой формы с использованием передвижного
шаблона (штангенциркуля)
1. При помощи раздвижного шаблона (штангенциркуля)
устанавливают зерна, у которых соотношение параметров длины и
толщины различаются в три раза и более. Для этого измеряемое зерно
вкладывают наибольшим размером между губками шаблона и
измеряют его размер. Затем зерно пропускают наименьшим размером
между губками шаблона, установленными на расстоянии в три раза
меньше.
2. Форму зерна, прошедшего между губками, классифицируют как
пластинчатую или игловатую. Зерна щебня пластинчатой (лещадной) и
игловатой формы взвешивают.
11.2 Порядок определения содержания зерен пластинчатой
(лещадной) и игловатой формы с использованием щелевидных сит
1. Подготовленные мерные пробы щебня (гравия) просеивают через
щелевидные сита, размеры отверстий которых приведены в табл. 2
ГОСТ 33053-2014 для каждой фракции.
2. Процесс просеивания считают законченным, когда масса остатка
на сите в течение 1 мин просеивания изменяется не более чем на 1%.
Содержание в каждой фракции щебня (гравия) зерен пластинчатой
(лещадной) и игловатой формы Л в %, рассчитывают по формуле
М
Л =
∙100, (7.16)
М
где М2 - масса зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, г;
М1 - масса мерной пробы, г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимают среднее
арифметическое значение двух параллельных определений.
Расхождение результатов двух параллельных испытаний не должно
превышать 1%, в противном случае испытание необходимо повторить.
12. Определение морозостойкости
Пробы щебня (гравия) испытываемой фракции подвергают
воздействию циклов попеременного замораживания в насыщенном
водой состоянии и оттаивания в воде. После завершения
определенного количества циклов производят оценку состояния зерен
по потере массы (массе зерен, прошедших через сито с размером ячеек
d, а также массе зерен, оставшихся на сите, но имеющих свежую
поверхность раскола).
При испытаниях щебня ускоренным методом пробы щебня (гравия)
испытываемой фракции подвергают воздействию циклов
попеременного насыщения водным раствором сульфата натрия и
высушивания в сушильном шкафу. Оценку состояния зерен
производят таким же образом, как и при испытаниях, основным
методом.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33109-2014, шлакового - ГОСТ 32863-2014.
Для подготовки к испытанию из единичной пробы готовят мерную
пробу щебня (гравия). Для этого единичную пробу рассеивают через
сита с наибольшим и наименьшим размером ячеек, соответствующим
наибольшим и наименьшим размерам зерен определенной фракции по
ГОСТ 33029 на стандартные фракции, и каждую испытывают
отдельно.
Полученную мерную пробу щебня (гравия) промывают и
высушивают до постоянной массы при температуре (110±5)°С.
Масса мерной пробы должна соответствовать значениям,
приведенным в табл. 7.7.
Таблица 7.7
Наибольший размер зерен и масса мерной пробы
Наибольший размер зерен, мм Масса мерной пробы, г
8,0 1000±50
16,0 1500±100
31,5
63,0
2500±100
5000±100
Щебень (гравий) с размером зерен крупнее 63 мм, дробят и
испытывают фракции размером св. 31,5 до 45 мм или св. 45 до 63 мм.
12.1 Порядок определение морозостойкости методом
замораживания и оттаивания
1. Взвешивают мерную пробу и фиксируют ее массу.
2. Мерную пробу щебня (гравия) определенной фракции высыпают
в емкости, заливают водой с температурой (20±5)°С и выдерживают в
течение (48,0±0,5) ч.
3. По истечении отведенного времени воду сливают, а емкости с
мерной пробой помещают в морозильную камеру, в которой
поддерживается температура минус (18±2)°С.
4. Продолжительность замораживания в морозильной камере
должна составлять (240±10) мин.
5. После завершения каждого цикла замораживания емкости
извлекают из морозильной камеры и помещают для оттаивания в
ванну с водой, имеющей температуру (20±5)°С, и выдерживают не
менее 120 мин. Испытываемые пробы должны быть полностью
покрыты водой.
6. После этого циклы попеременного замораживания и оттаивания
повторяют.
В перерывах между циклами мерную пробу щебня (гравия)
оставляют на воздухе.
7. После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов попеременного
замораживания и оттаивания мерную пробу щебня (гравия)
высушивают до постоянной массы при температуре (110±5)°С и
просеивают через контрольное сито с размером ячеек, равным d.
Если потеря в массе при данном цикле замораживания и
оттаивания не превышает допускаемую по ГОСТ 32703, испытания
продолжают в течение последующих 25 циклов.
Если потеря в массе превысила допустимый предел, испытание
прекращают, и морозостойкость данной фракции щебня (гравия)
характеризуют предыдущим числом циклов замораживания и
оттаивания, при котором потеря массы не превышает допускаемую.
8. Зерна щебня (гравия) фракций св. 31,5 до 45 мм, имеющие
свежую поверхность раскола и оставшиеся на сите с размером ячеек
31,5 мм, относят к неморозостойким, их массу не включают в массу
остатка на контрольном сите.
12.2 Порядок определение морозостойкости ускоренным
методом
1. Готовят раствор сульфата натрия в необходимом количестве. Для
этого отвешивают (185±2) г безводного сернокислого натрия или
(420±3) г кристаллического сернокислого натрия и постепенно
добавляют в подогретую до (40±2)°С дистиллированную воду объемом
один литр при тщательном перемешивании. Раствор сульфата натрия
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]