Лабораторная работа №.
Тема: Определение зернового состава щебня по ГОСТ 8269
Цель работы – освоить методики оценки качества крупного заполнителя для бетона, сопоставить полученные данные с требованиями ГОСТа и рекомендовать для применения с учетом прочности и назначения бетона.
Краткие теоретические сведения
Крупный заполнитель подразделяют на щебень, гравий и щебень из гравия.
Щебень – неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления.
Характерной особенностью щебня является остроугольность кромок и шероховатость граней кусков.
Гравий – неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый рассевом природных гравийно- песчаных смесей.
Отличительной особенностью гравия является округлость форм его кусков (окатанность), отсутствие острых граней и малая шероховатость поверхности.
Щебень из гравия получают дроблением валунов и крупного гравия.
Такой щебень характеризуется содержанием дробленых зерен (кусков),которых должно быть не менее 80% по массе (в отдельных случаях допускается содержание дробленых зерен от 60 до 80 %).
Дроблеными называют зерна гравия, поверхность которых околота более чем наполовину.
Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: от 5 (3) до 10 мм; от 10 до 20 мм; от 20 до 40 мм; от 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм. Также допускается использовать щебень и гравий в виде фракций от 10 до 15 мм; от 15 до 20 мм; от 80 (70) до 120 мм и от 120 до 150 мм, а также смеси фракций от 5 (3) до 15 мм; от 5 (3) до 40 мм; от 20 до 80 (70) мм.
Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 8267 – 93.
В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов щебень и гравий должны отвечать требованиям ГОСТ 26633–91. Крупный заполнитель в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирают по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике.
При подборе состава бетона учитывают также плотность, пористость, водопоглощение и пустотность заполнителя.
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 приведен пример расчета и построения графика зернового состава щебня (гравия).
Задание. Рассев щебня на стандартном наборе сит дал следующие результаты (см. таблицу1). Определить наибольшую и наименьшую крупность щебня и нанести кривую его зернового состава на график плотных смесей.
Результаты рассева щебня на контрольных ситах
Таблица1
| Размер отверстий контрольных сит, мм | Прошло через сито 5 мм | ||||
| Остатки на ситах, кг | 0,9 | 10,1 | 6,5 | 1,8 | 0,7 |
Решение. По заданным остаткам на ситах определяем общую массу просеиваемой навески как сумму остатков на всех ситах, включая поддон:
= 0,9 + 10,1 + 6,5 + 1,8 + 0,7 = 20 кг.
После этого находим частные и полные остатки на каждом сите в % (см. таблицу2).
Результаты расчета частных и полных остатков песка на контрольных ситах
Таблица2.
| Размер отверстий контрольных сит | Прошло через сито 5 мм | ||||
| Частные остатки, кг. | 0,9 | 10,1 | 6,5 | 1,8 | 0,7 |
| Частные остатки, % | 4,5 | 50,5 | 32,5 | 3,5 | |
| Полные остатки, % | 4,5 | 87,5 | 96,5 |
По найденным полным остаткам определяем наибольшую D наиби наименьшую D наимкрупности щебня.
За наибольшую крупность D наибпринимается размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 5%.
За наименьшую крупность D наимпринимают размер отверстий первого из сит, на котором полный остаток не менее 95% (сквозь которое проходит не более 5% просеиваемой навески).
В данном случае D наиб= 40 мм; D наим= 5 мм.
Полусумма D наиби D наимравна (40 + 5) / 2 = 22,5 мм; принимаем ближайший размер ячейки стандартного сита, т.е. D ср= 20 мм.
1,25 D наиб= 1,25 · 40 = 50 мм, в качестве координаты этой точки принимаем 70 мм (таков ближайший размер ячейки стандартного сита.
По данным рассева песка и расчета полных остатков на указанных ситах строим график зернового состава щебня (пунктирная линия), нанося его на область плотных смесей (заштрихованная область).
График зернового состава щебня
График зернового состава данного щебня расположен в заштрихованной области (область плотных смесей). Следовательно, гранулометрический состав щебня удовлетворяет требованиям ГОСТа на щебень для тяжелого бетона.
Контрольные задания
2. Рассев щебня на стандартном наборе сит дал следующие результаты (см. табл.3.). Определить наибольшую и наименьшую крупность щебня и нанести его гранулометрический состав на кривую плотных смесей.
Таблица 3. Варианты исходных данных для расчета зернового состава щебня
| № варианта | Частные остатки (в кг) на ситах, мм | Прошло через сито 5 мм | |||
| 1,1 | 0,9 | ||||
| 1,2 | 2,8 | ||||
| 1,3 | 8,3 | 11,4 | |||
| 1,5 | 7,5 | ||||
| 1,6 | 1,4 | ||||
| 0,5 | 11,5 | 1,5 | 0,.5 | ||
| 0,6 | 10,7 | 1,5 | 0,2 | ||
| 0,7 | 10,5 | 7,5 | 1,2 | 0,1 | |
| 0,9 | 10,1 | 6,5 | 1,8 | 0,7 | |
| 0,4 | 0,6 | ||||
| 0,5 | 0,5 | ||||
| 0,6 | 7,4 | ||||
| 0,7 | 3,3 | ||||
| 0,8 | 2,2 | ||||
| 0,7 | 5,3 | ||||
| 0,6 | 1,4 | ||||
| 0,5 | 13,5 | ||||
| 0,4 | 1,4 | 0,2 | |||
| 0,3 | 7,1 | 0,6 | |||
| 0,2 | 0,8 | ||||
| 2,4 | 12,4 | 3,2 | |||
| 0,3 | 0,7 | ||||
| 0,5 | 1,5 | ||||
| 0,6 | 0,4 | ||||
| 1,1 | 0,9 | ||||
| 1,2 | 2,8 | ||||
| 1,3 | 8,3 | 11,4 | |||
| 1,5 | 7,5 | ||||
| 1,6 | 1,4 |
Вывод: