Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование состава цементного бетона для автомобильных дорог общего пользования. Учебное пособие
.pdf
91
Проведение испытаний
Из единичной пробы с наибольшим номинальным размером зерен
16 мм готовят мерную пробу щебня из гравия массой 1000 г.
Подготовка к испытаниям:
– мерную пробу щебня из гравия высушивают до постоянной массы;
– приготавливают 3 %-й раствор гидроксида натрия;
– готовят эталонный раствор (см. п. 2.1.9).
Часть подготовленной мерной пробы щебня засыпают в мерный ци-
линдр до уровня 130 мм и заливают приготовленным 3 %-м раствором
гидроксида натрия до уровня 200 мл.
Содержимое цилиндра перемешивают и выдерживают при комнатной температуре. Через 4 ч содержимое цилиндра повторно перемешивают и продолжают выдерживание. Общее время выдерживания от
начала испытаний 24 ч.
По истечении 24 ч окраску жидкости над пробой щебня из гравия
сравнивают с цветом эталонного раствора.
Щебень из гравия пригоден для использования в бетонах оснований
и покрытий автомобильных дорог, если жидкость над пробой бесцветна
или окрашена значительно светлее эталонного раствора.
При окраске жидкости незначительно светлее эталонного раствора содержимое цилиндра подогревают в течение 2–3 ч на водяной бане при температуре 60–70 °С. После этого цвет жидкости над пробой сравнивают
с цветом эталонного раствора. При окраске жидкости одинаковой или более
темной, чем цвет эталонного раствора, проводят испытания заполнителя в
бетонах в специализированных лабораториях по испытаниям бетона.
2.2.14. Определение содержания зерен слабых пород
Слабые зерна – зерна, легко разламываемые пальцами рук или раз-
рушаемые легким ударом молотка.
Содержание зерен слабых пород в щебне определяют
по ГОСТ 33054.
Сущность метода заключается в выделении визуальным и инструментальным способом зерен слабых пород.
Аппаратура:
– весы по ГОСТ OIML R 76-1;
92
– сита с размерами ячеек 4; 5.6; 8; 11.2; 16; 22.4; 31.5; 45; 63 мм;
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) оС;
– лупа минералогическая по ГОСТ 25706;
– молоток столярный типа МСТ-3 по ГОСТ 11042-90;
– противни металлические.
Проведение испытаний
Единичную пробу щебня рассеивают через сита с наибольшим
и наименьшим размером ячеек, соответствующим наибольшим
и наименьшим размерам зерен определенной фракции. Каждую фракцию испытывают отдельно.
Готовят две мерные пробы (для двух параллельных испытаний).
Масса каждой мерной пробы должна соответствовать значениям, приведенным в табл. 2.31.
Мерную пробу высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы.
Зерна щебня распределяют на жесткой горизонтальной поверхности
в один слой. Каждое зерно поочередно подвергают удару молотком
МСТ-3. Удар наносят с высоты (4±1) мм под действием силы тяжести
веса молотка. Расколотые зерна классифицируют как слабые. К слабым
также относят зерна, легко разламываемые пальцами рук.
Отобранные слабые зерна взвешивают. Результаты испытаний заносят в табл. 2.40.
Таблица 2.40
Результаты определения содержания слабых зерен в щебне
Показатели
Результаты испытаний
1
2
Масса щебня до испытания m, г
Масса зерен слабых пород m1,г
Содержание зерен слабых пород в щебне данной
фракции Сп, %
Среднее значение содержания зерен слабых пород
в щебне
п
С
, %
93
Обработка результатов испытаний
Содержание зерен слабых пород в щебне вычисляют как Сп, %
по массе, с точностью до первого знака после запятой по формуле
100
1
m
m
С
п
, (2.27)
где m – масса щебня до испытания, г;
m1 – масса зерен слабых пород, г.
За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных испытаний, расхождение результатов которых не должно
превышать 1,0 %. В противном случае испытание необходимо повторить.
Содержание зерен слабых пород в широкой фракции, а также в
смеси фракций щебня Спх, % по массе, рассчитывают как средневзвешенное значение содержания зерен слабых пород в отдельных фракциях.
Вычисления выполняют по формуле, аналогичной (2.18), в которую подставляют значения:
i
xxx ,...,
21
– содержание зерен слабых пород в отдельной
фракции щебня, %;
i
aaa ,...,
21
– содержание данной фракции в смеси, %.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой.
