З проби піску, що пройшла крізь сито з розміром осередку 5 мм, відбирають наважку масою 1000 г і просівають крізь набір сит з круглими отворами діаметром 2,5 мм і з сіткою з розміром осередків 1,25; 0,63; 0,315 і 0,16 мм. Закінченням просіювання служить відсутність на аркуші паперу зерен піску при контрольному просеивании кожного сита.
Приватні залишки на кожному ситі визначають за формулою
де а i - приватний залишок на ситі,%; m i - маса залишку на даному ситі, г; m - маса проби, яку просівають, м
Повні залишки на кожному ситі в процентах А i визначають як суму приватних залишків на даному ситі і на всіх ситах з великим розміром отворів.
За повним залишкам на кожному ситі в процентах будується графік зернового складу піску і порівнюється з областю зернових складів пісків, придатних для приготування важких бетонів різного призначення (рисунок 31).
Повні залишки А ;,%
0,16 0,63 1,25 2,5 5
Розміри контрольних сит, мм
Малюнок 31 - Графік зернового складу піску
1 - що допускається нижня межа крупності піску (МК = 1,5);
3 - нижня межа крупності піску (МК = 2,5) для бетонів класу В25 і вище, а також для бетонів напірних залізобетонних труб;
4 - що допускається верхня межа крупності пісків (МК = З, 25)
Модуль крупності піску підраховується з похибкою 0,01 за формулою
де А 2,5. А 1,25. А 0,63. А 0,315 і А 0,16 - повні залишки па відповідних контрольних ситах,%.
Результати визначень записуються в таблиці й зображаються графічно у вигляді кривої просіювання.
Згідно ГОСТ 26633, якщо крива просіювання випробовується піску не виходить за межі області, обмеженою стандартом, пісок придатний для приготування бе-тону.
Відповідно до модулем крупності і залишком на ситі № 0,63 піски поділяють на групи, представлені в таблиці 11.
Таблиця 27 - Класифікація пісків по крупності
Згідно таблиці 11, встановлюють групу досліджуваного піску. Крім цього, визначається можливість застосування досліджуваного піску для бетонів тих чи інших марок виходячи з того, що для важких і дрібнозернистих бетонів використовується пісок з модулем крупності 1,5. 3,25. Причому для бетонів міцністю 20 МПа і вище МК повинен бути не менше 2, а міцністю 35 МПа і вище - не менше 2,5.
3 Визначення питомої поверхні піску
З проби досліджуваного піску, просіяного крізь сито з круглими отворами діаметром 5 мм, беруть наважку близько 300 г і висушують до постійної маси.
Питому поверхню піску визначають за допомогою пневматичного поверхностемера (рисунок 19). У гільзу 1 на перфоровану бронзову грати кладуть кружок фільтрувального паперу, потім всипають частину досліджуваного піску. Гільзу при цьому злегка постукують об стіл і тим самим ущільнюють пісок. Зверху на ущільнений пісок укладають другий гурток фільтрувального паперу і вставляють плунжер так, щоб він своїми упорами дійшов до верхнього краю гільзи, злегка допрессовивая пісок. Гільза з'єднана з наповненим водою аспіратор 4, при цьому крани 3, 5 і 6 повинні бути закриті.
Потім плунжер з гільзи виймають і відкривають зливний кран 3 аспиратора. Коли на водяному манометрі 7 встановиться постійне розрідження Н. під струмінь води підставляють колбу 2 і одночасно включають секундомір. Витікання рідини триває до тих пір, поки її рівень, знижуючись, не дійде до мітки на аспіратор. У цей момент відзначають величину розрідження по манометру (в см водяного стовпа), закривають зливний кран 3 і вимикають секундомір, фіксуючи тривалість досвіду # 964; в с. Потім визначають кількість води в колбі в см 3 за допомогою мірного циліндра. Температуру під час досвіду контролюють термометром.
Малюнок 32 - Пневматичний поверхностемер
Після закінчення досвіду пісок з гільзи висипають і визначають масу піску в гільзі m з похибкою 0,1 г. Визначення насипної щільності піску в ущільненому стані # 961; # 713; нас визначають за формулою
де V 1 - обсяг гільзи, см 3.
Далі за значеннями встановленої насипної щільності # 961; # 713; нас і щільності зерен піску # 961; п підраховують його порожнистість П в частках одиниці в ущільненому стані
На підставі отриманих результатів обчислюють питому поверхню піску S уд за формулою
14 До _______ ___ _________
де К - константа приладу; V в - об'єм повітря, що пройшло в процесі досвіду через шар піску, що дорівнює об'єму води в колбі, см 3;
Визначення питомої поверхні виробляють два рази, кожен раз застосовуючи нову порцію піску. Величину питомої поверхні обчислюють з похибкою 1 см 2 / г як середнє арифметичне двох визначень.
У таблицях 28 і 29 представлені результати визначення в'язкості і пустотности піску для використання даних значень при розрахунку питомої поверхні піску.
