9.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы

Основные предпосылки

Для определения марки щебня по прочности исходной горной породы используется метод испытания, основанный на связи прочности щебня с его дробимостью при сдавливании в цилиндре: чем больше прочность горной породы, тем меньше дробимость щебня, полученного из нее. В качестве показателя дробимости принята потеря массы щебня в процентах, полученная после отсева отколовшихся частиц. Значения потерь массы, соответствующие маркам щебня по прочности, установлены экспериментально и приведены в табл. 4.5 и 4.6.

Основная аппаратура

Пресс, стальные цилиндры со съемным дном: большой с d=150 мм и малый сd=75 мм; два контрольных стандартных сита с отверстиями диаметром 5, 2,5 и 1,25 мм; весы торговые настольные или циферблатные.

Проведение испытания

По стандартной методике испытанию подвергают отдельно каждую фракцию щебня, предварительно просеянную через сита с размерами отверстий, равными наибольшей Dи наименьшейdкрупности фракции. При этом фракции 5-10 и 10-20 мм испытывают в малом цилиндреd=75 мм, а фракцию 20-40 мм – в большом цилиндреd=150 мм. Более крупные фракции 40-70 и 70-150 мм перед испытанием подвергают дополнительному дроблению и рассеву, после чего испытывают как фракции 10-20 и 20-40 мм. При одинаковом петрографическом составе прочность щебня фракций 40-70 и 70-150 мм характеризуют по дробимости фракции 20-40 мм.

Прочность щебня может быть определена как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии. В первом случае пробу высушивают до постоянной массы, во втором щебень насыщают водой в течение 2 ч. Перед засыпкой в цилиндр с поверхности зерен удаляют лишнюю влагу, обтирая их мягкой влажной тканью. Для испытания в малом цилиндре должна быть подготовлена проба щебня массой не менее 0,5 кг, а для испытания в большом цилиндре – не менее 4 кг.

Последовательность определения прочности щебня представлена на рис. 4.7.

Испытываемый щебень каждой пробы 1засыпают в стальной цилиндр2с высоты 5 см от его верхнего края. После засыпки и разравнивания уровень поверхности материала должен находиться примерно на 15 мм ниже края цилиндра. Для передачи давления от пресса на щебень в цилиндр вставляют плунжер3так, чтобы после установки верх его плиты располагался на уровне верхнего края цилиндра. В противном случае следует удалить несколько зерен щебня из цилиндра или добавить их в него. Цилиндр берут за съемное дно и помещают на нижнюю плиту пресса, строго центрируя.

Рис. 4.7. Последовательность определения прочности щебня:

а– дробление навески щебняmпутем сжатия в цилиндре;б– отсеивание отколовшихся частиц щебня через сито с отверстиямии определение массы остатка на немm₁;1– проба испытываемого щебня;2– стальной цилиндр;3– плунжер;4- контрольное сито;5– остаток щебня на контрольном сите;6– остаток отколовшихся частиц щебня в поддоне

При испытании щебень нагружают постепенно со скоростью 1-2 кН/с, нагрузку доводят до величины 50 кН, если сдавливание осуществляют в малом цилиндре, и до величины 200 кН, если в большом. По достижении требуемой нагрузки сжатие прекращают, щебень высыпают из цилиндра на чашку весов и взвешивают определяя массу mиспытанной пробы.

Затем для определения показателя дробимости (потери массы) пробу щебня просеивают через контрольное сито 4, диаметр отверстий которого должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 4.10.

Таблица 4.10