Как косвенно определить прочность щебня гравия
Перейти к содержимому

Как косвенно определить прочность щебня гравия

  • автор:

Как косвенно определить прочность щебня гравия

Прочный, разновидный, морозостойкий и универсальный – эти сочетания качеств сделали щебень актуальным материалом нашего времени. Его используют в капитально-восстановительном сооружении, при производстве железобетонных изделий, в дорожном строительстве, ландшафтном планировании. За счет высокого спроса на строительном рынке существуют тысячи разных производителей щебня, некоторые выпускают некачественную продукцию. А как проверить качество материала? Ответ – в строительной лаборатории.

Щебень и гравий: различия, виды, сферы применения:

Щебень – это зернистый, сыпучий камень, получаемый путем дробления горных пород. В процессе переработки его принято оценивать по фракционному составу. Фракция соответствует размерам отдельно взятого щебня в мм. Она обозначается в виде двух цифр через тире (например, 5-20). Цифры означают минимальный и максимальный размер камней. Разделение на фракции осуществляется через специальное сито – гро́хот (устройство получило свое название за счет характерного шума в процессе работы).

Стандартизация по техническим требованиям и области применения щебня и гравия нормируется ГОСТ 8267–93.
По величине зёрен, щебень делится на 3 фракции:

а) малая ( от 5 до 20 мм);
б) средняя (от 20 до 40 мм);
в) крупная (от 40 до 70 мм).

Каждой фракции свойственны определенные функциональные назначения. Например, зерна фракции 5-20 незаменимы при производстве железобетонных изделий и конструкций, асфальтобетонных смесей и бетона.

Также в строительстве широко используется гравий, который всегда отличается от щебня по внешним признакам, а именно – формой. Гравий – это продукт разрушения горных пород естественным образом, например, выветриванием или их разрушения водой, поэтому ему свойственны округлые формы, когда щебень имеет более шероховатую структуру с острыми углами.

В природе гравий встречается таких видов как: горный, речной, морской, ледниковый и озерный.

В зависимости от состава и преобладания тех или иных примесей, гравий может иметь различную окраску: черную, белую, зеленую и т.д., поэтому в ландшафтном дизайне нередко этот камень используют как элемент декора.

Основные характеристики щебня и области его применения.

Узнать, чем один щебень отличается от другого по качеству, можно, обратив внимание на следующие характеристики:

1) Прочность – лабораторные испытания щебня оценивают прочность материала относительно показателей дробимости, истираемости и ударной нагрузки. Испытания гравия и щебня проводят по ГОСТ 8269.0, ГОСТ 8269.1.

Каковы принципы проведения испытания прочности?

А) Чтобы определить дробимость щебня (гравия) необходимо пробу камней просеять через стандартный набор сит и разделить камни на фракции. Далее зерна в сухом виде помещают в специальный цилиндр и сдавливают под гидравлическим прессом, постепенно увеличивая нагрузку. Затем пробы щебня взвешивают и просеивают в зависимости от фракции через сито.

В результате прочность материалов характеризуют маркой по дробимости. Ее принято обозначать буквой «М» и рядом прописывать цифру, чем она больше, тем щебень прочнее. Например, щебень с маркой прочности М-1200 и выше, считается высокопрочным и подходит при производстве железобетонных изделий и бетона.

Б) Истираемость камней определяют по методу потери массы зерен при испытании образца в полочном барабане с шарами.

Процедура исследования заключается в следующем:

• Предварительно высушенные и очищенные пробы загружают в камеру барабана с чугунными (стальными) шарами. Количество шаров устанавливают по таблице, указанной в ГОСТ 8269.0-97.

• Закрывают крышку прибора и приступают к вращению с определенной скоростью.

• После совершения заданного количества оборотов, содержимое извлекают, просеивают, взвешивают и рассчитывают процент потерь.

Марка по истираемости обозначается буквой «И», рядом ставится цифра 1; 2; 3; 4, определяющая класс (И1; И2). Чем цифра ниже, тем щебень качественнее. Важно уделить внимание этому параметру при строительстве автодорог и производстве асфальтобетонов, так как данные работы предполагают постоянное воздействие сил трения.

В) На сопротивление ударным нагрузкам испытывают щебень фракций 20-40 мм в специальном оборудовании – Копер ПМ. Процедура представляет собой метод падающего груза, где показателем является процент потери массы зерна при испытании.

2) Лещадность – очередной значимый показатель качества горных пород. Показывает процентное соотношение игольчатых и пластинчатых зерен в составе камней. За счет геометрических особенностей, игольчатые и плоские пластинчатые камни не могут плотно прилегать друг к другу и потому образовывают пустотности. Это в свою очередь негативно влияет на прочность изделия и требует дополнительных расходов при изготовлении песчано-цементных смесей. Высокой прочностью обладают камни кубической и сферической формы.

Чем процент содержания лещадности ниже, тем лучше. Существует 5 групп данного показателя:

1 группа – содержание лещадки до 10%. Является качественным показателем и в основном встречается в щебне кубовидной формы.

2 группа – от 10 до 15%.

3 группа – от 15 до 25%. Вторая и третья группы применяются в строительстве дорог и производстве ЖБИ, так как в этой сфере предъявляются требования к содержанию лещадности до 25%.

4 группа – от 25 до 35%.

5 группа – от 35 до 50%. Щебень 4 и 5 группы подходят для использования в областях, где не предъявляются особые требования по прочности.

3) Морозостойкость – способность щебня или гравия сохранять свои свойства под влиянием многократного оттаивания и замораживания. Обозначается буквой F и рядом ставится цифра, означающая количество циклов оттаивания и замораживания, которым подвергся камень. Морозоустойчивость влияет на прочность всей конструкции, поэтому важно соблюдать этот параметр, особенно при производстве работ в северных регионах.

Марка F150 и выше, соответствует требованиям ГОСТ при выполнении любых строительных работ и позволяет заказчику быть уверенным в качестве грунта.

4) Радиоактивность – важный параметр, если щебень предусмотрен для использования в черте населенных пунктов.

Существует 3 класса уровня радиоактивности:

1 класс – если содержание радиации не более 370 Бк/кг*, материал безопасен для использования в любой отрасли.

2 класс – при уровне от 370 до 740 Бк/кг, щебень можно использовать при возведении производственных зданий.

3 класс – от 740 и 1500 Бк/кг, допустимо для строительства дорог вне населенных пунктах. При показателях выше 1500 Бк/кг, щебень не пригоден для использования.

ЩЕБЕНЬ

— продукт дробления природных или искусств, каменных материалов, используется как заполнитель бетонов, для балластного слоя ж.-д. пути и др. Щебень характеризуется крупностью, составом и формой зерен, их прочностью, долговечностью, содержанием вредных примесей.

Содержание по весу зерен пластинчатой (лещадной) или игловатой формы не более 15%. В зависимости от назначения щебень характеризуется след. показателями механич. прочности: 1) для бетона—из изверженных и метаморфич. пород — пределом прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии и дроби- мостью Щ. при сжатии (раздавливании) в цилиндре; из осадочных пород — дроби- м остью Щ. в цилиндре; 2) для автомобильных дорог — пределом прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии или дроби- мостью в цилиндре и истираемостью в полочном барабане; 3) для балластного слоя ж.-д. пути — сопротивлением удару на копре.

В зависимости от предела прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии щебень подразделяется на марки 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 200.

Марка щебня из осадочных пород по дробимости в цилиндре определяется в сухом состоянии

В зависимости от износа (истираемости) в полочном барабане щебень делится на марки: И 25, И 35, И 45 — из изверженных пород; И 30, И 40, И 50, И 60—осадочных; И 25, И 35, И 45, И 55 — метаморфических пород.

По морозостойкости щебень делится на выдерживающий 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Для легкого бетона щебень приготовляется из природных или искусственных неорганических пористых материалов. К природным относятся: вулканического происхождения — пемза, вулканич. шлак и туф; осадочного происхождения — карбонатные породы (пористые известняки, известняки-ракушечники, известковые туфы и др.); кремнеземистые породы — опока, трепел, диатомиты, спонголиты и др.; к искусственным — отходы пром-сти (топливные шлаки) и специально изготовляемые (металлургические гранулированные и вспученные шлаки, аглопориты, вспученные перлиты и вермикулиты).

