Плотность и пустотность щебня после штыкования
Обновлено: 12.05.2024
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дороги автомобильные общего пользования
МАТЕРИАЛЫ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ. СИСТЕМА ОБЪЕМНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Метод определения плотности и пустотности щебня после штыкования
Automobile roads of general use. Mineral materials for preparing asphalt mixtures. Volumetric-functional design system. Method for determination of bulk density and emptiness of coarse aggregate after compaction
Дата введения 2019-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса" (АНО "НИИ ТСК")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ДЕЙСТВУЕТ ВЗАМЕН ПНСТ 124-2016
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на щебень, применяемый для приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, запроектированных по системе объемно-функционального проектирования.
Настоящий стандарт устанавливает метод определения плотности и пустотности щебня после штыкования.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия
ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия
ГОСТ 12.4.252 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 58402.1 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Система объемно-функционального проектирования. Методы определения плотности и абсорбции песка
ГОСТ Р 58402.6 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные для приготовления асфальтобетонных смесей. Система объемно-функционального проектирования. Метод определения плотности и абсорбции щебня
ГОСТ Р 58407.2 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы минеральные. Методы отбора проб щебня
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения национального стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 58402.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
щебень: Неорганический сыпучий каменный материал в виде зерен крупностью более 4,0 мм.
лабораторная проба: Проба материала, полученная методом сокращения из объединенной пробы и предназначенная для всех лабораторных испытаний.
3.3 пустотность: Содержание воздушных пустот между зернами щебня в единице объема.
4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам и реактивам
При выполнении испытаний применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
4.1 Шкаф сушильный для высушивания материала, обеспечивающий поддержание температуры в интервале (110±5)°С.
4.2 Весы, обеспечивающие измерение массы пробы с относительной погрешностью 0,1% от определяемой величины.
4.3 Штыковка - стальной стержень поперечного сечения диаметром (16±1) мм и длиной (600±10) мм с закругленным основанием диаметром (16±1) мм.
4.4 Цилиндры металлические мерные известного объема. Высота мерного цилиндра должна составлять не менее 80% и не более 150% его диаметра. Внутренние поверхности мерного цилиндра должны быть ровными и гладкими. Объем мерного цилиндра в зависимости от наибольшего размера зерен щебня во фракции должен соответствовать требованиям таблицы 1.
Таблица 1 - Объем мерного цилиндра
Наибольший размер зерен щебня, мм
Объем мерного цилиндра, см
Примечание - Фактический объем мерного цилиндра должен составлять не менее 95% указанного номинального объема.
Толщина стенок и дна мерного цилиндра должна соответствовать требованиям таблицы 2.
Таблица 2 - Требования к мерным цилиндрам
Вместимость мерных цилиндров, см
Толщина, не менее, мм
4.5 Совок металлический для наполнения мерного цилиндра щебнем.
4.6 Рейка с ровными краями для разравнивания материала длиной не менее чем 1,5 диаметра мерного цилиндра.
4.7 Допускается применять иные средства измерения, вспомогательные устройства и материалы с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.
5 Метод измерений
Сущность метода заключается в определении плотности и пустотности щебня после уплотнения его штыкованием.
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
6.1 При работе с минеральным материалом используют специальную защитную одежду по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки по ГОСТ 12.4.252.
6.2 При проведении испытаний соблюдают правила по электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.
7 Требования к условиям испытаний
При выполнении испытаний соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытывают образцы:
- относительная влажность не более 80%.
8 Подготовка к проведению испытаний
8.1 При подготовке к проведению испытаний проводят следующие работы:
- подготовка к испытаниям.
8.2 Подготовка проб
8.2.1 Отбор и формирование проб щебня проводят в соответствии с ГОСТ Р 58407.2.
8.2.2 Для подготовки к испытанию единичную пробу щебня высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (110±5)°C.
8.2.3 Из единичной пробы щебня методом сокращения в соответствии с ГОСТ Р 58407.2 готовят мерную пробу щебня, равную 125%-200% количества щебня, которое требуется для заполнения мерного цилиндра.
8.3 Подготовка к испытаниям
Определяют объемную плотность щебня в соответствии с ГОСТ Р 58402.6 и записывают как , г/см.
9 Порядок проведения испытаний
9.1.1 Заполняют мерный цилиндр на одну треть объема и выравнивают поверхность щебня при помощи совка. Штыкование слоя проводят 25 раз. При этом удары должны равномерно приходиться на поверхность слоя щебня. При штыковании не допускают, чтобы штыковка с силой ударяла по дну мерного цилиндра.
