ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Испытание крупного заполнителя бетона

Определение истинной, средней плотности зерен и насыпной плотности гравия или щебня. Расчет пустотности крупного заполнителя

Методика определения плотности и пустотности крупного заполнителя аналогична той, которую используют при испытании песка.

Для определения истинной плотности зерен гравия, щебня отбирают аналогичную пробу от 1 до 5 кг (в зависимости от размера фракций). Пробу измельчают до крупности 5 мм, затем да крупности меньше 1,25 мм, затем до порошкообразного состояния (размер зерен меньше 0,125 мм), высушивают до постоянной массы. Отвешивают две навески по 10 г и производят определения ρ по выше указанной методике. Среднюю плотность зерен (ρз) определяют гидростатическим взвешиванием.

При определении насыпной плотности применяют цилиндры в зависимости от наибольшего номинального размера щебня, гравия в соответствии с таблицей

Объем мерного цилиндра, л

Внутренние размеры цилиндра, мм.

Фракции щебня (гравия), мм

диаметр

высота

5

10

20

50

185

234

294

400

185

234

294

400

от 5 до 10

свыше 10 до 20

свыше 20 до 40

свыше 40

Среднюю насыпную плотность щебня (гравия) определяют в кг/м3, а пустотность рассчитывают по формуле:

Vп= ,

где ρн – насыпная плотность, кг/м3;

ρз – средняя плотность зерен, г/см3.

Определение зернового состава, наименьшей и наибольшей
крупности зерен щебня (гравия)

    Для определения зернового состава используют лабораторную пробу, высушенную до постоянной массы, от 5 до 40 кг в зависимости от номинального размера зерен D, мм.

    Пробу щебня (гравия) просеивают через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером, мм: 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70.

    Для определения зерен размером более 70 мм используют кольца калибры: 90; 100; 110; 120 и более. Пробу просеивают ручным или механическим способом. Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 минуты через него проходит не более 0,1 % просеянной пробы.

    По результатам просеивания определяют частные остатки, %:

аi = ,

где mi – масса остатка на данном сите, г;

m – масса взятой пробы, г.

    Полные остатки Аi в % на каждом сите рассчитывают как сумму частных остатков на данном сите и всех вышележащих ситах с большим размером отверстий. По полным остаткам Аi строят кривую просеивания по которой определяют Dнаим и Dнаиб. Результаты определения зернового состава сравнивают с требованиями стандарта (табл 6.2) и делают выводы о пригодности крупного заполнителя для бетона.

Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре

Прочность щебня или гравия оценивают косвенным показателем по дробимости в цилиндре. Дробимость оценивают потерей в массе, %, испытуемой пробы после раздавливания в специальном стальном цилиндре с плунжером и просеивания через определенное сито.

Порядок проведения испытания:

При определении марки щебня (гравия) применяют цилиндр диаметром 150 мм.

Стальной цилиндр для определения дробимости щебня: а) цилиндр; б) съемное дно; в) плунжер

Пробу материала насыпают в цилиндр с высоты 50 мм так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют плунжер так, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса .Увеличивая нагрузку со скоростью 1..2 кН (100..200 кгс) в секунду, доводят ее при испытании в цилиндре:

  • диаметром 75 мм до 50 кН (5000 кгс);
  • диаметром 150 мм до 200 кН (20000 кгс).

    После испытания на прессе испытуемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытуемой фракции через сито с размером отверстий:

  • 1,25 мм – для щебня фракций от 5 до 10 мм;
  • 2,5 мм – для щебня фракций свыше 10 до 20 мм;
  • 5 мм – для щебня фракций свыше 20 до 40 мм.

    Остаток после просеивания взвешивают. Dр определяют с точностью до 1 % по формуле:

Dр = ,

где m – масса аналитической пробы щебня (гравия), г;

m1 – остаток на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы, г.

    Показатель Dр позволяет установить марку щебня или гравия по прочности на сжатие. Марки по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород должны соответствовать нормативным требованиям.

Марка по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород

#G0

Марка по дробимости щебня из осадочных и

метаморфических пород

 

Потеря массы при испытании щебня, %

в сухом состоянии

в насыщенном водой состоянии

1200

До 11 включ.