Щебень из пористых неорганических материалов при крупности зерен от 5 до 40 мм должен иметь объемный насыпной вес не более 1000 кг/м3. По крупности пористый щебень подразделяется на фракции (мм) 5 —10; 10—20 и 20—40. По показателям объемного веса в сухом состоянии (кг!м3) щебень из пористых материалов делится на марки: 100, 150, 200, 250, 350, 400, 500, 600, 800 и 1000.

Лит.: СНиП, ч. 1, разд. В, гл. 1. Заполнители для бетонов и растворов, М., 1963.

В зависимости от структурных особенностей, сопротивления истиранию и дроби-мости шлаковый щебень делится на марки: Марка щебня по истираемости И1 ИИ ИШ MIV.

Содержание щебенок лещадной и игловатой форм … Допускается определять марку щебня из осадочных и метаморфических пород как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии.

• В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень ц3 гравияМарка шлакового щебня по прочности бывает Др15, 25, 35, и 45.

Крупными заполнителями в бетоне служат гравий, щебень, а также щебень из гравия. … Прочность крупного заполнителя нормируют с учетом прочности бетона. Так, марка щебня из.

Поэтому стандарт относит к марке Др8 щебень из гравия с показателем дробимости до 10%, к марке Др12 —до 14%, к марке Др16 — до 18% и к марке Др24 — до 26%.

Щебень и гравий применяют, как правило, фракционированными. … Так, марка щебня из естественного камня должна превышать прочность бетона не менее чем в 1,5. 2 раза.

Щебень из изверженных горных пород, применяемый в качестве заполнителя для тяжелого бетона, должен иметь марку, соответствующую пределу прочности породы не ниже 80 МПа, из.

Гравий считается выдержавшим испытание, если прочность бетонных кубов соответствует подобранной марке. … Щебень, гравий, керамзит .

По прочности исходной горной породы марка щебня при сжатии в насыщенном водой состоянии должна быть выше марки бетона более чем в 1.

Определять марку щебня по морозостойкости разрешается по ГОСТ 8269.0 числом циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания.

Минимальная проектная марка легкого бетона для преднапря-женных . для их приготовления используются гравий и щебень с объемным весом около 1.

ащение шлака после дробления на щебень. Универсальная технологическая схема переработки доменных лаков для получения 250. 300 тыс. м3 щебня в год.

Технические требования к заполнителям» устанавливает, что марка гравия должна быть не ниже: Др8 — для бетонов с пределом прочности при сжатии 40 МПа и выше; Др12.

Природные песок, гравий и щебень. • Основной путь снижения себестоимости песка, гравия и щебня состоит в концентрации их производства.

Их основная продукция — фракционированный щебень крупностью до 40(70) мм с содержанием мелких фракций (до 20 мм) не менее 50% от всей массы щебня и, кроме того.

Принципиальная технологическая схема производства аглопоритового щебня и песка. … В отличие от керамзитового гравия аглопоритовый щебень характеризуется большей долей.

Как уже отмечалось ранее, оптимальное соотношение песка и гравия, а также воды и цемента дает возможность … Если марка цемента известна, то свойства заполнителя обычно неизвестны.

Щебень и исходную горную породу, используемую для производства песка, подразделяют на марки по морозостойкости F25, F50, F100, F200, F300. Марка по морозостойкости соответствует.

Щебень , гравий, керамзит . Бетон представляет собой перемешанную, уложенную, уплотненную и затвердевшую смесь щебня или гравия с вяжущим, песком и водой.

Заполнители (песок, гравий, щебень и др.) образуют в бетоне и растворе жесткий скелет и уменьшаю» усадку при твердении цементного камня.

Марка по дробимости щебня из изверженных пород должна быть не ниже 600, из метаморфических и осадочных — не ниже 200, гравия и щебня из гравия — не ниже 400.

. раствор, в котором используются два заполнителя — мелкий (песок) и крупный (щебень, гравий). … для бетонных работ в зимнее время; в связи с тем, что. данная марка цемента обладает.

Марка щебня, гравия и щебня из гравия для бетонов покрытия основания автомобильных дорог должна быть не менее указанной в табл. 5.2. Щебень и гравий для дорожного.

Гравий и щебень применяют в качестве заполнителей в различных бетонах. . происхождения: кирпичи; керамические, силикатные и бетонные камни

По своим физико-механическим свойствам железисто-кварцитовый щебень удовлетворяет требованиям к материалу для балластного слоя железнодорожных путей.