9.1.2 Заполняют мерный цилиндр на две трети объема и снова выравнивают поверхность щебня. Штыкуют слой щебня 25 раз на толщину засыпанного слоя.
9.1.3 Заполняют мерный цилиндр до переполнения и снова штыкуют указанным выше образом. Затем с помощью разравнивающей рейки аккуратно удаляют излишек минерального материала вровень с верхним ободком мерного цилиндра движением к себе, от себя или от середины влево и вправо.
9.1.4 Определяют массу мерного цилиндра с содержимым и фиксируют ее как G. Значение фиксируют с точностью до 5 г.
9.1.5 Определяют массу пустого мерного цилиндра и фиксируют ее как Т. Значение фиксируют с точностью до 5 г.
Дороги автомобильные общего пользования
ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД
Определение насыпной плотности и пустотности
Automobile roads of general use. Crushed stone and gravel from rocks. Determination of bulk density and voidness
Дата введения 2016-06-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский дорожный научно-исследовательский институт" совместно с Обществом с ограниченной ответственностью "Инновационный технический центр"
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 418 "Дорожное хозяйство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2015 г. N 1304-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33047-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2016 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2019 г.) с Поправками (ИУС 9-2016, ИУС 11-2017)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
Введение
Настоящий стандарт входит в группу межгосударственных стандартов, устанавливающих требования и методы испытаний для щебня и гравия из горных пород.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на щебень и гравий [далее - щебень (гравий)] из горных пород со средней плотностью зерен от 2,0 до 3,5 г/см, применяемые при строительстве, ремонте, капитальном ремонте, реконструкции и содержании автомобильных дорог общего пользования.
Настоящий стандарт устанавливает метод определения насыпной плотности и пустотности щебня и гравия из горных пород.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
Утратил силу в Российской Федерации, заменен на ГОСТ Р 12.1.019-2009.
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия
ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия
ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ 427 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 27574 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия
ГОСТ 27575 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия
ГОСТ 28846 Перчатки и рукавицы. Общие технические условия
ГОСТ 32703 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования
ГОСТ 33029 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение гранулометрического состава
ГОСТ 33048 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Отбор проб
ГОСТ 33057 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение средней и истинной плотности, пористости и водопоглощения
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32703, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 насыпная плотность: Масса единицы объема материала в насыпном (неуплотненном) состоянии.
3.2 пустотность: Отношение суммарного объема межзерновых пустот в зернистом материале ко всему объему, занимаемому этим материалом.
3.3 единичная проба: Проба щебня (гравия), полученная методом сужения из лабораторной пробы и предназначенная для сокращения до требуемого количества мерных проб для проведения испытания.
3.4 мерная проба: Количество щебня (гравия), используемое для получения одного результата в одном испытании.
3.5 постоянная масса: Масса пробы, высушиваемой в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, различающаяся не более чем на 0,1% по результатам двух последних последовательно проводимых взвешиваний через промежутки времени, составляющие не менее 1 ч.
4 Метод испытания
Сущность метода заключается в определении массы зерен щебня (гравия), полностью заполнивших объем стандартного мерного сосуда.
Пустотность щебня (гравия) рассчитывают на основании предварительно установленных значений средней плотности и насыпной плотности зерен.
5 Требования безопасности, охраны окружающей среды
5.1 Содержание вредных веществ в воздухе лаборатории, образующихся при проведении испытаний, не должно превышать предельно допустимых концентраций по ГОСТ 12.1.005.
5.2 Помещение, в котором проводятся испытания щебня (гравия), должно быть оборудовано местной приточно-вытяжной и общеобменной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021.
5.3 Эксплуатацию электрических приборов проводят в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также правилами электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.
5.4 Пожарная безопасность лабораторных помещений должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004.
5.5 При работе со щебнем (гравием) необходимо соблюдать требования техники безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.007.
5.6 При работе с сушильным шкафом необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.004.
5.7 Персонал при работе со щебнем (гравием) должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты:
- специальной одеждой (халат) по ГОСТ 12.4.131 или по ГОСТ 12.4.132, либо специальной одеждой (костюм) по ГОСТ 27575 или по ГОСТ 27574;
- перчатками или рукавицами по ГОСТ 28846.