ГОСТ 32703 устанавливает требования к щебню по содержанию зерен слабых пород в зависимости от его марки по дробимости:
– в щебне марок по дробимости М1400; М1200 и М1000 содержание
зерен слабых пород не должно превышать 5 %;
– в щебне марок по дробимости М800; М600; М400 содержание зерен слабых пород не должно превышать 10 %.
ГОСТ Р 59300 содержит дополнительное требование к содержанию
зерен слабых пород в щебне для бетона покрытий автомобильных дорог:
оно не должно превышать 5 % массы.
2.2.15. Определение сопротивления щебня истиранию
по показателю микро-Деваль
Истираемость – способность щебня изменяться в объеме с потерей
части массы под действием истирающих усилий.
Испытания проводят по методике ГОСТ 33024. Ее сущность заклю-
чается в определении потери массы пробы щебня, возникающей вследствие трения зерен материала, стальных шаров и воды.
94
Аппаратура:
– сита с ячейками размерами 1,6; 8; 10; 11,2 (или 12,5) и 14 мм
для стандартных фракций и сита с ячейками размерами 4; 5; 6,3; 16 мм
для альтернативных узких фракций щебня;
– противни металлические;
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С;
– цилиндр мерный вместимостью 1000 мл по ГОСТ 1770;
– весы по ГОСТ OIML R 76-1;
– емкость объемом не менее 6 л;
– испытательная установка микро-Деваль, оснащенная полыми испытательными барабанами (от одного до четырех), изготовленными из
нержавеющей стали, обеспечивающая скорость их вращения вокруг горизонтальных осей (100±5) мин-1. Толщина стенки барабанов должна
быть не менее 3 мм, внутренний диаметр (200±1) мм, длина (154±1) мм.
Барабаны должны быть оснащены плоскими крышками толщиной не менее 8 мм с уплотнителями, обеспечивающими водонепроницаемость
и пыленепроницаемость;
– комплект стальных шаров диаметром (10,0±0,5) мм.
Проведение испытаний
Рекомендуемая фракция щебня для проведения испытаний должна
состоять из зерен крупностью от 10 до 14 мм. При необходимости можно
использовать альтернативные узкие фракции щебня. Требования к ним
приведены в табл. 2.41.
Таблица 2.41
Требования к проведению испытаний при использовании
альтернативных узких фракций
Альтернативная
узкая фракция, мм
Размер
среднего сита, мм
Остаток
на среднем сите, %
Общая масса
стальных шаров, г
Свыше 4,0 до 6,3
5
От 60 до 70
2000±5
Свыше 6,3 до 10,0
8
4000±5
Свыше 8,0 до 11,2
10
От 30 до 40
4400±5
Свыше 11,2 до 16,0
14
5400±5
95
Масса единичной пробы щебня должна быть не менее 3000 г.
Ее промывают под струей воды, высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы и просеивают через сита с ячейками размером 10; 11,2
(или 12,5) и 14 мм.
Из просеянной единичной пробы готовят две мерные пробы массой
по (500±5) г. В мерной пробе должно содержаться от 30 % до 40 % зерен
крупнее 12,5 мм или от 60 % до 70 % зерен крупнее 11,2 мм.
Мерную пробу вместе со стальными шарами загружают в барабан
испытательной установки. Общая масса мерной пробы со стальными шарами должна составлять (5000±5) г.
С помощью мерного цилиндра в барабан наливают (2,50±0,05) л
воды. Барабан закрывают крышкой, устанавливают в испытательную
установку, включают вращение барабана.
После совершения (12000±10) оборотов останавливают испытательную установку микро-Деваль, открывают крышку и, не допуская потери
щебня, переносят содержимое барабана в емкость. Барабан очищают,
извлекают все мелкие частицы и переносят их в ту же емкость.
Из емкости со щебнем убирают стальные шары.
Щебень промывают через сита с ячейками размерами 1,6 и 8 мм.
При этом удаляются частицы размером менее 1,6 мм.
Остатки на ситах объединяют, высушивают в сушильном шкафу
до постоянной массы и взвешивают.
Результаты испытаний заносят в табл. 2.42.