До 11 включ.

1000

Св. 11 до 13

Св. 11 до 13

800

» 13 » 15

» 13 » 15

600

» 15 » 19

» 15 » 20

400

» 19 » 24

» 20 » 28

300

» 24 » 28

» 28 » 38

200

» 28 » 35

» 38 » 54

Марка по дробимости щебня из изверженных пород

#G0

Марка по дробимости щебня из изверженных пород

Потеря массы

при испытании щебня, %

из интрузивных пород

из эффузивных пород

1400

До 12 включ.

До 9 включ.

1200

Св. 12 до 16

Св. 9 до 11

1000

» 16 » 20

» 11 » 13

800

» 20 » 25

» 13 » 15

600

» 25 » 34

» 15 » 20

Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

При использовании в строительстве природных каменных материалов, продуктов промышленного производства должна проводиться их радиационно-гигиеническая оценка, по результатам которой устанавливают область применения (класс) материала (см. п. 6.2.). Величину удельной эффективной активности естественных радионуклидов определяют в специализированных лабораториях на γ-спектрометрических установках или радиационно-метрических лабораториях органов надзора. Для предварительной оценки используют портативные дозиметры.

Дозиметр – радиометр АНРИ-01-02 (рис. 6.3) состоит из двух частей соединенных между собой винтами. В верхней части расположены органы управления и индикации, элемент питания, печатные платы. В нижней части корпуса расположена плата со счетчиками излучения. К нижней части корпуса крепится поворотная задняя крышка, являющаяся экранирующим фильтром. Между датчиками и задней крышкой установлена тонкая пленочная прокладка.


 


Дозиметр АНРИ-01-02 «СОСНА»: 1 — цифровое табло; 2 — гнездо для подключения детектирования; 3 — переключатель режимов работы; 4, 5- кнопки контроля; 6 — выключатель питания; 7 — кнопка «пуск» «стоп»; 8 — крышка отсека элемента питания; 9 — задняя крышка с фиксатором 10; 11 — место пломбировки; 12 — прокладка защитная; 13 — рамка; 14 — заглушка

При попадании ионизирующих частиц в рабочие объемы счетчиков появляются импульсы, которые подаются на табло жидкокристаллического индикатора. Внутренний таймер через заданное время прекращает счет импульсов. На цифровом табло индицируется количество импульсов за заданный период времени. В режиме оценки объемной активности радионуклидов в пробах проводятся два измерения: с кюветой, заполненной чистой питьевой водой и с кюветой, заполненной исследуемым веществом. Время контролируется секундомером.

Порядок исследования:

Для приготовления пробы исследуемый материал измельчают до порошкообразного состояния. Затем определяют насыпную плотность, т.к. на данном приборе величина удельной активности радионуклидов измеряется в Бк/л, а нормативные показатели даны в Бк/кг. Перед началом опыта замеряют фоновое значение γ-излучения в лаборатории; если оно составляет менее 0,02 мР/ч, то его не учитывают при расчетах. Затем снимают показания прибора в следующих позициях:

  • при замере с кюветой заполненной водой;
  • при замере с кюветой заполненной исследуемым веществом.

Расчет величины объемной активности радионуклидов, А, Бк/л, производят по формуле:

где Nф – показания прибора при замере с водой, импульс;

Nф+n – показания прибора при замере с исследуемым веществом, импульс;

t1 время замера с водой, мин (t1 =10мин);

t2 время замера с исследуемым веществом, мин (t2 =30мин);

Кn – коэффициент прибора 300 Бк∙мин/л∙импульс.

Полученные значения объемной активности, Бк/л, переводят в Бк/кг, зная значения насыпной плотности используемого материала. Результаты сравнивают с техническими требованиями по санитарно-гигиенической оценке, представленными в гл. 6, п.2.

Например: суммарная удельная эффективность естественных радионуклидов составляет Аэфф=90 Бк/л (60 Бк/кг) < 370 Бк/кг.

Класс материала – 1. Ограничение на использование в строительстве нет.

Литература

Заполнители для тяжелого бетона: Методические указания к лабораторным работам для студентов/ Сост. З.А. Камалова. Казань: КГАСУ, 2013. — 15 с.