Исследование свойств крупного заполнителя
Для испытания щебня или гравия от каждой поступающей партии массой 500 т отбирают среднюю пробу. От 10 до 15 частичных проб из разных мест партии соединяют и методом квартования получают сокращенную пробу массой 80 - 150 кг.
Зерновой состав щебня или гравия определяют просеиванием просушенной пробы через набор сит с диаметрами отверстий 70; 40; 20; 10 и 5 мм
(стандартный набор сит). Если остаток образовался на сите с отверстиями диаметром 70 мм, используют проволочные кольца - калибры диаметром 100, 120 мм и более и таким образом определяют максимальный размер зерен заполнителя.Массу пробы для испытаний принимают по таблице 1.2.
Таблица 1.2
Масса проб для испытаний крупного заполнителя.
| Наибольшая крупность зерен, мм | Масса пробы, кг |
| 1 - 10 |
Остатки щебня (гравия) на каждом сите взвешивают и определяют частные остатки аi ,% по формуле (1.3)
Рассчитывают полные остатки на каждом сите
Ai=a70+....+ ai. (1.6)
Устанавливают наибольшую Dmaxи наименьшую Dmin крупность зерен заполнителя по следующим признакам:
- наибольшая крупность зерен соответствует размеру отверстий сита, полный остаток на котором не превышает 5 %;
- наименьшая крупность зерен соответствует размеру отверстий сита, полный остаток на котором не менее 95 %.
Для оценки качества зернового состава щебня (гравия) значения полных остатков на ситах с контрольными отверстиями Dmin, 0,5(Dmax+ Dmin) , Dmax и 1,25 Dmax наносятся на график зернового состава щебня (гравия) ( см рис. 1.2) Заполнитель считается пригодным по зерновому составу для использования в бетоне если построенная кривая располагается в заштрихованной части графика.
|
|
Рис. 1.2 График зернового состава щебня (гравия)
Примеры решения задач по заполнителям для бетона
Задача
Рассчитать модули крупности и эффективности речных рядового (1) и классифицированного (2) песков следующего зернового состава:
Таблица 1.3
| Частные остатки аi на ситах, % | ||||||||
| Dсит, мм | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | прошло через 0,14 мм | ||
| Песок 1 Песок 2 | ||||||||
Истинная плотность rпесков 1 и 2 равна 2600 кг/м3.
Насыпная плотность песка 1 - 1400 кг/м3, песка 2 - 1650 кг/м3.
Решение.
Полные остатки на ситах рассчитаны согласно (1.4) и представлены в табл 1.4.
Таблица 1.4
| Полные остаткиАi на ситах, % | |||||
| Dсит, мм | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 |
| Песок 1 Песок 2 |
Модуль крупности песков расчитывается по формуле (1.5)
Мкр 1=(5+10+25+45+95)/100= 1,8 (Мкр 1< 2 - следовательно песок 1 - мелкий).
Мкр 2 =(10+35+65+85+100)/100= 2,95 (2< Мкр 2< 2,5 следовательно песок 2 - крупный).
Наиболее обоснованными критериями оценки качества мелкого заполнителя служат значения удельной поверхности и межзерновой пустотности песка, от которых зависит расход цементного теста используемого на покрытие поверхности зерен песка слоем теста необходимой толщины и заполнение межзернового пространства.
Объем цементного теста (м3/кг), необходимый для смазки зерен, рассчитывается по формуле:
V1=13·10-6 S, (1.7)
где 13·10-6 м - экспериментально установленная толщина пленки цементного теста на частицах песка, обеспечивающая необходимую смазку поверхности зерен заполнителя;
S - удельная поверхность зерен мелкого заполнителя, м2/кг.
Удельная поверхность зерен песка может быть приближенно вычислена по формуле А.С. Ладинского :
S=(6,35 k/1000)(0,5а+ b+2c+4d+8e+16f+36g), (1.8)
где а,b,c,d,e,f- частные остатки (%) соответственно на ситах 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм;
g- остаток, прошедший через сито 0,14 мм;
k - коэффициент, определяемый видом песка:
k=2для овражного (горного) песка,
k=1,65для среднего и крупного речного (морского) песка,
k=1,5для мелкого речного (морского) песка.
Удельный объем межзерновых пустот (м3/кг) рассчитывается по уравннию:
V2=(r-rн)/(rrн), (1.9)
где r - истинная плотность песка, кг/м3;
rн - насыпная плотность песка, кг/м3.
Модуль эффективности является интегральным показателем и равен удельному объему теста необходимого для заполнения межзерновых пустот и смазки поверхности зерен песка:
Mэф= V1+V2= 13·10-6 S+ (r-rн)/(rrн) (1.10)
Удельная поверхность песков 1 и 2 соответственно равна:
S1=(6,35 k/1000)(0,5·0+ 5+2·5+4·15+8·20+16·50+36·5)= 11,57 м2/кг,
S2=(6,35 k/1000)(0,5·0+10+2·25+4·30+8·20+16·15+36·0)= 6,08 м2/кг.
Модуль эффективности песков 1 и 2 соответственно равен:
Mэф1=13·10-6·11,57 + (2600-1400)/(2600·1400) =0,48·10-3 м3/кг;
Mэф2=13·10-6·6,08 + (2600-1650)/(2600·1650) =0,30·10-3 м3/кг.
Расход цемента при использовании в качестве заполнителя классифицированного песка в 1,6 раза меньше, чем рядового песка.