Таблица 2.42
Результаты определения истираемости щебня
по показателю микро-Деваль
Показатели
Результаты испытаний
1
2
Масса мерной пробы щебня до испытания m, г
Масса объединенных остатков на ситах
с ячейками размерами 1,6 и 8 мм, высушенных
до постоянной массы m1,г
Истираемость щебня по показателю
микро-Деваль МД, %
Среднее значение истираемости щебня
по показателю микро-Деваль
ДМ
, %
96
Обработка результатов испытаний
Истираемость щебня по показателю микро-Деваль МД, %, рассчитывают с точностью до первого знака после запятой по формуле
100
1
m
mm
МД
, (2.28)
где m – масса мерной пробы щебня до испытания, г;
m1 – масса объединенных остатков на ситах с ячейками размерами
1,6 и 8 мм, высушенных до постоянной массы, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, расхождение между которыми не
должно превышать 1 %. В противном случае испытание необходимо повторить.
ГОСТ 32703 подразделяет щебень по сопротивлению истираемости
по показателю микро-Деваль на марки (табл. 2.43).
Таблица 2.43
Марки щебня по сопротивлению истираемости
по показателю микро-Деваль
Марка по сопротивлению истираемости
по показателю микро-Деваль
Потеря массы при
испытании, %
МД1
До 10 включительно
МД2
Св. 10 до 15 вкл.
МД3
Св. 15 до 20 вкл.
МД4
Св. 20 до 25 вкл.
МД5
Св. 25 до. 35 вкл.
МД6
Свыше 35
2.2.16. Определение морозостойкости
Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой
состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание
и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного
снижения прочности.
Морозостойкость щебня испытывают по ГОСТ 33109 одним из методов:
– основным, предусматривающим замораживание и оттаивание
пробы щебня (с последовательным чередованием циклов замораживания
щебня в насыщенном водой состоянии и оттаивания в воде);
– ускоренным, предусматривающим чередование циклов насыщения
щебня в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания.
97
ГОСТ 32703 установлены следующие марки щебня по морозостойкости: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400. Их характеризуют
числом циклов замораживания и оттаивания или насыщения в растворе
сернокислого натрия и высушивания, при котором потеря массы щебня
не превышает установленных значений (табл. 2.44).
Таблица 2.44
Марки по морозостойкости щебня
Показатели
Марка по морозостойкости щебня
F15
F25
F50
F100
F150
F200
F300
F400
Метод замораживания-оттаивания
– число циклов
15
25
50
100
150
200
300
400
– потеря массы после
испытания, %, не более
10
10 5 5 5 5 5 5
Метод насыщения в растворе сернокислого натрия - высушивания
– число циклов
3 5 10
10
15
15
15
15
– потеря массы после
испытания, %, не более
10
10
10 5 5 3 2
1
2.2.16.1. Определение морозостойкости щебня
методом замораживания и оттаивания
При использовании данного метода морозостойкость щебня оценивают по потере массы пробы при ее замораживании и оттаивании.
Аппаратура:
– камера морозильная, обеспечивающая достижение и поддержание
температуры в диапазоне до минус (20±2) °С;
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С;
– весы по ГОСТ OIML R 76-1;
– сита с ячейками размером 4; 5,6; 8; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 45; 63 мм;
– две емкости объемом (4±1) л;
– вода по ГОСТ 2874;
– таймер с точностью измерений не более 1 мин.
98
Проведение испытаний
Единичную пробу щебня рассеивают через сита с наибольшим и
наименьшим размером ячеек, соответствующим наибольшим и наименьшим размерам зерен определенной фракции. Морозостойкость определяют для щебня каждой стандартной фракции.
Щебень с зернами крупнее 63 мм дробят и испытывают фракции
размером св. 31,5 до 45 мм или св. 45 до 63 мм.
Подготовленный щебень каждой фракции промывают и высушивают до постоянной массы. Отбирают две мерные пробы (для проведения двух параллельных испытаний), масса каждой из которых должна
соответствовать значениям, приведенным в табл. 2.45.
Таблица 2.45
Масса мерной пробы щебня
Наибольший размер зерен, мм
8,0
16,0
31,5
63,0
Масса мерной пробы, г
1000±50
1500±100
2500±100
5000±100
Мерную пробу щебня каждой фракции взвешивают и высыпают в
емкости, заливают водой с температурой (20±5) °С и выдерживают в течение (48,0±0,5) ч.
По истечение отведенного времени воду сливают. Емкости с мерной
пробой помещают в морозильную камеру, в которой поддерживается
температура минус (18±2) °С. Продолжительность замораживания в морозильной камере должна составлять (240±10) мин.
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.
После этого циклы попеременного замораживания и оттаивания повторяют. В перерывах между циклами мерную пробу щебня оставляют
на воздухе.
После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов попеременного
замораживания и оттаивания мерную пробу щебня высушивают до постоянной массы, просеивают через контрольное сито с размером ячеек,
равным d.
Остаток щебня на сите с размером ячеек d взвешивают.
99
Обработка результатов испытаний
Потерю массы мерной пробы щебня Δm, %, рассчитывают с точностью до первого знака после запятой по формуле
100
1
m
mm
m
,
где m – масса мерной пробы до испытания, г;
m1 – масса остатка на сите с размером ячеек d после определенного
цикла испытания, г.
Если потеря в массе при данном цикле замораживания и оттаивания
не превышает допускаемую (табл. 2.44), испытания продолжают в течение последующих 25 циклов. Если потеря в массе превысила допустимый предел, испытание прекращают, и морозостойкость данной фракции щебня характеризуют предыдущим числом циклов замораживания
и оттаивания, при котором потеря массы не превышает допускаемую.
Зерна щебня 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.
За результат принимается среднее арифметическое значение двух
параллельных испытаний. Расхождение результатов двух параллельных
испытаний не должно превышать 1 %. В противном случае испытание
необходимо повторить.
Морозостойкость щебня в широкой фракции, а также смеси фракций
оценивают по средневзвешенному значению потери массы. Вычисления
выполняют по формуле, аналогичной (2.18), в которую подставляют значения:
i
xxx ,...,
21
– потеря массы щебня в отдельной фракции, %;
i
aaa ,...,
21
–
содержание данной фракции, %.
2.2.16.2. Определение морозостойкости ускоренным методом
При использовании данного метода морозостойкость щебня оценивают по потере массы пробы при погружении в насыщенный раствор
сульфата натрия и последующем высушивании.
Аппаратура, вспомогательные материалы, реактивы:
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С;
– весы по ГОСТ OIML R 76-1;
100
– сита с размером ячеек 4; 8; 16; 31,5; 45; 63 мм;
– противни металлические;
– таймер с точностью измерений не более 1 мин;
– металлический сосуд для насыщения щебня раствором сульфата
натрия;
– дистиллированная вода по ГОСТ 6709;
– натрий сернокислый по ГОСТ 4166 или натрий сульфат 10-водный
по ГОСТ 4171.
Проведение испытаний
Мерную пробу щебня готовят аналогично п. 2.2.16.1.
Для проведения испытаний раствор готовят в необходимом количестве с соблюдением следующего порядка:
– отмеряют 1 л дистиллированной воды, подогревают ее до (40±2) °С;
– отвешивают (185±2) г безводного сернокислого натрия или
(420±3) г кристаллического сернокислого натрия;
– порошкообразный сульфат натрия, тщательно перемешивая, добавляют в подогретую дистиллированную воду;
– готовый раствор сульфата натрия охлаждают до температуры в лабораторном помещении, сливают в емкость и хранят не менее двух суток
(использование его более 28 сут не допускается).
Мерную пробу щебня испытываемой фракции высыпают на противни в один слой и заливают раствором сульфата натрия таким образом,
чтобы все зерна были покрыты раствором.
Щебень насыщают раствором сульфата натрия в течение (20,0±0,5) ч
при комнатной температуре.
По истечении этого времени сульфат натрия сливают, а противни
с мерной пробой щебня помещают на (4,5±0,5) ч в сушильный шкаф,
в котором поддерживается температура (110±5) °С.
Затем щебень охлаждают до комнатной температуры и вновь заливают раствором сульфата натрия в соответствии с описанным выше.
Последующие циклы испытания включают в себя выдерживание
щебня в течение (4,5±0,5) ч в растворе сульфата натрия, высушивание в
течение (4,5±0,5) ч в сушильном шкафу при температуре (110±5) °С,
охлаждение до комнатной температуры.
В перерывах между циклами мерную пробу щебня оставляют на воздухе.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]