5.8 Утилизацию материала, подвергнутого испытаниям, производят в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя и действующим законодательством.
6 Требования к условиям испытания
При проведении испытания щебня (гравия) должны соблюдаться следующие условия для помещений:
- температура воздуха (21±4)°С;
- относительная влажность воздуха не более 80%.
7 Определение насыпной плотности
7.1 Требования к средствам измерений и вспомогательным устройствам
При проведении испытания применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:
- сита с размером ячеек 4; 5,6; 11,2; 16; 22,4; 31,5; 63 мм в соответствии с [1]* и [2];
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Истинная плотность щебня (гравия) определяется путем гидростатического взвешивания (рис. 1).
Рис. 1. Весы для гидростатического взвешивания1 — сетчатый (перфорированный) стакан; 2 — сосуд со сливом для воды; 3 — стаканчик с дробью для уравновешивания массы сетчатого стакана в воде; 4 — разновесы
Насыщенный водой щебень, после двухчасового выдерживания в воде при температуре (202)°С, вытирается влажной тканью и сразу взвешивается, сначала на технических, а затем на гидростатических весах. Разность массы навески щебня в насыщенном состоянии на воздухе и воде даем объем навески.
Истинная плотность m вычисляется по формуле:
, г/см 3
где т — масса пробы в сухом состоянии, г;
т1 — масса пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г;
т2 — масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии в воде, г;
в — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см 3 .
Определение насыпной плотности
Высушенный до постоянной массы испытуемый щебень насыпается металлическим совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр емкостью 5 л до образования над верхом сосуда конуса из щебня. Излишек срезается стальной линейкой вровень с краями, и цилиндр со щебнем взвешивается на технических весах.
Насыпная плотность щебня нвычисляется по формуле:
, г/см 3 ,
где m 1 — масса мерного цилиндра с заполнителем, кг;
m1 — масса мерного цилиндра, кг;
V — объем мерного цилиндра, м 3 .
Определение пустотности щебня
Пустотность щебня (гравия) определяют расчетным путем на основании предварительно установленных значений средней плотности зерен и насыпной плотности щебня (гравия).
Пустотность щебня (гравия) Vп, % по объему, определяют по формуле:
, %
где н — насыпная плотность щебня (гравия), кг/м 3 ;
к — средняя плотность зерен щебня (гравия), г/см 3 .
Определение влажности щебня
Влажность щебня (гравия) определяют путем сравнения массы пробы во влажном состоянии и после высушивания.
Для определения влажности щебня берется 1 кг испытуемого материала в состоянии естественной влажности. После этого щебень высушивается в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре (1055)°С.
Влажность щебня Wв % по массе вычисляется по формуле:
%
где W— влажность щебня, %;
m1— масса пробы в состоянии естественной влажности, г;
m2— масса пробы в сухом состоянии, г.
Определение содержания в щебне пылевидных и глинистых частиц
От средней пробы исследуемого щебня отбирается 5 кг высушенного щебня, который помещается в сосуд для отмучивания (рис. 2). Сущность метода состоит в том, что указанные частицы (размер частиц менее 0,05 мм), будучи взмучены вместе с щебнем в воде, осаждаются значительно медленнее зерен щебня и легко могут быть от него отделены.
Рис. 2. Сосуд для отмучивания щебня
Отвешивают 1000 г щебня и высыпают в сосуд для отмучивания. Пробу щебня (гравия) помещают в сосуд для отмучивания заливают водой несколько выше уровня щебня и оставляют в таком состоянии до полного размокания глинистой пленки (определяется визуально) на зернах щебня (гравия) или комков глины, если они имеются в пробе.
После этого в сосуд со щебнем (гравием) доливают воду в таком количестве, чтобы высота слоя воды над щебнем была 200 мм; содержимое сосуда перемешивают деревянной мешалкой и оставляют в покое на 2 мин. Через 2 мин сливают полученную суспензию. При сливе суспензии необходимо оставлять слой ее над щебнем (гравием) высотой не менее 30 мм.
Затем щебень (гравий) вновь заливают водой до указанного выше уровня. Промывку щебня (гравия) в указанной последовательности повторяют до тех пор, пока вода после промывки не будет оставаться прозрачной.
Воду в сосуд для отмучивания щебня (гравия) наливают до верхнего сливного отверстия. Суспензию сливают через два нижних отверстия.
Промытая проба высушивается до постоянной массы и вычисляется суммарное содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц с точностью до 0,1 % по формуле:
Истинной плотностью называетсямасса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.
