Определение гранулометрического состава песка

Цель работы: освоение методики ситового анализа сыпучего материала на примере строительного песка, определение модуля крупности и группы песка с указанием возможной области его применения (для бетонов, штукатурных растворов, сухих смесей).

Оборудование:

Проведение испытания:

Строительным песком называют частицы минералов и горных пород размером менее 5 мм. Песок может быть природным или искусственным. Искусственным песком называют просеянные отходы (высевки) после дробления породы (получения щебня)

В строительном песке допускается (ГОСТ8736-93) содержание некоторого количества гравийных (непесчаных) фракций (крупнее 5 мм).

Предварительно высушенную пробу песка массой 2 кг просеивают через сита с круглыми отверстиями 10 и 5 мм.

Рассев пробы проводят порциями так, чтобы на сите не получался толстый слой материала. Остатки на ситах и просеянный песок (мельче 5 мм) периодически во время рассева ссыпают в отдельные емкости.

Полученные остатки на ситах взвешивают и вычисляют содержание в песке фракций гравия с размером зерен 5… 10 мм (Гр₅) и выше 10 мм (Гр₁₀) в процентах по массе по формулам:

Гр₁₀ = (m₁₀/m) · 100; Гр₅ = (m₅/m) · 100. (2.5)

где m₁₀ – остаток на сите с отверстиями 10 мм, г; m₅ – остаток на сите с отверстиями 5 мм, г; m – масса всей пробы (2000 г).

Согласно ГОСТ 8736-93 в природном песке допускается наличие зерен гравия размером более 10 мм не более 0,5 %, а зерен размером 5… 10 мм не более 10 %.

Определение зернового состава песка (не содержащего частиц крупнее 5 мм).

Из пробы песка, просеянного сквозь сита 10 и 5 мм (см. п.2.1), отбирают навеску 1000 г (взвешивание с точность до 1 г). Отвешенный песок просеивают через набор сит с отверстиями 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм.

При ручном рассеве проверку его окончания проводят так: каждое сито интенсивно трясут над листом бумаги (развернутой газетой). Просеивание считается законченным, если при этом практически не наблюдается падение зерен песка. Если же на бумагу просыпается с сита заметное количество песка, его аккуратно ссыпают в следующее сито, стопку сит восстанавливают и рассев продолжают.

После окончания просеивания остатки песка на каждом сите, которые называются частными остатками, взвешивают с точностью до 1 г и выражают их величину в процентах по отношению к массе всей рассеиваемой пробы:

a_i = (m_i/m) · 100, (2.6)

где a_i – частный остаток в %, m_i – частный остаток в граммах, m – масса рассеиваемой пробы (здесь 1000 г).

Затем вычисляют полные остатки на каждом сите. Полным называют остаток A_i, который был бы на данном сите, если бы просеивание производилось только через него. Полный остаток численно равен сумме частных остатков на данном сите и всех вышележащих:

A_i = a_i + a_i+1 + …+ a_2,5. (2.7)

(разумеется, на сите 2,5, у которого нет вышележащих сит, полный остаток равен частному).

Гранулометрический состав песка (стандартная форма таблицы)

Остатки на ситах	Размер отверстий сит, мм	Прошло сквозь сито 0,16 мм
2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Частные, г Частные, аi % Полные Аi %	0.14	0.15	0.32	0.31	0.5	0.03

Результаты определения зернового состава песка заносят в стандартную форму таблицы и графически изображают в виде кривой просеивания. Кривую просеивания наносят на предварительно вычерченный график из ГОСТ 10268-80 (Рис.2.11), на котором заштрихована область песков допустимых для бетона. Совмещение графиков позволяет сделать заключение о применимости или неприменимости испытываемого песка для бетона.

Рис.2.11. Стандартный график для определения допустимости песка для бетона.

Определение модуля крупности и группы песка

Модуль крупности рассчитывают на основании данных его зернового состава по формуле:

M_к = (A_2,5 + A_1,25 + A_0,63 + A_0,315 + A₀,₁₆)/100 (2.8)

где A_2,5… A₀,₁₆ – полные остатки на ситах, %.

Модуль крупности, таким образом, некоторая условная величина, комплексная характеристика крупности песка.

По модулю крупности и полному остатку на сите №063 определяют группу песка по крупности (ГОСТ 8736-85).

Вывод: Песок можно использовать в тяжелых бетонах.

Лабораторная работа №6

Определение марки битума

Цель работы: освоение стандартных испытаний битума и установление его марки.

Оборудование: Кольцо и шар(«КиШ»), пенетрометр, дуктилометр.

Для всех вязких и твердых нефтяных битумов есть три общих нормируемых показателя для определения марки: температура размягчения, твердость, которая характеризуется глубиной проникания иглы в битум (пенетрацией), и растяжимость (дуктильность).

Определение температуры размягчения битума при помощи прибора "Кольцо и шар" (КиШ).

Битум как аморфный материал не имеет точки плавления и при нагревании постепенно размягчается. Температурой размягчения называют температуру, при которой происходит определенное уменьшение вязкости битума, фиксируемое стандартным прибором «Кольцо и шар» (КиШ). (Рис.2.6).

Рис.2.6. Прибор КиШ. 1 – штатив, 2 – диски, 3 – кольцо, заполненное битумом, 4 – термометр, 5 – стальной шарик.

Штатив прибора установлен в стеклянном стакане с водой. Стакан подогревается снизу электроплиткой или спиртовкой. Размягчаясь при нагревании, слой битума под действием веса шарика растягивается и опускается. Температуру, при которой битум коснется нижнего диска, считают температурой размягчения. Ее вычисляют как среднее арифметическое из значений, полученных для двух или четырех колец, установленных на приборе.

Проведение испытания:

Предварительно заполняют кольца 3 расплавленным битумом. После охлаждения вставляют их в отверстия среднего диска, помещают шарики 5 на поверхность битума в кольцах, устанавливают термометр 4, ставят штатив 1 с дисками 2 в стакан с водой, а стакан – на электроплитку.

Приступая к испытанию, убедитесь, что прибор собран правильно, и шарики находятся на своем месте. Включите электроплитку, регулируйте степень нагрева так, чтобы подъем температуры происходил со скоростью примерно 5 градусов в минуту. Одновременно следите за подъемом температуры и за тем, как опускается битум в кольцах прибора, растягиваясь под действием веса шарика. Заметьте температуру (для каждого из шариков) когда шарик в битумном «чулке» коснется нижнего диска.