Таблиця 28 - Залежність в'язкості повітря від температури
Температура повітря, о С
* - зерновий склад фракції менш 5 мм (запесоченность) обмежується 5%.
Однак міцність вихідної гірської породи не дає повного уявлення про міцність суміші зерен заповнювача, яка визначена також значущістю і формою цих зерен. Крім того. Споживач, отримуючи готовий щебінь, не завжди може отримати зразки вихідної гірської породи для випробування. Тому діючі стандарти передбачають непряме визначення міцності заповнювача шляхом стиснення (роздавлювання) проби в циліндрі - подрібнюваністю. Для співвідносних оцінки марки щебеню по міцності можна скористатися результатами випробувань його подрібнюваністю: марка 1400 повинна мати до 12% роздроблених зерен, марка 1200 - 12 ... 16%, марка 1000 - 16 ... 20%, марка 800 - 20 ... 25%. Марки крупний заповнювач по подрібнюваністю Др8, Др 12, Др 16, Др 20 і т.д. Цифра відповідає процентному вмісту роздроблених зерен при проведенні випробувань.
Для бетонів класу В 25 і вище використовують заповнювач марок не нижче Др8, для бетонів класу В 20 - не нижче Др 12, для бетонів класу менш У 20 - не нижче Др 16.
- не більше 35% для щебеню звичайної форми;
- не більше 25% для щебеню поліпшеної форми;
- не більше 15% для щебеню кубовидної форми.
Щебінь для важких бетонів повинен мати щільність зерен не менше 1800 кг / м 3. Водопоглинання щебеню, яке визначається відкритою пористістю і станом поверхні не повинно перевищувати 5% по масі. Кількість шкідливих домішок (пилоподібні, мулисті, глинисті). визначаються відмулюванням, не повинно перевищувати 1 ... 3% по масі. Наявність глини в грудках не повинно бути більше 0,25% за масою.
Вивчити основні властивості щебеню і дослідити можливість і ефективність його використання для приготування звичайного важкого бетону.
Порядок виконання роботи
Кожна ланка студентів самостійно досліджує надану йому окрему пробу щебеню і встановлює можливість використання його для приготування звичайного важкого бетону. При цьому проби щебеню готуються заздалегідь для чотирьох ланок таким чином, щоб всі вони мали різний зерновий склад (або використовуються наповнювачі різних родовищ).
При цьому з кожною пробою проводяться такі випробування:
- визначається насипна щільність щебеню і підраховується його порожнистість;
- вивчається зерновий склад з визначенням найбільшої крупності НК і побудовою кривої просіювання;
- визначається дробильність щебеню;
- визначається водопотребность піску.
1 Визначення насипної щільності щебеню і підрахунок його пустотности
Середню суху пробу щебеню насипають з висоти 10 см в попередньо зважений мірний циліндр до освіти над верхом циліндра конуса. Конус без ущільнення щебеню зрізають врівень з краями посудини металевою лінійкою, після чого посудину зважують і обчислюють насипну щільність за формулою
де # 961; нас - насипна щільність, кг \ м 3; m2 і m1 - маси мірної посудини відповідно з щебенем і без щебеню, кг; V - об'єм циліндра, м 3.
Обсяг мірної посудини вибирається залежно від крупності щебеню. Так для щебеню з НК = 20 мм об'єм дорівнює 10 л.
Визначення проводять двічі, при цьому кожен раз беруть нову порцію щебеню. Показник насипної щільності щебеню підраховують як середнє арифметичне двох визначень.
Порожнеча щебеню підраховують у відсотках з похибкою 0,1% за встановленим значенням насипної щільності і значенням щільності зерен піску (вказується викладачем) за формулою
де V порожній - порожнистість щебеню,%; # 961; щ - щільність зерен щебеню, кг / м 3.
2 Визначення зернового складу і найбільшої крупності щебеню
Висушену до постійної маси пробу щебеню просівають крізь
сита з круглими отворами діаметром 70, 40, 20, 10, 5 і 3 мм.
Маса проби залежить від НК щебеню: Для фракцій 5-10, 10-20, 20-40 і 40-70 маса проби щебеню становить відповідно 5, 10, 20, 30 і 50 кг. Визначають приватні і повні залишки на ситах за методикою, представленою в лабораторній роботі № 9.
Результати заносять у відповідну таблицю журналу лабораторних робіт і визначають зерновий склад. Для побудови графіка зернового складу щебеню необхідно встановити найбільший діаметр Д і найменший діаметр d проби щебеню, знайти значення 0,5 (d + Д) і 1,25 Д. За НК щебеню приймають розмір отворів того сита, на якому повний залишок не перевищує 10 %, а за найменший розмір - розмір отворів того сита, на якому повний залишок становить не менше 95%.
3 Визначення подрібнюваністю щебеню
Для визначення марки щебеню застосовують циліндр діаметром 150 мм, а для поточного контролю якості щебеню фракції 5-10 і 10-20 мм можна використовувати також циліндр діаметром 75 мм.
Пробу висипають в циліндр з висоти 50 мм так, щоб після розрівнювання верхній рівень матеріалу приблизно на 15 мм не доходив до верхнього краю циліндра. У циліндр вставляють пуансон, верхня плита якого повинна бути на рівні верхнього краю циліндра.
При випробуванні на гідравлічному пресі навантаження доводять до 50 кН (5 т) для циліндра діаметром 75 мм і 200 кН (20 т) - для циліндра діаметром 150 мм.
Після стиснення випробовувану пробу висипають з циліндра, зважують і просівають через сито, розмір отворів якого дорівнює:
- для фракції 5-10 застосовують сито з розміром осередку 1,25 мм;
- для фракції 10-20 застосовують сито з розміром осередку 2,5 мм;
- для фракції 20-40 застосовують сито з розміром осередку 5 мм.
Дробильність підраховують за формулою
де Др - дробильність,%; m1 - маса проби до випробування. кг; m2 - маса залишку на ситі після просіювання роздробленого в циліндрі щебеню, кг.
Дробильність визначають за результатами випробувань двох проб. При випробуванні щебеню, що складається з суміші двох або більше смеж-них фракцій, дробильність обчислюють як середньозважене зна-чення результатів випробування окремих складових фракцій.
4 Визначення водопотребности щебеню
Водопотребность щебеню визначається за спрощеною методикою. Висушену до постійної маси пробу щебеню, рівну 2 кг, занурюють в сітчастому склянці в посудину з водою. Рівень води в посудині був вище верхнього шару зерен щебеню на 2 ... 10 см. Щебінь витримують у воді протягом 30 хв, витягають його і дають стекти воді протягом 30 хв. Після цього щебінь зважують і визначають водопоглинання з похибкою 0,1% за формулою
де W m - водопоглинання. %; m нас - маса проби щебеню після насичення водою, кг; m сухий - маса проби щебеню до випробування, кг.
Висновки по роботі
За результатами досліджень окремі ланки студентів класифікують досліджувані проби щебеню по НК і роблять висновок про можливість їх використання як крупний заповнювач для приготування важкого бетону різного призначення. При цьому слід враховувати дані за зерновим складом, НК і насипний щільності і їх відповідності технічним вимогам. Відзначається проби щебеню з найменшими показниками пустотности, наявністю зерен пластинчастої, голчастої форми і наявності пилуватих і глинистих часток.
1 Які гірські породи використовуються в якості сировини для виробництва щебеню для отримання важкого бетону?
1 Вапняк, граніт, мармур, трахіт.
2 Вапняк, піщаник, мармур, кварцит, сланці
3 Мармур, вапняк, трахіт, кварцит, порфір, порфірит.
4 Вапняк, граніт, мармур, діатоміт
2 Чим характеризують зерновий склад щебеню?
1 Розмірами зерен щебеню.
2 Повним залишком на ситі 10 мм.
3 З чим пов'язані обмеження по зерновим складом крупний заповнювач для важки-лих бетонів?
1 З видом застосовуваного в'яжучого речовини.
2 З наявністю дрібного заповнювача.
3 З відсутністю дрібний заповнювач.
4 З товщиною вироби і частотою армування ЗБК.
1 Зі зниженням міцності при вигині ЗБВ
2 З товщиною вироби і частотою армування ЗБК.
3 З розмірами зерен щебеню.
4 З відсутністю дрібний заповнювач в бетоні.
5 До чого призводить наявність глини в грудках в щебені?
1 До зниження пластичності бетонної суміші.
2 До підвищення пластичності бетонної суміші.
3 До зниження міцності бетону.
4 До підвищення міцності бетону.
6 Як впливає порожнистість щебеню на витрату цементу?
1 Збільшує витрата цементу.
2 Знижує витрату цементу.
3 Чи не впливає ні за яких умов.
4 Порожнеча щебеню величина постійна.
7 Який вид крупного заповнювача раціональніше використовувати для отри-ня рухомий бетонної суміші?
3 Суміш гравію і щебеню.
4 Вид застосовуваного крупного заповнювача не впливає на рухливість бетонної суміші.
8 Як визначається дробильність щебеню, що складається з суміші фракцій?
1 При випробуванні щебеню, що складається з суміші двох або більше смеж-них фракцій, дробильність визначається як середньозважене зна-чення результатів випробування окремих складових фракцій.
2 При випробуванні щебеню, що складається з суміші двох або більше смеж-них фракцій, дробильність визначається по середній пробі.
3 При випробуванні щебеню, що складається з суміші двох або більше смеж-них фракцій, дробильність визначається за зерновим складом.
4 При випробуванні щебеню, що складається з суміші двох або більше смеж-них фракцій, дробильність визначається за розміром застосовуваного сита.
9 У чому відмінність подрібнених наповнювачів від природних?
1 У формі і розмірах зерен.
2 В поверхні зерен
4 В водопоглинанні.
10 На які фракції поділяють великий заповнювач?
1 5-15, 15-30, 30-50, 50-70.
2 5-10, 10-20, 20-40, 40-70.