Справжня щільність щебеню: визначення щільності

Під поняттям «дійсна густина щебеню» мається на увазі маса даної одиниці об’єму без урахування наявних пір і пустот, в істинно щільному стані. Це значення щоразу визначається по заданій формулі і використовується після цього в розрахунках визначення пористості матеріалу. Утворюється щебінь шляхом дроблення твердих гірських порід різних фракцій і має дуже хороше зчеплення з компонентами бетонних сумішей. Щебінь у вигляді зерен застосовується в різних сферах будівництва.

Види щебеню: а – кубовидний, б – гострокутний, в – клиновидний, г – лещадністю.

Проводиться бетон на гранітному щебені, і вироби з такого бетону використовують як посипання в дорожньому покритті і при виробництві асфальтобетону. Такий бетон застосовується при зведенні споруд відповідальних, до яких пред’являються високі вимоги міцності.

Визначення щільності щебеню

Серед інертних матеріалів гранітний щебінь досі зберігає лідируючі позиції.

Таблиця характеристик щебеню.

Скласти конкуренцію міцної кам’яної породи магматичного походження не може ні один з видів крупний заповнювач з іншим складом. Мають взаємозалежність основні характеристики щебеню.

Чим у гранітного щебеню краще показники щільності, тим вище такі його характеристики, як щільність і морозостійкість. Технології будівництва, як правило, розрізняють для нерудної матеріалу кілька видів щільності, яку прийнято визначати трьома видами:

  • істинної;
  • середньої;
  • насипний.

У свою чергу дійсна густина, як щебеню, так і гравію, може бути знайдена декількома способами, а саме: пикнометрическим і прискореним.

Визначення дійсної густини пикнометрическим методом

Цей метод, який використовується для визначення щільності, має на увазі вимір маси і одиниці об’єму для заздалегідь підготовленого, висушеного і подрібненого, матеріалу. Щоб визначити справжню щільність цієї гірської породи в геологічній пробі, готується спеціально лабораторна проба. Щебінь для отримання результату закладають в дробарку, і після обробки розсіюють в ній продукти дроблення. Щоб визначити справжню щільність, застосовують також дроблення до тонкого порошку і висушування потім при 105-110 ° C до отримання постійної маси. Ступінь подрібнення породи при цьому може бути різна і залежить від стандарту на кожен матеріал. Для визначення знадобиться:

Види фракцій щебеню.

  • пікнометр місткістю 100 мл, відповідний ГОСТ 22524;
  • ваги настільні: циферблатні повинні відповідати ГОСТ 29329, а лабораторні – 24104;
  • порцелянова чашка для зважування по ГОСТ 9147 або стаканчик по ГОСТ 25336;
  • порцеляновий або чавунна ступка;
  • ексикатор, відповідний ГОСТ 25336;
  • сірчана концентрована кислота по ГОСТ 2184;
  • кальцій хлористий або хлорид кальцію (безводний) по ГОСТ 450;
  • сушильну шафу;
  • пісочна або водяна баня;
  • лабораторна щокові дробарка ДЛЩ 60х100 або ДЛЩ 80х150;
  • металева щітка;
  • сито №0125 ГОСТ 6613.

Наявні фракції піддаються забору матеріалу, для дослідження матеріалу береться за 2 однакові проби від кожного різновиду фракції, інакше результат буде неточний. Вага кожної забирається проби буде залежати від розмірів окремо взятої фракції щебеню. Так, для фракції від 5 до 10 мм береться 1 кг, від 10 до 20 мм – 1,5 кг, від 20 до 40 мм – 2,5 кг, від 40 до 70 мм – 5 кг, а якщо є зерна, більш великі по фракції, то їх попередньо до забору проби подрібнюють до досягнення ними ~ 70 мм або трохи менше.

Щоб підготувати до випробування щебінь і визначити його дійсну густину за допомогою пікнометричним методу, щебінь металевою щіткою ретельно очищається від пилу і бруду, потім він подрібнюється в лабораторній спеціальної дробарці до розмірів зерна не більше 5 мм. Цю масу перемішують і беруть з неї 150 г, після цього ще раз подрібнюють і беруть звідти 30 м Ця проба повинна бути подрібнена до стану пилу, перемішана, і при цьому частки не повинні для готовності до досвіду перевищувати 0,125 мм. Потертий таким чином щебінь поміщається в заздалегідь підготовлену чашку з порцеляни або в спеціальний стакан, призначений для лабораторного зважування.

Схема виробництва щебеню.

У цій лабораторному посуді взяті проби дуже акуратно просушиваются і охолоджуються після цього до досягнення значень температури, близьких до кімнатних. Найчастіше в лабораторних умовах виробляють охолодження, тримаючи предмет досвіду над парами концентрованої сірчаної кислоти, в інших випадках охолоджують досвід над безводним хлоридом кальцію.

Коли всі умови виконані, для того щоб визначити справжню щільність, беруться 2 навішування по 10 г кожна з них, потім вони всипаються в Пікнометри, заздалегідь підготовлені для цього, сухі і чисті. Після цього наливають туди ж дистильовану воду, взявши її для цього досвіду в кількості, необхідній для того, щоб вона заповнила собою не більше ніж половину від загального обсягу всього пікнометра. Вміст кип’ятиться на водяній або спеціальної піщаної лазні, для точного результату повинно пройти з початку кипіння не менше 15-20 хв, це потрібно для повного видалення з суміші бульбашок повітря. Перебувати при цьому він повинен в похилому по відношенню до основної площини положенні. Також бульбашки повітря, які неминуче виникають при з’єднанні води і порошку щебеню, можуть віддалятися за допомогою утримування пікнометра деякий час в ексикаторі над вакуумом.

Коли все повітря з взятого для досвіду щебеню, змішаного з очищеної дистиляцією водою, вилучений, пікнометр потрібно обтерти і охолодити, а має ті ж характеристики вода додатково в нього доливається до мітки, якою її рівень відповідав до кип’ятіння, прилад після цієї процедури зважують. Після зважування пікнометр повністю звільняється від свого вмісту, ретельно промивається, наповнюється до того ж рівня аналогічної очищеною водою і вдруге зважується. Щоб досвід мав більше точності, проводяться два паралельних однакових за умовами досвіду.

Справжня щільність фракцій щебеню таким чином визначається як середнє арифметичне між двома вимірами і обчислюється за формулою.

Номограма визначення стандартної щільності грунтощебеню.

Формула для розрахунку істинної щільності щебеню використовується наступна:

r = mr8 / (m + m? -m?) (1.11), де:

  • r – дійсна густина щебеню, в г / см ?;
  • r8 – щільність води, яка приймається за замовчуванням за 1 г / см ?;
  • m – маса наважки порошку, обрана для визначення дійсної густини щебеню, який висушений до постійної маси, в г;
  • m? – маса пікнометра з дистильованою водою, в грамах;
  • m? – маса пікнометра з навішуванням і дистильованою водою після того, як вилучені шляхом кип’ятіння бульбашки повітря, в грамах.

Прискорене визначення істинної щільності щебеню

При використанні цього методу значення, яке відоме як справжня щільність породи і зерен щебеню, визначається обчисленнями загальної маси попередньо подрібненого і після цього висушеного матеріалу. У цьому випадку, щоб точно визначити всі параметри, використовується призначений для цього прилад Лешательє. Буде потрібно наступне обладнання і матеріали:

  • прилад Лешательє;
  • ваги лабораторні ГОСТ 24104 або настільні циферблатні по ГОСТ 29329;
  • для зважування: порцелянова чашка ГОСТ 9147 або стаканчик 25336;
  • ексикатор ГОСТ 25336;
  • сушильну шафу;
  • сірчана кислота ГОСТ 2184;
  • хлористий кальцій (хлорид кальцію безводний) ГОСТ 450;
  • сито, розмір отворів 5 мм, ГОСТ 6613;
  • металева щітка.

Схема приладу Лешательє.

Добре подрібнений щебінь, підготовлений аналогічно попередньому способу визначення, висипають в чашку з порцеляни або лабораторний стакан, призначений спеціально для зважування. Там її висушують до досягнення нею значення постійної маси, після досягнення цього параметра охолоджують матеріал до значення, близького до значення кімнатної температури, за допомогою ексикатора. Охолодження можна проводити над сірчаної концентрованої кислотою або безводних хлоридом кальцію. З висушеного порошку відбираються дві навішування, по 50 г загальною вагою кожна.

Для початку прилад заповнюється водою до досягнення рівня найнижчої з наявних позначки, визначити цей рівень можна за допомогою нижнього меніска. Після цього всередину приладів через воронку в кожен поміщають підготовлену наважку малими порціями. Насипати продовжують до моменту, коли рівень знаходиться всередині води з розмітки самого нижнього поділу під дією подрібненого щебеню піде вгору до 20 мл або будь-якого обраного розподілу, яке знаходиться у верхній частині шкали. Щоб видалити по можливості зайвий накопичився повітря, в процесі прилад злегка струшують.

Визначають потрібну щільність матеріалу в цьому випадку шляхом зважування тієї частини взятого щебеню, що не ввійшла всередину. Розбіжність між двома результатами при підсумкових обчисленнях не повинно бути більше ніж 0,02 г / м ?. Якщо розбіжність вийшло більше, виробляють додатково третє визначення, щоб потім прийняти до уваги 2 найближчих один одному значення.

Після цього в якості результату приймається середнє арифметичне 2 найбільш близьких значень. У тому випадку якщо виникає необхідність визначити щільність щебеню або гравію, який являє собою суміш фракцій, значення по кожній фракції визначається окремо.

Середня щільність гранітного щебеню

Особливості гранітного щебеню.

Визначаючи для гранітного заповнювач цю характеристику, брати до уваги наявні всередині зерна, пори і порожнечі. Вологість матеріалу відіграє велику роль на показники середньої щільності щебеню.

Щоб це значення було визначено, контрольну навішення необхідно висушити до постійної маси і тільки потім зважити. Зваживши, щебінь поміщають на 2 години в посудину з водою.

Коли контрольний термін часу закінчується, щебінь знову зважується, визначаючи таким чином вага.

Насипна щільність гранітного щебеню

Врахувати весь обсяг зерна щебеню разом з пустотами зовнішніми і внутрішніми може обчислення насипної щільності матеріалу. Це значення найчастіше використовується, коли підраховують витрату матеріалу при виборі складу бетону, щоб скласти будівельні кошторису. Залежить насипна щільність від фракції щебеню, і чим більше камінь, тим показник менше, так як між фракціями в цьому випадку утворюється більше порожнеч.

Щоб визначити це значення, потрібно висушити контрольну навішення щебеню гранітного до його постійного ваги. Слідом за цим матеріал засипають в літрову ємність. Знайдені значення дозволяють обчислити насипну щільність матеріалу.

Ссылка на основную публикацию