4778

10

песке гравия с размером зёрен (5 – 10) мм − Гр5 и более 10 мм − Гр10 по формулам:

где m5 – масса остатка на сите с отверстиями диаметром 5 мм, г; m10 – масса остатка на сите с отверстиями диаметром 10 мм, г; m – масса навески песка, г.

Из песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску массой не менее 1 кг для определения зернового состава.

Навеску просеивают через набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сетками № 1,25; 063; 0315; 016 (номер сита – размер отверстий «в свету», т.е. между краями соседних проволок, в миллиметрах). Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при ручном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходило не более 0,1 % общей массы навески. Чем мельче сито, тем дольше следует просеивать на нём песок.

По результатам просеивания вычисляют частные (аi) и полные (Аi)

остатки на каждом сите:

где mi – масса остатка на данном i-ом сите, г; m – масса навески, г.

где а2,5, а1,25, …, аi, частные остатки на соответствующих ситах, %. На верхнем сите полный остаток совпадает с частным: А2,5 = а2,5.

Результат определения зернового состава песка оформляют в виде таблицы или графически в виде кривой просеивания в соответствии с рисунком

3.1.

3.1.4.3. Модуль крупности песка (Мк) определяется по формуле

А2,5 + А1,25 + А063 + А0315 + А016

100

где А2,5, А1,25, А063, А0315, А016 – полные остатки на ситах с отверстиями 2,5 мм

ис сетками № 1,25; № 063; № 0315; № 016, %.

3.1.5Определение содержания пылевидных и глинистых частиц

ГОСТ 8735 предусматривает два метода определения содержания пылевидных и глинистых частиц в песке: пипеточный и фотоэлектрический. Последний является наиболее быстрым, однако требует специального оборудования и в учебном пособии не приводится.

Пипеточный метод заключается в следующем.

Навеску песка массой около 1000 г взвешивают, помещают в обычное ведро, заливают 4,5 л воды и выдерживают 2 ч, перемешивая несколько раз.

12

Затем содержимое ведра выливают на два сита: верхнее – с сеткой № 063 и нижнее – с сеткой № 016, поставленные на ведро с метками, показывающими объём. После этого первое ведро ополаскивают чистой водой и сливают её в ведро с суспензией; при этом уровень суспензии должен стать точно 5 л по соответствующей метке.

После этого суспензию тщательно перемешивают в ведре и немедленно наполняют ею поочередно два цилиндра вместимостью 1000 мл до метки (см. рисунок 3.2). Суспензию в каждом цилиндре перемешивают стеклянной или металлической палочкой и оставляют в покое на 1,5 мин. За (5 − 10) с до окончания выдержки в цилиндр опускают мерную пипетку (рисунок 3.2) с закрытой пальцем трубкой так, чтобы низ пипетки находился на расстоянии 190 мм от поверхности. По истечении указанного времени открывают трубку пипетки, и после её заполнения снова закрывают пальцем, извлекают пипетку из цилиндра и выливают её содержимое в предварительно взвешенную чашку. Суспензию в чашке выпаривают при температуре (105 ±

5) 0С. Чашку с сухим остатком взвешивают с погрешностью до 0,01 г. Аналогично отбирают пробу из второго цилиндра.

Содержание пылевидных и глинистых частиц – Потм определяют по формуле:

где m – масса навески песка, г; m1 – масса чашки, г;

m2 – масса чашки с выпаренным порошком, г.

Массу осадка (m2 – m1) допускается определять по плотности суспензии. Для этого нужно взвесить поочерёдно пикнометр объёмом 50 мл, заполненный до риски суспензией, а затем - водой.

где m3 – масса пикнометра с суспензией, г;

13

14

3.1.6 Определение наличия органических примесей в песке

Песком из аналитической пробы заполняют без уплотнения мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают его 3 % -ным раствором гидроксида натрия до уровня 200 мл. Содержимое цилиндра пере-

мешивают и оставляют на 24 ч, повторив перемешивание через 4 ч после пер-

вого. Затем сравнивают окраску жидкости, отстоявшейся над пробой, с цве-

том эталонного раствора или со стандартным цветным стеклом. Эталонный раствор готовится растворением 2,5 мл 2 % - го раствора танина в 97,5 мл

3 % - го раствора гидроксида натрия.

Песок пригоден для использования в бетонах и растворах, если жид-

кость над пробой окрашена слабее эталонного раствора.

При окраске жидкости незначительно светлее эталонного раствора со-

держимое цилиндра подогревают в течение (2 – 3) ч на водяной бане при температуре (60 − 70) 0С и снова сравнивают цвет жидкости над пробой с цветом эталона.

При окраске жидкости одинаковой или более темной, чем цвет эталон-

ного раствора, необходимо провести специальное испытание песка в бетонах или растворах.

3.1.7 Определение истинной плотности песка (пикнометрический метод)

Из аналитической пробы песка берут навеску около 30 г, отсеивают ча-

стицы крупнее 5 мм, высушивают и охлаждают в эксикаторе. Высушенный песок делят на две части. Каждую часть высыпают в чистый высушенный и предварительно взвешенный пикнометр 100 мл, после чего взвешивают его вместе с песком. Затем наливают в пикнометр примерно на 2/3 его объёма дистиллированную воду, перемешивают содержимое и ставят его в слегка

15

наклонённом положении на песчаную ванну или водяную баню. Содержимое пикнометра кипятят в течение (15 − 20) мин для удаления воздуха. Затем пик-

нометр обтирают, охлаждают, доливают до метки дистиллированной водой и взвешивают. После этого пикнометр освобождают от содержимого, про-

мывают, наполняют до метки дистиллированной водой и снова взвешивают.

Все взвешивания производят с погрешностью до 0,01 г.

Истинную плотность песка ρп вычисляют по формуле:

mп ρв

mп + m1 – m2

где mп – масса песка, г;

m1 – масса пикнометра с водой, г;

m2 – масса пикнометра с песком и водой, г; ρв – плотность воды, равная 1,00 г/см3.

Допускается вместо взвешивания пикнометра с дистиллированной во-

дой использовать известную вместимость пикнометра.

В этом случае истинную плотность вычисляют по формуле:

mп ρв

V· ρв + m3 – m2

где V – объём пикнометра, см3;

m3 – масса пустого пикнометра, г.

Расхождение между результатами двух определений истинной плотно-

сти не должно быть более 0,02 г/см3. В случае бóльших расхождений прово-

дят третье определение и вычисляют среднее арифметическое двух ближай-

ших значений.

Студенты проводят данное испытание только один раз.

16

3.1.8 Определение насыпной плотности и пустотности песка

Насыпную плотность песка в стандартном неуплотнённом состоянии определяют путём взвешивания его в мерном цилиндре вместимостью 1 л.

Примерно 5 кг песка просеивают через сито с круглыми отверстиями 5

мм. Затем песок насыпают совком в предварительно взвешенный мерный ци-

линдр с высоты 10 см от верхнего края до образования над ним конуса. Конус без уплотнения песка срезают вровень с краями сосуда линейкой, после чего цилиндр с песком взвешивают.

Насыпную плотность ρн вычисляют по формуле:

где m – масса мерного цилиндра, кг;

m1 – масса мерного цилиндра с песком, кг;

V – объём цилиндра, м3 (V = 10-3 м3).

Результат округляется до 10 кг/м³.

Пустотность (объём межзерновых пустот) песка в стандартном не-

уплотнённом состоянии определяют на основании значений истинной и насыпной плотности песка по формуле:

при этом ρн и ρи должны подставляться в одинаковых единицах – граммах на кубический сантиметр или килограммах на кубометр.

Надо заметить, что данная формула не соответствует теоретической,

по которой вместо истинной в формулу (3.13) должна подставляться средняя плотность зёрен. Но такое несоответствие оправдано тем, что пористость зё-

рен плотных песков близка к нулю, и поэтому истинная и средняя плотности различаются незначительно.

17

3.2 Испытания щебня и гравия для строительных работ

3.2.1 Испытания щебня и гравия для строительных работ проводят по ГОСТ 8269.0 [3], регламентирующему определение двадцати одного показа-

теля, важнейшими из которых являются:

-зерновой состав;

-средняя плотность;

-содержание пылевидных и глинистых частиц;

-содержание глины в комках;

-марка по дробимости при сжатии в цилиндре;

-содержание органических примесей;

-морозостойкость.

Регламентируется также содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и

игловатой формы, содержание зёрен слабых пород, содержание дроблёных зёрен (в гравии), истираемость, реакционная способность и минералого-пет-

рографический состав. Для некоторых расчётов важны насыпная плотность и пустотность. Также как и в песках регламентируется удельная эффективная активность естественных радионуклидов, – требования приведены в п. 3.1.1.

К справочным можно отнести такие технические показатели, как ис-

тинная, пористость, влажность, коэффициент снижения прочности горной породы при насыщении водой, предел прочности исходной горной породы при сжатии, водопоглощение.

Общие требования к проведению испытаний – см. п. 3.1.3.

3.2.2 Отбор проб

Так же, как и при испытании песка, точечные пробы щебня или гравия отбирают из транспортных средств или штабелей до получения объединён-

ной пробы, из которой методом квартования получают лабораторную пробу

18

массой, соответствующей таблице 3.1.

Для каждого испытания из лабораторной пробы методом квартования готовят аналитическую пробу, из которой отбирают навески в соответствии с методикой испытания.

Студенты используют для испытаний пробу, подготовленную кафед-

рой.

Таблица 3.1

3.2.3 Определение зернового состава щебня (гравия)

Зерновой состав щебня (гравия) определяют путём рассева пробы на стандартном наборе сит.

Лабораторную пробу по таблице 3.1 высушивают до постоянной массы и просеивают по частям через сита с отверстиями размерами, соответствую-

щими номинальным размерам зёрен данной фракции: 1,25D; D; 0,5(D + d); d;

2,5 мм; 1,25 мм.

Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при кон-

трольном интенсивном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходило не более 0,1 % общей массы просеиваемой навески.

По результатам просеивания вычисляют частный остаток на каждом сите – аi по формуле (3.3). Затем по формуле (3.4) определяют полные остатки на каждом сите.

В случае, если номинальные размеры зёрен материала D и d не из-

вестны, применяют полный набор сит, включающий сито с квадратными от-

верстиями размером 1,25 мм и сита с круглыми отверстиями диаметрами 2,5;