е. без учета пор и пустот. Значение истинной плотности используются для расчетов при определении пористости материала.Истинная плотность определяется по формуле
Пикнометрический метод определения истиной плотности
Истинную плотность горной породыи зерен щебня (гравия) определяют путем измерения массы единицы объема измельченного высушенного материала.
Для определения истинной плотности горной породы из исходной геологической пробы готовят лабораторную пробу путем дробления горной породы в дробилке и дальнейшего рассева продуктов дробления. Материалы для определения истинной плотности дробят, размалывают до тонкого порошка и высушивают при температуре 105-1100С до постоянной массы. Степень измельчения определяется стандартом на материал.
Подготовка к испытанию на определение истинной плотности щебня ,гравия пикнометрическим методом : Гравий очищают от пыли и грязи, измельчают до крупности менее 5 мм, перемешивают и сокращают ?до 150 г.
Метод определения истинной плотности щебня пикнометрическим методом
: Берут 2 навески по 10 г, всыпают в чистый сухой пикнометр и наливают дистиллированную воду так, чтобы пикнометр был заполнен не более, чем на 1/2 своего объема.
Затем кипятят его содержимое на песчаной или водяной бане 15-20 мин. Для удаления пузырьков воздуха. После удаления воздуха пикнометр обтирают, охлаждают, доливают до метки дистиллированную воду и взвешивают.
Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, наполняют водой и взвешивают. Проводят два параллельных испытания. _______
формула для расчета истинной плотности щебня : Схема прибора для определения истинной плотности щ щебня
r = m rв/ (m + m1– m2) (1.11)
где: r – истинная плотность щебня , г/см3;
rв– плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3;
m – масса навески порошка для определения истинной плотности щебня, высушенного
до постоянной массы, г;
m1– масса пикнометра с дистиллированной водой, г;
m2– масса пикнометра с навеской и дистиллированной
водой после удаления пузырьков воздуха, г.
Наименование измеренийНомера опытов12Масса навески порошка, г, m1010Масса пикнометра с дистиллированной водой, г, m1315,30317,4Масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г, m2321,45323,52Истинная плотность, г/см3, r2,602,58
Среднее значение истинной плотности щебня 2,59 г/см 3
Истиннаяплотность щебня (гравия) определяетсяпутем гидростатического взвешивания(рис. 1).
Рис.1. Весы для гидростатического взвешивания1—сетчатый (перфорированный) стакан; 2 —сосуд со сливом для воды; 3—стаканчик с дробью для уравновешиваниямассы сетчатого стакана в воде; 4—разновесы
Насыщенныйводой щебень, после двухчасовоговыдерживания в воде при температуре(202)°С,вытирается влажной тканью и сразувзвешивается, сначала на технических,а затем на гидростатических весах.Разность массы навески щебня в насыщенномсостоянии на воздухе и воде даем объемнавески.
Истиннаяплотность mвычисляется по формуле:
гдет —масса пробы в сухом состоянии, г;
т1—массапробы в насыщенном водой состоянии навоздухе, г;
т2—массаобразца или пробы в насыщенном водойсостоянии в воде, г;
в—плотность воды, принимаемая равной 1г/см3.
Определение насыпной плотности
Высушенный до постоянной массы испытуемыйщебень насыпается металлическим совкомс высоты 10 см в предварительно взвешенныймерный цилиндр емкостью 5 л до образованиянад верхом сосуда конуса из щебня.Излишек срезается стальной линейкойвровень с краями, и цилиндр со щебнемвзвешивается на технических весах.
Насыпная плотность щебня нвычисляется по формуле:
гдеm1—масса мерного цилиндра с заполнителем,кг;
m1— масса мерного цилиндра, кг;
V— объем мерного цилиндра, м3.
Определение пустотности щебня
Пустотность щебня (гравия) определяютрасчетным путем на основании предварительноустановленных значений средней плотностизерен и насыпной плотности щебня(гравия).
Пустотностьщебня (гравия) Vп,%по объему,определяют по формуле:
гден— насыпная плотность щебня (гравия),кг/м3;
к— средняя плотность зерен щебня (гравия),г/см3.
Определение влажности щебня
Влажность щебня (гравия) определяютпутем сравнения массы пробы во влажномсостоянии и после высушивания.
Для определения влажности щебня берется1 кг испытуемого материала в состоянииестественной влажности. После этогощебень высушивается в сушильном шкафудо постоянной массы при температуре(1055)°С.
Влажность щебня Wв % помассе вычисляется по формуле:
где W— влажностьщебня, %;
m1— масса пробыв состоянии естественной влажности, г;
m2— масса пробыв сухом состоянии, г.
Определениесодержания в щебне пылевидных и глинистыхчастиц
Отсредней пробы исследуемого щебняотбирается 5 кг высушенного щебня,который помещается в сосуд для отмучивания(рис. 2). Сущность метода состоит в том,что указанные частицы (размер частицменее 0,05 мм), будучи взмучены вместе сщебнем в воде, осаждаются значительномедленнее зерен щебня и легко могутбыть от него отделены.
Рис.2. Сосуд для отмучивания щебняОтвешивают1000 г щебня и высыпают в сосуд дляотмучивания. Пробу щебня (гравия) помещаютв сосуд для отмучивания заливают водойнесколько выше уровня щебня и оставляютв таком состоянии до полного размоканияглинистой пленки (определяется визуально)на зернах щебня (гравия) или комковглины, если они имеются в пробе.Послеэтого в сосуд со щебнем (гравием) доливаютводу в таком количестве, чтобы высотаслоя воды над щебнем была 200 мм; содержимоесосуда перемешивают деревянной мешалкойи оставляют в покое на 2 мин. Через 2 минсливают полученную суспензию.
При сливесуспензии необходимо оставлять слойее над щебнем (гравием) высотой не менее30 мм.Затемщебень (гравий) вновь заливают водой доуказанного выше уровня. Промывку щебня(гравия) в указанной последовательностиповторяют до тех пор, пока вода послепромывки не будет оставаться прозрачной.Воду в сосуд дляотмучивания щебня (гравия) наливают доверхнего сливного отверстия. Суспензиюсливают через два нижних отверстия.Промытая пробавысушивается до постоянной массы ивычисляется суммарное содержание впеске пылевидных, глинистых и илистыхчастиц с точностью до 0,1 % по формуле:гдеm1— масса пробы до отмучивания, г;m2— масса высушенной пробы послеотмучивания, г.Полученные результаты сравнивают стребованиями ГОСТ.Истинная плотность щебня (гравия) определяется по методике, приведенной в п.
1.1 (лабораторная работа № 1). Истинную плотность зерен шебня (гравия) определяют путем измерения массы единицы объема измельченного высушенного материала.Подготовка пробы.Для определения истинной плотности зерен щебня (гравия) отбирают аналитическую пробу массой не менее: 1,0 кг – для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм; 1,5 кг – свыше 10 до 20 мм; 2,5 кг – свыше 20 до 40 мм; 5,0 кг – свыше 40 до 70 (80) мм. Зерна крупнее 70 (80) мм дробят и испытывают фракцию размером св.
40 до 70 (80) мм.При использовании кусков камня неправильной формы или зерен щебня (гравия) их очищают металлической щеткой от пыли измельчают на лабораторной дробилке до крупности менее 5 мм после чего перемешивают и сокращают пробу примерно до 150 г. Полученную пробу вновь измельчают до крупности менее 1,25 мм,после чего перемешивают и сокращают до 30 г. Подготовленную пробу измельчают до порошкообразного состояния (размер зерен менее 0,125 мм) в чугунной или фарфоровой ступке, насыпают в стаканчик для взвешивания или фарфоровую чашку, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным хлоридом кальция, после чего отвешивают две навески массой 10 г каждая.Определение средней плотности щебня (гравия)Средняя плотность– масса единицы объема сухого материала в естественном состоянии, включая поры и микротрещины.Средняя плотность зерен щебня (гравия) определяется путем измерения массы единицы объема зерен щебня (гравия) с использованием весов для гидростатического взвешивания.Необходимое оборудование: весы настольные циферблатные и для гидростатического взвешивания; сушильный шкаф; мерный сосуд; стандартный набор сит.
Подготовка пробы. Для определения средней плотности щебня (гравия) крупностью до 40 мм из испытываемого материала берут аналитическую пробу массой не менее 2,5 кг. При испытании щебня (гравия) крупностью свыше 40 мм берут пробу массой 5 кг, зерна крупнее 40 мм дробят до получения частиц размером не более 40 мм и пробу сокращают вдвое.
Пробу щебня (гравия) высушивают до постоянной массы, просеивают через сито с размером отверстий, соответствующим наименьшему номинальному размеру зерен данной фракции щебня (гравия), и из остатка на сите отвешивают две пробы по 1000 г каждая.