Для обогащения щебня используют те же методы, которые при-[еняются для гравия и описаны выше. Особое значение для щебня имеет обогащение по принципу избирательного дробления.

Щебень , песок, гравий – в общем, это такие материалы, которые требуются на протяжении практически всего процесса постройки дома.

Производство щебня включает следующие технологические процессы: добычу камня, дробление и сортировку (грохочение). Добыча камня осуществляется в основном в карьерах.

Марку применяемого цемента назначают в зависимости от требуемой прочности (марки) бетона. Заполнители (песок, гравий и щебень.

Минимальная проектная марка легкого бетона для преднапря-женных . для их приготовления используются гравий и щебень с объемным весом около 1.

Как видно из сказанного, часть каменных материалов приобретает вид готового материала непосредственно на месторождении. Это — песок, гравий, щебень.

Такой процесс обогащения гравия, а также и щебня можно осуществить косвенно несколькими способами: разделением по упругим свойствам, трению, плотности зерен и т. д.

В щебне из гравия дробленых зерен должно быть не менее 80 % по массе. … Для лицевой кладки без штукатурки марка камня должна быть не ниже 25.

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень ц3 гравия размером зерен 5. 70 мм.

Щебень из изверженных горных пород, применяемый в качестве заполнителя для тяжелого бетона, должен иметь марку … Помимо традиционных заполнителей (щебня, гравия

IV — сырье для производства песка, гравия и щебня из гравия. для строительных работ; IV-I — валуно-гравийно-песчаная и.

Марка означает минимальный предел прочности породы при сжатии, выраженный в МПа. … Прочность щебня и гравия характеризуют маркой, определяемой по дробимости щебня (гравия.

По степени обработки различают каменные материалы: грубообработанные (бутовый камень, щебень, гравий, песок) и профилированные (пиленые штучные камни и блоки для стен; камни.

Бетоны на заполнителях из отвального доменного шлака и вяжущем из . Помимо традиционных заполнителей (щебня, гравия, песка) для этой цели.

Асфальтобетонные смеси укладывают в один или два слоя на основание из бетона, а также из щебня, гравия и грунта, обработанного битумом или цементом.

Последние добавления:

Щебеночные и гравийные материалы

Методы испытаний местных материалов, применяемых в дорожном строительстве, в принципе не отличаются от той методики, которая приводится в ГОСТах, СНиПе и технических условиях для испытания основных дорожно-строительных материалов. Отдельные особенности, которые имеют местные материалы, учтены авторами при изложении методов испытаний.
В полном объеме методы испытаний дорожно-строительных материалов освещены в специальной литературе. В настоящей книге приводятся те методы испытаний, которые имеют наибольшее значение для оценки качества местных материалов и в зависимости от этого они излагаются с большей или меньшей полнотой.
Оценка качества всех видов горных пород, независимо от их прочности, производится на основании единой методики испытаний, установленной ГОСТ 8269—64.
Существуют другие, нестандартные, предложенные различными авторами методы испытания каменных материалов, которые могут практиковаться в лабораториях. Так, например, М, И. Волковым, Б. И, Ладыгиным, А. М. Викторовым, Б. И. Курденковым, К. Г. Зеленовым, были предложены более простые методы определения прочности каменных материалов.
Ниже приводятся наиболее важные методы испытаний в сжатом изложений.

Щебеночные и гравийные материалы

Определение плотности (удельного веса) исходной горной породы и частиц щебня (гравия). Для определения необходима аппаратура: пикнометр объемом 100 мл, весы технические, бюкса по ГОСТ 7148—70 или фарфоровая чашка, чугунная или фарфоровая ступка, эксикатор по ГОСТ 6371—73, сушильный шкаф, песчаная ванна, или водяная баня.
Отобранную пробу щебня последовательным дроблением измельчают до тонкости порошка.. Готовят две пробы порошка по 10 г каждая. Каждую навеску насыпают в пикнометр и заливают дистиллированной водой до метки, удаляя при этом пузырьки воздуха. Пикнометр с порошком и водой взвешивают. Затем пикнометр освобождают от содержимого, наполняют до метки дистиллированой водой и взвешивают.
Плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см3 по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g — навеска порошка, высушенного до постоянной массы, г; γв — плотность воды, равная единице; g1 — масса пикнометра с дистиллированной водой, г; g2 — масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г. Плотность исходной горной породы вычисляют как среднее арифметическое определение плотности обеих навесок. При этом расхождение между результатами двух определений не должно быть более 0,02 г/см3.
Определение объемной массы исходной горной породы и частиц щебня (гравия). Отобранные образцы исходной горной породы, или навески щебня (гравия), высушивают до постоянной массы g затем погружают их в воду на 2 ч. Насыщенные водой образцы взвешивают g1 сначала на технических, а затем на гидростатических весах, помещая пробу в сетчатый стакан, погруженный в воду (рис. 17)
Объемную массу вычисляют по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g — масса образца или пробы в сухом состоянии, г; g1 — масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г; g2 — масса образца или пробы в насыщенном водой состояний в воде, г.
Образцы горной породы неправильной формы с мелкими открытыми порами вместо насыщения водой разрешается покрывать пленкой парафина толщиной около 1 мм.
В этом случае объемную массу вычисляют по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g — масса образца в сухом состоянии, г; g1 — масса парафинированного образца на воздухе, г; g2 — масса парафинированного образца в воде, г; γп — плотность парафина (может быть принята равной 0,93 г/см3).
Объемные массы горных пород, особенно осадочных, могут колебаться в широких пределах. Так, объемная масса известняков может колебаться в пределах 1,7—2,6 г/см3, при этом изменяется и его прочность соответственно от 100 до 1000 кгс/см2. Некоторые известняки имеют прочность до 2500 кгс/см2. Известняк ракушечник имеет объемную массу от 0,9 до 2,0 г/см3, прочность его при этом колеблется от 4 до 150 кгс/см2.
Объемная масса известняков косвенно характеризует их прочность. Однако вполне определенную характеристику прочности дает только непосредственное испытание образцов на сжатие или другие виды механических испытании. Объемные массы изверженных горных пород имеют небольшой диапазон колебаний. Граниты 2,6—2,7, базальты 2,9—3,2, диабазы 2,8—3,0 г/см3 Плотность в сочетании с объемной массой характеризуют пористость горной породы. Чем выше разница между плотностью и объемной массой, тем больше пористость горной породы.
Пористость исходной горной породы определяется по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где γо — объемная масса горной породы или зерен щебня (гравия), г/см3; γу — плотность горной породы или зерен щебня (гравия), г/см3
Определение водопоглощения исходной горной породы и щебня (гравия). Для определения водопоглощения щебня (гравия) пробу промывают и высушивают до постоянной массы. Образцы укладывают в сосуд с водой и выдерживают в течение 48 ч, после чего их вынимают из сосуда, удаляют влагу с поверхности и. взвешивают.
Водопоглощение вычисляют с точностью до 0,1% по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g — масса образца или пробы в сухом состоянии, г; g1 — масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии, г.
Водопоглощение вычисляют как среднее арифметическое результатов определения водопоглощения пяти образцов горной породы или двух проб щебня (гравия).
Определение морозостойкости щебня (гравия) непосредственным замораживанием. Для определения необходимы: холодильная камера, сушильный шкаф, весы технические или торговые, сита из стандартного набора, ванна для насыщения водой и оттаивания щебня (гравия), металлический сосуд для испытания щебня (гравия) .
Испытываемый щебень (гравий) рассеивают на ситах на отдельные стандартные фракции. Каждую фракцию щебня (гравия) испытывают на морозостойкость отдельно. Для испытания берут от каждой испытываемой фракции две пробы. Масса каждой пробы должна соответствовать указанной ниже:

Щебеночные и гравийные материалы

Частицы крупнее 70 мм дробят и испытывают фракцию размером 40—70 мм. Полученные пробы щебня (гравия) тщательно промывают и высушивают до постоянной массы.
Каждую пробу щебня (гравия) данной фракции насыпают в сосуд и заливают водой, имеющей температуру 20±5°С. Через 48 ч воду сливают, и сосуд с щебнем помещают в холодильную камеру с температурой минус 17—25° С. Продолжительность одного выдерживания при температуре минус 17—25° С должна быть 4 ч. После этого сосуд с щебнем (гравием) помещают в ванну с водой при температуре 20±5°С и выдерживают в ней до полного оттаивания щебня (гравия), но не менее 2 ч. Далее цикл испытаний повторяют.
После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов навеску щебня (гравия) высушивают до постоянной массы, просеивают сквозь сито, на котором она полностью оставалась перед испытанием, взвешивают остаток на сите и вычисляют потерю в массе с точностью до 0,1% по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g1 — масса пробы до испытания, г; g2 — масса остатка на сите после соответствующего цикла замораживания и оттаивания, г. Кроме определения потери в массе, величина которой нормируется техническими условиями, необходимо наблюдать наличие трещин, шелушения на поверхности камня.
Определение морозостойкости щебня (гравия) ускоренным методом в растворе сернокислого натрия. Испытанию в растворе сернокислого натрия, как и непосредственным замораживанием, подвергают отдельные фракции щебня (гравия). Раствор сернокислого натрия приготовляют следующим образом: отвешивают 250—300 г безводного сернокислого натрия (ГОСТ 4166—66) или 700—1000 г кристаллического сернокислого натрия (ГОСТ 4171—66) и растворяют в 1 л подогретой дистиллированной воды. Пробу щебня (гравия) насыпают в сосуд, заливают раствором сернокислого натрия и выдерживают в нем 20 ч при комнатной температуре. Затем раствор сливают, а сосуд с щебнем (гравием) помещают на 4 ч в сушильный шкаф с температурой 105—110° C. После этого щебень (гравий) охлаждают, заливают раствором сернокислого натрия на 4 ч и вновь помещают в сушильный шкаф на 4 ч. После определенного числа циклов пробу промывают горячей водой для удаления сернокислого натрия, высушивают до постоянной массы и просеивают сквозь сито, на котором она оставалась перед испытанием. Остаток на сите взвешивают и вычисляют потерю в массе по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g1 — масса пробы до испытания, г; g2 — масса остатка на сите после соответствующего цикла испытаний, г.
Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Для определения необходима следующая аппаратура: пресс гидравлический с усилием до 10 или 50 тс, цилиндры стальные со съемным дном и плунжером, с внутренними диаметрами 75 и 150 мм (рис. 18), весы торговые, сита стандартного набора, сита с отверстиями диаметром 2,5 и 1,25 мм, сушильный шкаф, сосуд для насыщения щебня (гравия) водой.
Пробу готовят следующим образом. Из остатка на сите с отверстиями, равными Dнаим, отбирают пробу массой не менее 0,8 кг для испытания в цилиндре диаметром 75 мм или не менее 6 кг для испытания в цилиндре диаметром 150 мм, отдельно для каждой фракции 5—10, 20—40, 10-—20 мм.
Щебень и гравий крупнее 40 мм предварительно дробят и испытывают фракции 10—20 или 20—40 мм.
Испытание щебня (гравия) разрешается производить как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии.

Щебеночные и гравийные материалы

Для определения марки щебня (гравия) используют цилиндр диаметром 150 мм. Для текущего контроля качества щебня (гравия) фракций 5—10 и 10—20 мм разрешается применять также цилиндр диаметром 75 мм.
При испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм берут навеску 400 г, при испытании в цилиндре 150 мм — навеску 3 кг.
Навеску щебня (гравия) насыпают в цилиндр с высоты 5 см. Затем в него вставляют плунжер и цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса. Co скоростью 100—200 кгс/с доводят давление: при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 5 тс, а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм—до 20 тс. Раздробленную в цилиндре пробу просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции сквозь сито, размеры отверстий которого указаны ниже:

Щебеночные и гравийные материалы

Остаток на сите взвешивают и определяют показатель дроби-мости с точностью до 1 % по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g1 — испытываемая навеска щебня (гравия), г; g2 — масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г.
Показатель дробимости определяют как среднее арифметическое двух параллельных испытаний.
Определение истираемости щебня (гравия) в полочном барабане. Аппаратура: полочный барабан (рис. 19), чашечные весы, сушильный шкаф, сита 70, 40, 30, 20, 10, 3, 1,25 мм.
Испытывают щебень (гравий) фракций 5— 40, 10—20 и 20— 40 мм. Отвешивают пробу 5 кг для щебня (гравия.) с предельной крупностью зерен до 20 мм и 10 кг для щебня (гравия) фракции 20—40 мм.

Щебеночные и гравийные материалы

При испытаний щебня (гравия), состоящего из смеси нескольких фракций, его рассеивают на стандартные фракции и каждую фракцию испытывают отдельно. Щебень фракции крупнее 20—40 мм дробят до получения частиц меньше 40 мм и испытанию подвергают частицы с размерами фракции 20—40 мм.
Приготовленную пробу загружают в барабан вместе с чугунными или стальными шарами диаметром около 48 мм и массой 405—450 г каждый. Крышку барабана закрепляют и приводят его во вращение частотой 30—33 об/мин.
Количество чугунных или стальных шаров, а также общее количество оборотов барабана в процессе одного испытания щебня (гравия) принимают по табл. 23.

Щебеночные и гравийные материалы

По окончании испытания содержимое барабана просеивают сквозь предохранительное сито с отверстиями 5 мм и контрольное сито с сеткой 1,25 м. Остатки на ситах соединяют вместе и взвешивают.
Показатель истираемости вычисляют с точностью до 0,1% по формуле

Щебеночные и гравийные материалы

где g — масса пробы щебня (гравия), г; g1 — суммарная масса остатков на предохранительном и контрольном ситах после просеивания пробы, обработанной в барабане, г.
Испытание повторяют 2 раза.
Оценка качества щебня и гравия. Главными показателями, характеризующими качество щебня и гравия, служат морозостойкость, дробимость и истираемость в барабане, а при составлении оптимальных смесей и гранулометрический состав.
Морозостойкость горных пород непосредственно связана с их водонасыщением и пористостью. Чем больше пористость, тем больше водонасыщение и тем большее разрушение окажет замерзающая в порах вода при своем расширении. По показателям морозостойкости гравий и щебень делятся на марки Мрз 15, Мрз 25. Мрз 50, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300.
Морозостойкость может быть определена ускоренным способом в растворе сернокислого натрия и непосредственным замораживанием. Если проба не выдержала испытания с помощью раствора сернокислого натрия, то окончательное суждение о морозостойкости щебня (гравия) должно быть сделано на основании дополнительного испытания непосредственным замораживанием.
В табл. 24 приведены технические требования к щебню и гравию по показателям морозостойкости.

Щебеночные и гравийные материалы

В зависимости от дробимости при сжатии (раздавливании) в стальном цилиндре щебень подразделяют на марки по прочности: 1200, 1000, 800, 600, 400, 300, 200. Марки щебня по дробимости из осадочных горных пород определяют по табл. 25 в соответствии с полученными данными при испытании, а для изверженных и метаморфических пород — по табл. 26.

Щебеночные и гравийные материалы

Для гравия установлены марки по дробимости Др8, Др 12, Др16 и Др20. Потеря в массе при испытании для марки Др8 должна быть менее 8%, Др12 9—12, Др16 13—16, Др20 17—20%. Клас-сификация щебня по дробимости и износу (истираемости) в полочном барабане, а также технические требования приведены в табл. 27,
Классификация и технические требования к гравию и щебню из гравия приведены в табл. 28.

Щебеночные и гравийные материалы

Технические требования к каменным материалам предъявляются в зависимости от их назначения и климатических условий.

Щебеночные и гравийные материалы

При строительстве местных дорог широко применяют местные слабопрочные каменные материалы из осадочных пород, особенно известняков. В практике строительства, помимо слабопрочных осадочных горных пород, нередко приходится иметь дело с выветрелыми изверженными горными породами, которые используются как местный материал для дорожного строительства.
Степень выветрелости резко сказывается на качестве горных пород, снижая их физико-механические свойства.

Щебеночные и гравийные материалы

В табл. 29 приведены показатели свойств гранитов в зависимости от их выветрелости. По таблице, предложенной М. М. Подъяконовым, по внешним признакам выветрелости гранита можно ориентировочно судить о его прочности и физических свойствах.

Щебеночные и гравийные материалы

Исследования, проведенные на кафедре дорожных строительных материалов МАДИ, показали, что щебень выветрелых пород может быть значительно улучшен путем его обогащения повторным дроблением и отсевом.

Прочность щебня, дробимость, марка по дробимости

Прочность щебня и гравия характеризуют маркой по дробимости, которую определяют по потере массы после проведения сжатия в цилиндре.

Марку по дробимости присваивают щебню после проведения испытания на дробимость по требованиям ГОСТа, на соответствие которому проверяется щебень. На конец 2019 года наиболее часто в нашей лаборатории проверяется щебень на соответствие ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия», поэтому ниже приведены таблицы соответствия марки щебня по дробимости и величины потери массы для разного типа горных пород после проведения испытания на дробимость.

1. Осадочные и метаморфические породы.

Марка по дробимости

Потеря массы при испытании, %

В сухом состоянии

В насыщенном водой состоянии

До 11 включительно

До 11 включительно

Более 11 до 13 включительно

Более 11 до 13 включительно

Более 13 до 15 включительно

Более 13 до 15 включительно

Более 15 до 19 включительно

Более 15 до 20 включительно

Более 19 до 24 включительно

Более 20 до 28 включительно

Более 24 до 28 включительно

Более 28 до 38 включительно

Более 28 до 35 включительно

Более 38 до 54 включительно

Допускается определять марку щебня из осадочных и метаморфических пород как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии. При несовпадении марок по дробимости прочность оценивают по результатам испытания в насыщенном водой состоянии.

2. Интрузивные породы

Марка по дробимости

Потеря массы при испытании, %

До 12 включительно

Более 12 до 16 включительно

Более 16 до 20 включительно

Более 20 до 25 включительно

Более 25 до 34 включительно

3. Эффузивные породы

Марка по дробимости

Потеря массы при испытании, %

До 9 включительно

Более 9 до 11 включительно

Более 11 до 13 включительно

Более 13 до 15 включительно

Более 55 до 20 включительно

4. Щебень из гравия, гравий.

Марка по дробимости

Потеря массы при испытании, %

Щебня из гравия

Гравия

До 10 включительно

До 8 включительно

Более 10 до 14 включительно

Более 8 до 12 включительно

Более 14 до 18 включительно

Более 12 до 16 включительно

Более 18 до 26 включительно

Более 16 до 24 включительно

Для других ГОСТов на щебень, в частности ГОСТ 32826-2014 и ГОСТ 33030-2014, зависимости марки по дробимости от потери массы при испытании для каждого свои и в рамках данной статьи они не приводятся.

Порядок проведения испытания и требования к испытательному оборудованию подробно изложены в ГОСТах на проведение испытания*.

*(На конец 2019 года, в зависимости от области применения и вида щебня, дробимость определяют по трем ГОСТам:
— ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний»;
— ГОСТ 33030-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение дробимости.»;
— ГОСТ 32817-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Щебень шлаковый. Определение дробимости.».)

Остановимся на основных моментах.

Итак, для проведения данного испытания необходимо следующее оборудование :
— Сушильный шкаф;
— Пресс гидравлический с максимальным усилием до 500 кН;
— Цилиндры стальные с внутренними диаметрами 75 и 150 мм и высотой соответственно 75 и 150 мм со съемным дном и плунжером (см. рис.). При определении марки щебня (гравия) применяют цилиндр диаметром 150 мм. Цилиндр с диаметром 75мм используют при приемочном контроле для фракций 5-10мм и 10-20мм.

цилиндр

— Весы лабораторные;
— Сита из стандартного набора с круглыми отверстиями диаметрами 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; 50; 60; 70(80) мм;
— Сосуд для насыщения щебня (гравия) водой (для испытания щебня из осадочных и метаморфических пород).
— Дробилка лабораторная. (при испытании щебня фракции крупнее чем 40мм)

Отобранную пробу щебня (гравия) насыпают в цилиндр так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют плунжер таким образом, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Если верх плиты на плунжере не совпадает с краем цилиндра, то удаляют или добавляют зерна щебня (гравия). После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.

Испытание проводят увеличивая силу нажатия пресса на 1-2 кН в секунду, доводят ее при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН, при испытании в цилиндре диаметром 150 мм — до 200 кН.

После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через контрольное сито. Размер ячеек сита выбирается в соответствии с нижеприведенной таблицей:

Размер ячейки, мм

Размер фракции щебня (гравия), мм

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *