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
71
Таблица 2.21
Результаты определения истинной плотности
Наименование показателей
Результаты определений
1
2
Масса мерной пробы m, г
Масса остатка измельченного материала m1, г
Уровень воды в приборе в начале эксперимента, см3
Уровень воды в приборе в конце эксперимента, см3
Объем воды, вытесненной измельченным материалом V, см3
Истинная плотность
𝜌щ, г/см3
Среднее значение истинной плотности
щ
, г/см3
Среднее значение истинной плотности
щ
, кг/м3
Обработка результатов испытаний
Истинную плотность щебня 𝜌щ, г/см3, вычисляют с точностью до
второго десятичного знака по формуле, аналогичной (2.11). Результаты
расчетов заносят в табл. 2.21.
Если расхождение между результатами двух параллельных испытаний не превышает 0,02 г/см3, среднее значение истинной плотности рассчитывают как среднее арифметическое значение. В противном случае
испытание повторяют и истинную плотность вычисляют как среднее
арифметическое двух ближайших значений.
Истинную плотность щебня смеси фракций рассчитывают с точностью до второго знака после запятой по формуле (2.18).
2.2.6. Определение насыпной плотности и пустотности щебня
Насыпную плотность щебня определяют взвешиванием опреде-
ленного объема материала, высушенного до постоянной массы. Ее выражают отношением массы свободно насыпанного щебня с учетом пор
и межзерновых пустот к занимаемому им объему.
Испытания проводят по методике ГОСТ 33047.
Аппаратура:
− сита с ячейками размером 4; 5,6; 16; 22,4; 31,5; 63 мм;
− поддон и крышка для сит;
72
− цилиндрические мерные сосуды, отношение внутреннего диа-
метра которых к внутренней глубине составляет от 0,5 до 0,8;
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С;
− совок металлический или пластмассовый;
− линейки металлические по ГОСТ 427;
− весы по ГОСТ OIML R-76.
Проведение испытаний
Для проведения испытаний в зависимости от наибольшего размера
зерен щебня выбирают минимальный объем мерного сосуда (табл. 2.22).
Таблица 2.22
Объем мерных цилиндров
Наибольший размер зерен щебня, мм
16,0
31,5
63,0
90,0
Минимальный объем мерного сосуда, л
5
10
20
50
Каждую фракцию щебня испытывают отдельно. Количество мерных
проб – не менее трех (для параллельных испытаний). Масса каждой из них
должна быть в 1,5 раза больше массы, необходимой для заполнения сосуда.
Испытания выполняют по методике, описанной в п. 2.1.8. Для проведения параллельных испытаний каждый раз берут новую порцию материала.
Результаты испытаний записывают в табл. 2.23.
Таблица 2.23
Результаты определения насыпной плотности
Наименование показателей
Результаты определений
1 2 3
Масса мерного сосуда m, кг
Масса мерного сосуда со щебнем m1, кг
Объем мерного сосуда V, л
Насыпная плотность
𝜌нщ, кг/л
Среднее значение насыпной плотности
нщ
, кг/л
Среднее значение насыпной плотности
нщ
, кг/м3
73
Обработка результатов испытаний
Насыпную плотность 𝜌нщ, кг/л, с точностью до второго знака после
запятой вычисляют по формуле
V
mm
нщ
1
, (2.19)
где m – масса мерного сосуда, кг;
m1 – масса мерного сосуда со щебнем, кг;
V – объем мерного сосуда, л.
За насыпную плотность принимают среднее арифметическое значение результатов трех параллельных испытаний, округленное до второго
десятичного знака.
Если наибольшее расхождение результатов проведенных трех испытаний превышает 0,1 кг/л, испытание следует повторить.
Значение насыпной плотности щебня используют при расчете состава бетона.
Пустотность – отношение суммарного объема межзерновых пустот в щебне к занимаемому им объему.
Пустотность (объем межзерновых пустот) щебня
щ
V
, %, вычисляют
по формуле
1001
зщ
нщ
щ
V
, (2.20)
где
нщ
– насыпная плотность щебня, кг/м3;
зщ
– средняя плотность зерен щебня, кг/м3.
Значение пустотности щебня используют при расчете состава бетона.
2.2.7. Определение дробимости щебня
Дробимость щебня является косвенной характеристикой прочности
исходной горной породы. Дробимость определяют по степени разрушения зерен при сжатии (раздавливании) пробы щебня в стальном цилиндре.
Испытания проводят по методике ГОСТ 33030.
Аппаратура:
− пресс гидравлический с максимальным усилием не менее 200 кН;
− цилиндры стальные с внутренним диаметром D (75±1) и (150±2) мм
и высотой H (75±1) и (150±2) мм, оснащенные съемным дном и плунжером (рис. 2.2);
74
− весы по ГОСТ OIML R 76-1;
− сита с ячейками размерами 1; 2; 4; 5,6; 8; 11,2; 16; 22,4; 31,5 мм;
– сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С;
– противни металлические;
– емкость для насыщения щебня водой.
Рис. 2.2. Стальной цилиндр
со съемным дном и плунжером
для определения дробимости щебня:
1 – съемное дно; 2 – стальной цилиндр;
3 – зерна щебня; 4 – плунжер
Проведение испытаний
Единичную пробу щебня высушивают до постоянной массы и просеивают через сита с наибольшим и наименьшим размером ячеек, соответствующим наибольшим и наименьшим размерам зерен определенной
фракции. Каждую фракцию щебня испытывают отдельно.
Щебень с зернами крупнее 31,5 мм предварительно дробят и испытывают фракции свыше 16 до 22,4 мм или свыше 22,4 до 31,5 мм.
От каждой фракции из остатков на сите с ячейками размером, соответствующим наименьшим размерам зерен d, отбирают две мерные
пробы (для двух параллельных испытаний). Масса каждой из них должна
быть не менее 4000 г.
Дробимость щебня из магматических и метаморфических горных
пород, щебня из гравия и валунов определяют в сухом состоянии, щебня
из осадочных горных пород − в водонасыщенном состоянии.
Испытания щебня в сухом состоянии проводят в следующей последовательности:
− Стальной цилиндр с внутренним диаметром D=150 мм устанавли-
вают на съемное дно.
− Подготовленную мерную пробу щебня засыпают в цилиндр с вы-
соты (55±10) мм и разравнивают.
75
− На щебень устанавливают плунжер. При этом поверхность плиты
плунжера должна находиться на уровне верхнего края цилиндра.
Если верх плиты плунжера не совпадает с краем цилиндра, добиваются
их совпадения за счет добавления или удаления щебня.
− Цилиндр с установленным на щебень плунжером помещают на
нижнюю плиту пресса.
− Включают пресс. Через плунжер доводят нагрузку на щебень до
200 кН, а затем снижают до нуля. Скорость нагружения при сжатии
должна составлять (1,5±0,5) кН/с.
− Цилиндр со щебнем снимают с плиты пресса. Раздробленный материал высыпают из цилиндра, взвешивают и просеивают через контрольное сито, размер ячеек которого принимают по табл. 2.24 в зависимости от максимального размера зерен испытываемого материала.
− Остаток щебня на контрольном сите после просеивания взвешивают.
Таблица 2.24
Размер отверстий в контрольных ситах
для рассева раздробленной пробы щебня
Наибольший размер зерен щебня, мм
8
16
31,5
Размер ячеек контрольного сита, мм
1 2 4
При определении дробимости щебня с наибольшим номинальным
размером зерен не более 8 мм допускается применять цилиндр высотой
H и внутренним диаметром D, равными (75±1) мм. При этом определении дробимости следует учитывать ряд особенностей:
− масса мерных проб должна быть не менее 500 г;
− усилие пресса доводят до 50 кН.
Испытания щебня в насыщенном водой состоянии выполняют
в этой же последовательности с учетом следующих дополнений:
− щебень предварительно выдерживают в воде не менее 120 мин.
При этом высота уровня воды над слоем щебня должна быть не менее 20 мм.
После насыщения водой следует удалить влагу с поверхности зерен мягкой влажной тканью;
− раздробленный щебень промывают водой на контрольном сите,
затем мягкой влажной тканью удаляют влагу с поверхности зерен.
Результаты испытаний представляют в табл. 2.25.
76
Таблица 2.25
Результаты определения дробимости щебня фракции____________ мм
Показатели
Результаты испытаний
1
2
Масса мерной пробы m, г
Масса остатка на контрольном сите m1,г
Дробимость щебня Др, %
Среднее значение дробимости щебня
рД
, %
Обработка результатов испытаний
Дробимость щебня отдельной фракции Др, %, определяют с точно-
стью до 0,1 % по формуле
100
1
m
mm
Др
, (2.21)
где m − масса мерной пробы щебня, г;
m1 − масса остатка на контрольном сите после просеивания раздроб-
ленной пробы щебня, г.
За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных испытаний. Расхождение результатов двух параллельных
испытаний не должно превышать 2 %. В противном случае испытание
необходимо повторить.
Дробимость щебня в широкой фракции или в смеси фракций Дрх, %,
рассчитывают как средневзвешенное значение содержания таких зерен в
отдельных фракциях. Вычисления выполняют по формуле, аналогичной
(2.18), в которую подставляют значения
i
xxx ,...,
21
– дробимость щебня от-
дельной фракции, %;
i
aaa ,...,
21
– содержание данной фракции в смеси, %,
рассчитанное по формуле, аналогичной (2.3).
Результат испытания рассчитывают с точностью до целого числа.
Щебень в зависимости от потери массы при определении дробимости подразделяют на марки. Марки по дробимости, установленные
ГОСТ 32703, приведены в табл. 2.26.
Для бетона покрытий и оснований автомобильных дорог следует использовать щебень, марки по дробимости которого соответствуют требованиям ГОСТ Р 59300 (табл. 2.27).
77
Таблица 2.26
Марки по дробимости щебня
Марка
по
дробимости
Потеря массы, %, при испытании щебня
из магматических и метаморфических
горных пород, щебня из гравия
и валунов (в сухом состоянии)
из осадочных горных пород
(в насыщенном водой состоянии)
1400
До 9 вкл.
До 10 вкл.
1200
Св. 9 до 11 вкл.
Св. 10 до 12 вкл.
1000
Св. 11 до 13 вкл.
Св. 12 до 15 вкл.
800
Св. 13 до 15 вкл.
Св. 15 до 18 вкл.
600
Св. 15 до 20 вкл.
Св. 18 до 22 вкл.
400
Св. 20 до 25 вкл.
Св. 22 до 28 вкл.
Таблица 2.27
Требования к щебню по дробимости
и сопротивлению дроблению и износу
Конструктивный
слой
Вид заполнителя
Марка (не ниже)
по
дробимости
по сопротивлению
дроблению
и износу
Покрытие
Щебень из магматических или
метаморфических горных пород
1200
И3
Щебень из гравия
1000
Щебень из осадочных горных пород
800
И4
Основание
Щебень из магматических или
метаморфических горных пород
800
Щебень из метаморфических горных
пород и щебень из гравия
600
Щебень из осадочных горных пород
400
2.2.8. Определение сопротивления дроблению и износу
Сопротивление дроблению и износу – способность щебня сопро-
тивляться воздействию ударных нагрузок и истирающих усилий.
Сопротивление дроблению и износу характеризуют потерей массы пробы
щебня вследствие воздействия ударных нагрузок и истирающих усилий.
Испытания выполняют по методике ГОСТ 33049.
Аппаратура:
– сита с ячейками размером 1,6; 8; 10; 11,2 (или 12,5) и 14 мм и дополнительные сита с ячейками размером 4; 5; 6,3; 16 мм;
78
– весы по ГОСТ OIML R 76-1;
− сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и под-
держание температуры в интервале (110±5) °С;
– противни металлические;
– металлический поддон размером не менее 650×580×70 мм;
– установка «Лос-Анджелес» или барабан полочный с отверстием и
съемной крышкой с уплотнителем (рис. 2.3), имеющий следующие внутренние размеры: длина (497±16) мм, диаметр (708±8) мм. На внутренней
поверхности барабана по образующей расположена захватная планка на
всю длину барабана шириной (94±6) мм. Частота вращения барабана при
испытаниях должна быть от 30 до 33 об/мин;
– 12 стальных шаров диаметром 45–49 мм, массой 400–445 г. Общая
масса шаров от 4800 до 5340 г. Диаметр одного шара от 45 до 49 мм,
масса от 400 до 445 г.
Рис. 2.3. Полочный барабан:
1 – станина; 2 – двигатель; 3 – барабан; 4 – полка барабана
Проведение испытаний
Рекомендуемая фракция для проведения испытаний должна состоять из зерен крупностью от 10 до 14 мм.
При невозможности получить фракцию с зернами такого размера
могут быть использованы альтернативные узкие фракции щебня. Требования к их гранулометрическому составу и испытательному оборудованию приведены в табл. 2.28.
79
Таблица 2.28
Альтернативные узкие фракции для определения сопротивления
дроблению и износу щебня
Альтернативная
узкая фракция,
мм
Размер
среднего
сита, мм
Остаток
на среднем
сите, %
Число
стальных
шаров, шт.
Общая масса
партии стальных
шаров, г
От 4,0 до 6,3
5,0
От 60 до 70
7
От 2930 до 3100
От 4,0 до 8,0
6,3
От 30 до 40
8
От 3410 до 3540
От 6,3 до 10,0
8,0
От 60 до 70
9
От 3840 до 3980
От 8,0 до 11,2
10,0
От 30 до 40
10
От 4250 до 4420
От 11,2 до 16,0
14,0
От 30 до 40
12
От 5120 до 5300
Масса единичной пробы щебня фракции от 10 до 14 мм должна быть
не менее 15 кг.
Единичную пробу щебня подготавливают к испытанию: промывают
под струей воды и высушивают в сушильном шкафу до постоянной
массы. Высушенную единичную пробу просеивают через сита с размером ячеек 10; 11,2 (или 12,5) и 14 мм. Из просеянной единичной пробы
готовят две мерные пробы (для двух параллельных испытаний) массой
по (5000±10) г. В составе каждой мерной пробы должно быть 30–40 %
зерен крупнее 12,5 мм или 60–70 % зерен крупнее 11,2 мм.
В чистый полочный барабан загружают 11 стальных шаров общей
массой от 4690 до 4860 г и мерную пробу щебня. Закрывают крышку полочного барабана.
Запускают полочный барабан. После совершения 500 оборотов его
останавливают. Открывают крышку. Не допуская потери материала, содержимое барабана высыпают в металлический поддон, расположенный
под полочным барабаном. Затем полочный барабан очищают, извлекая
все мелкие частицы в тот же металлический поддон. Из щебня вынимают
стальные шары.
Щебень выгружают и промывают через сита с размером ячеек 1,6
и 8 мм. При этом удаляются частицы размером менее 1,6 мм.
Остатки на ситах 1,6 и 8 мм объединяют, высушивают в сушильном
шкафу при температуре (110±5) °С до постоянной массы и взвешивают.
Результаты испытаний представляют в табл. 2.29.
80
Таблица 2.29
Результаты определения сопротивления щебня дроблению и износу
(фракция ________________ мм)
Показатели
Результаты испытаний
1
2
Масса мерной пробы щебня m, г
Объединенная масса остатков на ситах
с ячейками размерами 1,6 и 8 мм, m1, г
Сопротивление дроблению и износу И, %
Среднее значение сопротивления дроблению и износу И, %
Обработка результатов испытаний
Показатель сопротивления дроблению и износу щебня И, %, рассчитывают с точностью до первого знака после запятой по формуле
100
1
m
mm
Др
, (2.22)
где m − масса мерной пробы щебня до испытания, г;
m1 − объединенная масса остатков на ситах с отверстиями 1,6 и 8 мм, г.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений. Расхождение результатов параллельных испытаний не должно превышать 2 %, в противном случае испытание необходимо повторить.
Значение показателя сопротивления дроблению и износу щебня
в широкой фракции или в смеси фракций Их, %, рассчитывают как средневзвешенное значение содержания таких зерен в отдельных фракциях.
Вычисления выполняют по формуле, аналогичной (2.18), в которую под-
ставляют значения
i
xxx ,...,
21
– потеря массы при испытании каждой от-
дельной фракции, %;
i
aaa ,...,
21
– содержание данной фракции в смеси, %.
В зависимости от величины показателя сопротивления дроблению
и износу ГОСТ 32703 подразделяет щебень на марки (табл. 2.30).
Сравнивая значение фактической потери массы с требованиями
ГОСТ 32703, устанавливают марку щебня по показателю сопротивления
дроблению и износу.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]