Навеску щебня (гравия) высыпают в мерный сосуд и насыщают водой при комнатной температуре на 2 часа при условии, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха щебня (гравия) не менее чем на 20 мм.
После насыщения водой пробу щебня (гравия) вынимают из воды, удаляют с их поверхности лишнюю влагу мягкой влажной тканью и немедленно взвешивают сначала на весах настольных циферблатных, а затем на гидростатических весах (см. рис. 3 лабораторной работы № 1), помещая пробу в сетчатый (перфорированный) стакан, погруженный в воду.
Средняя плотность щебня (гравия) (г/см3) вычисляют с точностью до 0,01 г/см3по формуле
где – масса образца или пробы в сухом состоянии, г; – плотность воды, г/см3; – масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии соответственно на воздухе и в воде, г.
Среднюю плотность щебня (гравия) вычисляют соответственно как среднее арифметическое значение результатов испытания двух параллельных проб щебня (гравия). Расхождение между результатами двух определений средней плотности не должно превышать 0,02 г/см3. При больших расхождениях проводят третье определение и вычисляют среднеарифметическое двух ближайших значений.
Определение пористости зерен щебня и гравия
Пористость зерен щебня (гравия) определяют расчетным путем на основании предварительно установленных значений истинной и средней плотности.
Пористость зерен щебня (гравия) , % по объему, определяют по формуле
где – средняя плотность зерен щебня (гравия), г/см3(см. п.
2.2); – истинная плотность зерен щебня (гравия), г/см3(см. п. 2.1).
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Для определения насыпной плотности щебня (гравия) берут среднюю пробу щебня (гравия) в зависимости от размера зерен в следующих количествах, кг: до 10 мм ─ 15, до 20 мм ─ 30, до 40 мм ─ 60, 80 мм и более ─ 150.
Пробу заполнителя высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу и укладывают в мерный цилиндр с высоты 10 см до образования конуса на поверхности сосуда. Затем срезают излишек заполнителя без уплотнения и взвешивают.
Вместимость мерного цилиндра выбирают в зависимости от крупности заполнителя следующим образом (табл. 3.6).
Таблица 3.6. Вместимость мерных сосудов в зависимости от размера зерен заполнителя
Наибольший размер зерен
щебня (гравия), мм
Вместимость мерного цилиндра, дм 3
Насыпную плотность щебня (гравия) вычисляют с округлением до 10 кг/м 3 по формуле (3.1).
Насыпную плотность щебня (гравия) вычисляют как среднее арифметическое из результатов двух определений.
Результаты опытов заносят в табл.3.7.
Таблица 3.7. Результаты определения насыпной плотности и пустотности щебня (гравия)
Масса мерного цилиндра, кг
Масса мерного цилиндра с песком, кг
Насыпная плотность, кг/м 3
Среднее значение насыпной плотности, кг/м 3
Пустотность щебня (гравия), %
4. Определение пустотности и пористости зерен щебня (гравия)
Отношение объема межзерновых пустот щебня (гравия) к его полному объему, выраженное в процентах, означает пустотностьзаполнителя и вычисляется с округлением до 0,1% на основании предварительно найденных значений средней плотности зерен щебня (гравия) и его насыпной плотности по формуле
, (3.7)
где ─ пустотность щебня (гравия), %;─ насыпная плотность щебня (гравия), кг/м 3 ;о ─ средняя плотность зерна щебня (гравия), г/см 3 .
Результаты опытов заносят в табл.3.7.
5. Определение зернового состава щебня (гравия)
Массу пробы щебня (гравия), необходимую для определения зернового состава, определяют по таблице 3.8.
Таблица 3.8. Масса пробы щебня (гравия) для определения зернового состава
Наибольший размер зерен
щебня (гравия), мм
Вместимость мерного цилиндра, дм 3
Взвешенную пробу просеивают через стандартный набор сит с размерами ячейки 3 (5); 10; 15; 20; 25; 40; 80 мм и одновременно промывают до полного удаления с их поверхности пленок глины и пыли. Если на поверхности зерен имеются пленки засохшей глины, пробу сначала смачивают в воде и вместе с водой высыпают на верхнее сито. При отсутствии в щебне (гравии) глинистых и пылевидных примесей зерновой состав может быть определен без промывки, путем высушивания до постоянной массы с последующим просеиванием. При просеивании необходимо следить за тем, чтобы толщина прослойки щебня (гравия) на ситах не превышала наибольшего размера зерен.
Затем остатки на ситах высушивают до постоянной массы и вычисляют их суммарное количество
, (3.8)
где ─ массы сухих остатков на соответствующих ситах, г.
При наличии остатка на сите с размером ячейки 80 мм, путем пропускания зерен этого остатка через круглый проволочный калибр, находят предельный размер зерен щебня (гравия).
По результатам опыта вычисляют частные и полные остатки. Результаты опытов заносят в табл.3.9.
Таблица 3.9. Результаты определения зернового состава щебня (гравия)
Размеры отверстий сит, мм
Остаток на данном сите, г
Частный остаток на данном сите, %
Полный остаток на данном сите, %
Затем строят кривую просеивания щебня (гравия). На оси абсцисс откладывают размеры ячеек сит, на оси ординат ─ полные остатки на ситах. Если имеется остаток на сите размером ячейки 70 мм, то на оси абсцисс обозначается также предельный размер зерен, определенный с помощью калибра. При построении кривой просеивания имеется в виду, что нулевое значение на оси ординат соответствует размеру ячейки сита, на котором полный остаток составляет 0% (либо предельному размеру зерен, определенному калибром), а 100% ─ размеру ячейки сита 3 (5) мм.
С помощью этой кривой можно определить наибольшую и наименьшую крупность зерен заполнителя. Размер ячейки сита, на котором полный остаток составляет 5 %, выражает наибольшую крупность зерен, а 95 % ─наименьшую крупность зерен . Для этого в точках, соответствующих 5% и 95 % на оси ординат, проводят параллели к оси абсцисс до пересечения с кривой просеивания и в точках пересечения проводят перпендикулярные линии к оси абсцисс. Точки пересечения этих перпендикуляров с осью абсцисс обозначают наибольшую и наименьшую крупность зерен щебня (гравия). При этом цифры, взятые в точках пересечения на оси абсцисс, округляются в большую сторону до ближайшего размера ячейки стандартных сит.
Для характеристики зернового состава щебня (гравия) берут высушенную до постоянной массы пробу в количестве, зависящем от наибольшей крупности (см. табл.3.8). Пробу заполнителя просеивают через сита с размерами ячейки:.
Если в лаборатории отсутствуют сита размерами ячейки и, то допускается использование сит с близкими размерами ячейки.
Затем рассчитывают полные остатки на ситах, строят график зернового состава и проверяют его соответствие ГОСТу (см. рис.3.2).
Контрольные вопросы
1. Какие основные компоненты входят в состав тяжелого бетона и какова их роль?
2. По каким показателям оценивают качество песка как мелкого заполнителя для бетона?
3. По каким показателям оценивают качество крупного заполнителя бетонов?
4. Как определяют насыпную плотность мелкого и крупного заполнителей бетонов?
5. Какие экспериментальные данные необходимы для оценки зернового состава заполнителей бетона?
6. Как рассчитывают модуль крупности и строят кривую просеивания песка?
7. Как определяют наименьшую и наибольшую крупность и строят график зернового состава щебня (гравия)?
Практическая работа №3
Расчет зернового состава заполнителей для тяжелого бетона
Важнейшим качественным показателем заполнителей является их зерновой или гранулометрический состав. При оптимальном зерновом составе мелкие зерна заполнителя занимают пустоты между крупными зернами. Таким образом, смесь крупного и мелкого заполнителей будет иметь высокую плотность с минимальным объемом межзерновых пустот, которые заполняются после твердения цементным камнем, склеивающим отдельные зерна заполнителей в монолитный конгломерат.
Для оценки пригодности заполнителей по зерновому составу производят рассев мелкого и крупного заполнителя на стандартном наборе сит, рассчитывают характеристики зернового состава и строят соответствующие графики. На основании графика зернового состава делают выводы о пригодности данного песка в качестве мелкого заполнителя, а данного щебня или гравия – в качестве крупного заполнителя для бетона.
Ниже приведены примеры расчета и построения графиков зернового состава песка и щебня (гравия).
Задание 1.При рассеве песка на стандартном наборе сит получились следующие остатки (см. таблицу). Необходимо вычислить частные, полные остатки, построить график зернового состава песка, определить модуль крупности песка и дать заключение о пригодности песка как мелкого заполнителя для тяжелого бетона.
Читайте также: