Методы испытаний и оценка качества каменных материалов
Определение минералого-петрографического состава
щебня (гравия)
Минералогический состав щебня (гравия) во многом определяет их физико-механические свойства: прочность, истираемость, устойчивость к воздействию окружающей среды и др.
Для определения минералого-петрографического состава щебня (гравия) необходимы стандартный набор сит, лупы минералогические, набор реактивов, стальная игла, молоток, ступки и чашки фарфоровые, весы настольные гирные и лабораторные.
Щебень, изготовленный из одной горной породы, характеризуется петрографическим составом с указанием пород и минералов, которые могут обладать потенциальной реакционной способностью, проявляющейся при взаимодействии со щелочами цемента в бетоне.
Петрографическую разборку щебня (гравия) производят на основе внешнего осмотра зерен при помощи лупы, используя набор реактивов для минералогического анализа, а также другие, принятие в петрографии методы (с изготовлением в необходимых случаях прозрачных шлифов).
Для этой цели испытываемый щебень (гравий) рассеивают на стандартные фракции и от каждой из них отбирают пробу массой, соответствующей указанной в табл. 1.
При содержании в испытываемом щебне (гравии) какой-либо фракции в количестве, меньшем 5 % по массе, определение минералого-петрографического состава этой фракции не производят.
Пробу промывают и высушивают до постоянной массы, после чего зерна пробы каждой фракции разделяют по генетическим типам пород в соответствии с табл. 2.
Таблица 1
| Размер фракции, мм | Масса пробы, кг, не менее |
| 5 - 10 | 0,25 |
| 10 - 20 | 1,0 |
| 20 - 40 | 5,0 |
| 40 - 70 | 15,0 |
| Св. 70 | 35,0 |
Таблица 2
| Генетический тип породы | Породы |
| Осадочные | Известняк, доломит, песчаник, кремень и др. |
| Изверженные интрузивные | Гранит, габбро, диорит и др. |
| Изверженные эффузивные | Базальт, порфирит, диабаз и др. |
| Метаморфические | Кварцит, кристаллические сланцы и др. |
Зерна карбонатных пород, подвергавшиеся процессом скремнения более чем на 40 % своего объема, относят к группе кремния. Зерна кварца выделяют в самостоятельную группу.
Кроме этого, выделяют зерна, представленные обломками минералов и пород, наличие которых ограничивается стандартами и техническими условиями на соответствующие виды строительных работ:
а) рудные минералы (пирит, бурый железняк и др.);
б) сернистые и сернокислые соединения (гипс и др.);
в) глинистые сланцы, аргиллиты, мергель;
г) минералы и породы, которые могут обладать потенциальной реакционной способностью: опал, халцедон, кремень и окремнелые породы, вулканические стекла и содержащие их породы;
д) уголь и другие органические примеси.
При наличии минералов, содержащих серу, количество сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 определяют методами химического анализа.
В целях уточнения количественного содержания в щебне, граните зерен с включениями аморфных разновидностей кремнезема может быть применен метод термического испытания.
Разобранные по породам (или минералам) зерна щебня (гравия) взвешивают раздельно и вычисляют их содержание Xi в процентах в данной навеске по формуле:
где mi - масса зерен данной породы или минерала, г;
m - общая масса навески, г.
Содержание зерен каждой породы или минерала в пробе щебня (гравия) определяют как средневзвешенное значение их количества во всех фракциях с учетом гранулометрического состава каменного материала.
Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре
Щебень и гравий имеют неправильную форму, поэтому для оценки их прочности определяют дробимость щебня (гравия) в цилиндре и истираемость в полочном барабане, моделирующие работу этого материала в дорожной одежде.
Для определения дробимости щебня (гравия) при сжатии (раздавливании) в цилиндре используют пресс гидравлический с усилием до 100 или 500 кН, цилиндры стальные со съемным дном и плунжером, с внутренними диаметрами 75 и 150 мм, весы настольные, стандартный набор сит, сушильный шкаф, сосуд для насыщения каменного материала водой.
Стальной цилиндр со съемным дном и внутренним диаметром 150 мл заполняют щебнем (гравием) фракции 5 - 10, 10 - 20 мм или 20 - 40 мм, ссыпая его с высоты 5 см. Материал после разравнивания должен быть ниже края цилиндра на 15 мм. Затем в цилиндр вставляют плунжер, плита которого должна быть на уровне верхнего края цилиндра. После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.
Давление пресса на плунжер доводят до 200 кН со скоростью нагружения 1 - 2 кН в секунду. После сжатия пробу щебня взвешивают и просеивают через сито, размер отверстий которого выбирают в соответствии с размером испытываемых фракций (табл. 3).
Таблица 3
| Размер фракций, мм | Размер отверстий сита, мм |
| 5 - 10 | 1,25 |
| 10 - 20 | 2,5 |
| 20 - 40 | 5,0 |
Показатель дробимости определяют с точностью до 1 % по формуле:
где m - испытываемая навеска щебня (гравия), г;
m1 - остаток на сите после просеивания раздробленной, в цилиндре навески щебня, г.
При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси двух или более фракций, показатель дробимости вычисляют как средневзвешенное результатов испытания таких фракций.
Определение истираемости щебня (гравия) в полочном барабане
Для испытания каменного материала необходим полочный барабан, весы, сушильный шкаф, стандартный набор сит.
Фракции щебня (гравия) загружают в полочный барабан (рис. 1) вместе с чугунными или стальными шарами диаметрам около 48 мм и массой 405 г каждый. Крышку барабана закрепляют и приводят барабан во вращение. Скорость вращения составляет 30 - 33 об/мин.
Массу фракций щебня, количество шаров и оборотов барабана принимают в соответствии с табл. 4.
Таблица 4
| Фракции щебня (гравия), мм: | Масса фракции, кг: | Количество шаров | Количество оборотов барабана |
| 5 - 10 | |||
| 5 - 15 | |||
| 10 - 20 | |||
| 20 (25) - 40 |
После испытания материал просеивают через сита с размером отверстий 5 и 1,25 мм. Остатки на ситах объединяют вместе и взвешивают.
Рис. 1. Полочный барабан
Истираемость щебня в процентах определяют по формуле:
где m - масса материала до испытания, г;
m1 - масса остатков на сите с размером отверстий 5 и 1,25 мм.
При испытании щебня (гравия), состоящего из нескольких фракций истираемость вычисляет как средневзвешенное результатов испытаний этих фракций.
Определение гранулометрического состава нефракционированного щебня (гравия)
Гранулометрический состав щебня (гравия) свидетельствует о плотности упаковки частиц этого материала, от которой зависит прочность слоев дорожной одежды и их плотность.
Для определения гранулометрического состава нефракционированного гравия необходимы весы настольные и платформенные, сушильный шкаф, набор стандартных сит с отверстиями от 3 до 70 мм, сито с размером отверстий 0,14 мм, калибры проволочные круглые диаметром 90, 100, 110, 120 мм и более в зависимости от предельной крупности испытываемого материала.
При проведении испытания берут пробу гравия в соответствии с табл. 5.
Таблица 5
| Наибольшая крупность частиц, мм: | Масса пробы, кг, не менее |
| до 10 | 5,0 |
| " 20 | |
| " 40 | |
| " 70 | |
| более 70 |
При этом в состав пробы должны быть включены и песчаные фракции, имеющиеся в испытываемом материале.
Пробу щебня (гравия) тщательно промывают, частицы, прошедшие с водой через нижнее сито с размером отверстий 0,14 мм, отбрасывают. Материал на каждом из сит взвешивают и определяют величину частных остатков на ситах: m0,14; m3; m5 … и выражают их в граммах.
Потом определяют общую массу пробы путем суммирования частных остатков:
åm = m0,14 + m3 + m5 + … + m70
Затем определяют величину частных остатков на каждом из сит в процентах от суммарной пробы:
где mi - остаток на данном сите, г;
åm - общая масса пробы, г.
Далее подсчитывают полные остатки на ситах как сумму частных остатков на данном и всех вышележащих ситах в процентах.
По результатам подсчетов строят кривую гранулометрического состава щебня (гравия).
Размер частиц, соответствующих по кривой просеивания полному остатку равному 5 %, принимают за наибольший диаметр частиц каменного материала, а полному остатку 95 % - за наименьший диаметр.
Значения этих диаметров округляют в большую сторону до ближайшего размера стандартного сита.
Определение содержания в щебне (гравии) пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен
При строительстве дорожных одежд следует использовать щебень кубовидной формы. Частицы пластинчатой (лещадной) и игловатой формы разрушаются при уплотнении слоев дорожной одежды, снижают их прочность и плотность.
Для проведения испытания необходимы весы напольные и платформенные, передвижной шаблон или штангенциркуль, стандартный набор сит.
Каменный материал рассеивают по фракциям и от каждой берут пробу в соответствии с табл. 6.
Таблица 6
| Фракция щебня (гравия), мм | Масса пробы, кг, не менее |
| 5 - 10 | 0,25 |
| 10 - 20 | 1,0 |
| 20 - 40 | 5,0 |
| 40 - 70 | 15,0 |
| более 70 | 35,0 |
Из каждой фракции каменного материала отбирают частицы, толщина или ширина которых в три и более раза меньше их длины.
Содержание в каждой фракции каменного материала пластинчатых (лещадных) и игловатых частиц в процентах определяют по формуле:
где m - масса частиц пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, г;
m1 - масса остальных частиц, г.
Содержание частиц пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в пробе всего щебня вычисляют как средневзвешенное их содержания в каждой фракции.
Определение истинной плотности зерен щебня (гравия)
Надежность работы дорожной одежды и ее слоев во многом зависит от пористости каменного материала, которая влияет на такие важные свойства как водостойкость, морозостойкость и др. Для подсчета величины общей пористости каменного материала необходимо определить его истинную и среднюю плотность.
При проведении испытания используют весы настольные гирные или циферблатные, шкаф сушильный, эксикатор, песчаную баню, фарфоровую ступку, пикнометр емкостью 100 мл, фарфоровую чашку, металлическую щетку.
Для определения истинной плотности зерен щебня (гравия) берут пробу в соответствии с табл. 7.
Таблица 7
| Наибольшая крупность щебня (гравия), мм | Масса пробы, кг, не менее |
| 0,5 | |
| 1,0 | |
| 2,5 | |
| 70 и более | 5,0 |
Зерна щебня (гравия) очищают металлической щеткой от пыли, измельчают до крупности менее 5 мм, после чего перемешивают и сокращают пробу примерно до 150 г. Полученную пробу вновь измельчают до крупности менее 1,25 мм, перемешивают и сокращают до 90 г. Приготовленную пробу измельчают в порошок в фарфоровой ступке, насыпают в стаканчик для взвешивания, высушивают до постоянной массы и охлаждают в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным хлористым кальцием, после чего отвешивают две навески массой по 10 г каждая.
Каждую навеску насыпают в пикнометр и наливают в него дистиллированную воду не более чем на половину объема, затем пикнометр в слегка наклонном положении ставят в водяную баню и кипятят его содержимое в течении 15 - 20 мин для удаления пузырьков воздуха. После удаления воздуха пикнометр обтирают, охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки дистиллированной водой и взвешивают.
Пикнометр освобождают от содержимого, промывают, наполняют до метки дистиллированной водой и взвешивают.
Истинную плотность r в г/см3 вычисляют по формуле:
где m - навеска порошка, высушенного до постоянной массы, г;
m1 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г;
m2 - масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г;
rв - плотность воды, равная 1 г/см3.
Расхождение между результатами двух определений не должно быть более 0,02 г/см3.
Определение средней плотности зерен щебня (гравия)
Для проведения испытания необходимы весы настольные гирные или циферблатные, весы технические с приспособлением для гидростатического взвешивания (рис. 2), сосуд для насыщения щебня (гравия) водой и набор стандартных сит.
Для определения средней плотности зерен щебня (гравия) крупностью до 40 мм берут пробу массой около 2,5 кг. При испытании щебня (гравия) фракции крупные 40 мм берут пробу массой около 5 кг зерна крупнее 40 мм дробят до получения частиц размером не более 40 мм и пробу сокращают вдвое.
Пробу высушивают до постоянной массы, просеивают через сито с размером отверстий, соответствующим наименьшему размеру зерен данной фракции щебня (гравия) и из остатка на сите отвешивают две навески до 1000 г каждая.
Навесу щебня (гравия) насыщают водой, погружая их в воду на 2 ч так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности образцов или щебня (гравия) не менее чем на 20 мм.
Рис. 2. Весы для гидростатического взвешивания:
1 - сетчатый стакан; 2 - сосуд для воды со сливом; 3 - дробь для уравновешивания сетчатого стакана в воде; 4 - разновесы
Насыщенные образцы щебня (гравия) вынимают из воды, удаляют влагу с их поверхности мягкой влажной тканью и сразу же взвешивают сначала на настольных, а затем на гидростатических весах, помещая пробу в сетчатый стакан, погруженный в воду.
Среднюю плотность g0 в г/см3 вычисляют по формуле:
где m - масса пробы в сухом состоянии, г;
m1 - масса пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г;
m2 - масса пробы в насыщенном водой состоянии в воде, г;
rв - плотность воды, равная 1 г/см3.
Образцы произвольной формы с мелкими открытыми порами покрывают пленкой парафина толщиной около 1 мм. Для этого высушенный до постоянной массы образец погружают в разогретый парафин и охлаждают на воздухе.
Подготовленный образец взвешивают на настольных, а затем на гидростатических весах.
Среднюю плотность g01 в г/см3 вычисляют по формуле:
где m - масса образца в сухом состоянии, г;
m1 - масса парафинированного образца на воздухе, г;
m2 - масса парафинированного образца в воде, г;
rп - плотность парафина (0,93 г/см3);
rв - плотность воды, равная 1 г/см3.
Определение пористости зерен щебня (гравия)
Пористость зерен определяют на основании предварительно установленных значений истинной и средней плотности зерен щебня (гравия). Объем пор в процентах от объема вычисляют по формуле:
где g0 - средняя плотность зерен, г/см3;
r - истинная плотность зерен, г/см3.
Определение водопоглощения щебня (гравия)
При воздействии воды на щебень или гравий прочность слоев дорожной одежды может снижаться. Уменьшение прочности зависит от количества воды, поглощенной каменным материалом.
Для определения водопоглощения каменного материала необходимы сушильный шкаф, весы, сосуд для насыщения образцов водой, металлическая щетка.
Щебень (гравий) промывают, высушивают до постоянной массы и отбирают пробу в соответствии с табл. 8.
Таблица 8
| Наибольшая крупность щебня (гравия), мм: | Масса пробы, кг |
| до 10 мм | 0,5 |
| " 20 " | 1,0 |
| " 40 " | 2,6 |
| " 70 " | 5,0 |
| более 70 " | 10,0 |
Материал укладывают в сосуд с водой, имеющей комнатную температуру, так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха частиц не менее чем на 20 мм.
Через 48 ч щебень (гравий) вынимают из сосуда, удаляют мягкой влажной тканью воду с поверхности частиц и взвешивают их. Если при этом из пор материала вытекает вода, ее включают в массу образца.
Водопоглощение в процентах по массе вычисляют по формуле:
где m - масса щебня (гравия) в сухом состоянии, г;
m1 - масса щебня (гравия) после водопоглощения, г.
Определение морозостойкости щебня (гравия)
При многократном попеременном замораживании и оттаивании насыщенный водой каменный материал может разрушаться. Это происходит из-за того, что объем замерзшего льда на 9 % больше исходного объема воды, что вызывает возникновение больших напряжений в частицах каменного материала, приводящих к разрушению.
Морозостойкость определяют как в результате замораживания и оттаивания в воде, так и при воздействии раствора сернокислого натрия.
Для определения морозостойкости каменного материала необходимы холодильная камера, сушильный шкаф, весы, стандартный набор сит, ванная для насыщения щебня (гравия) водой, металлический сосуд для проведения испытаний.
Перед испытанием щебень рассеивают на фракции и каждую испытывают на морозостойкость. Масса каждой фракции должна соответствовать табл. 9.
Таблица 9
| Фракция, мм | Масса фракций, кг |
| 5 - 10 | 1,0 |
| 10 - 20 | 1,5 |
| 20 - 10 | 2,5 |
| 40 - 70 | 5,0 |
Каждую фракцию материала насыпают в металлический сосуд слоем «в одну щебенку» и заливают водой, имеющей комнатную температуру.
Через 48 ч сливают воду, помещают сосуд с материалом в морозильную камеру, доводят температуру в ней до минус 17 - 25 °С, и выдерживают эту температуру в течение 4 ч.
После этого сосуд со щебнем (гравием) выдерживают не менее 2 ч в проточной или сменяемой воде, имеющей комнатную температуру, до полного оттаивания щебня (гравия). Затем цикл испытаний повторяют.
Через каждые 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания щебень (гравий) высушивают до постоянной массы, просеивают через сито, на котором данная фракция оставалась, и взвешивают остаток на сите.
Расколовшиеся частицы материала фракции 40 - 70 мм считаются неморозостойкими даже если они остались на сите с размером отверстий 40 мм.
Потерю в массе вычисляют в процентах по формуле:
где m - масса пробы (фракции) до испытания, г;
m1 - масса остатка на сите после испытания, г.
Определение морозостойкости щебня (гравия) ускоренным методом в растворе сернокислого натрия
Для проведения испытания необходимы: шкаф сушильный, весы, металлический сосуд, стандартный набор сит.
В начале готовят раствор сернокислого натрия. Для этого отвешивают 250 - 300 г безводного сернокислого натрия или 700 - 1000 г кристаллического сернокислого натрия и растворяют в 1 л подогретой дистиллированной воды.
Сернокислый натрий добавляют постепенно; тщательно перемешивая до образования насыщенного раствора. После этого, раствор охлаждают до комнатной температуры, сливают в стеклянную емкость и оставляют в покое двое суток.
Фракцию каменного материала насыпают в сосуд слоем «в одну щебенку», заливают раствором сернокислого натрия выше уровня материала и выдерживают в течение 20 ч при комнатной температуре.
Затем раствор сливают в бутыль, а каменный материал помещают в сушильный шкаф, где его выдерживают в течение 4 ч при 105 - 110 °С. Потом каменный материал охлаждают до комнатной температуры, вновь заливают раствором сернокислого натрия, выдерживают в течение 4 ч при комнатной температуре, сливают раствор и вновь помещают каменный материал в сушильный шкаф. Насыщение и высушивание каменного материала повторяют требуемое количество раз.
После проведения испытания пробу каменного материала промывают горячей водой, высушивают до постоянной массы и просеивают через сито, на котором каменный материал оставался до испытания.
Остаток на сите взвешивают и подсчитывают потерю в массе каменного материала по формуле:
где m - масса каменного материала до испытания, г;
m1 - масса каменного материала после испытания (остаток на сите), г.
Определение содержания в щебне (гравии) пылевидных, илистых и глинистых частиц отмучиванием
Пылевидные, илистые и глинистые частицы, содержавшиеся в щебне (гравии), снижают прочность дорожной одежды при воздействии воды, ухудшают сцепление каменного материала с вяжущим, что приводит к уменьшению надежности конструкции.
Для проведения испытания необходимы сосуд для отмучивания или цилиндрическое ведро высотой не менее 300 мм с сифоном, шкаф сушильный, весы настольные.
Из щебня или гравия, высушенных до постоянной массы отбирают пробу массой 5 кг при наибольшей крупности частиц каменного материала до 40 мм. Если крупность превышает 40 мм, то масса пробы должна быть 10 кг.
Каменный материал ссыпают в сосуд для отмучивания и заливают водой до уровня щебня (гравия) и дают возможность размокнуть глине, если она имеется в пробе.
Затем доливают воду, чтобы уровень воды был примерно на 20 см выше уровня каменного материала, перемешивают содержимое сосуда и через 2 минуты сливают полученную водную суспензию. После слива уровень воды над материалом должен быть выше на 3 см. Промывку каменного материала повторяют до тех пор, пока вода при сливе станет прозрачной. После отмучивания щебень (гравий) высушивают до постоянной массы.
Содержание в щебне (гравии) пылевидных, илистых и глинистых частиц в процентах по массе вычисляют по формуле:
где m - масса проб до отмучивания, г;
m1 - масса пробы после отмучивания, г.
Определение устойчивости структуры шлакового щебня
При использовании шлакового щебня для строительства дорожных одежд, его следует испытать на распад, который может происходить вследствие ряда химических процессов, протекающих в шлаке.
Для определения устойчивости структуры щебня используют: автоклав электрический, весы торговые, набор сит, ванна, металлическая щетка, мешочки из плотной ткани.
Пробу щебня тщательно промывают, высушивают до постоянной массы и просеивают через сита с отверстиями, соответствующими наибольшей и наименьшей крупности.
От каждой подготовленной фракции отбирают по 2 пробы (объемом 1 л фракции 5 - 10 мм, 10 - 20 мм и (5 л фракции 20 - 40 мм) и взвешивают.
Пробы щебня помещают в мешочки из плотной ткани и погружают в дистиллированную воду на 30 суток. Затем пробу вынимают из воды, высушивают и просеивают через сито, на котором она оставалась до испытания.
Остаток на сите взвешивают и вычисляют потерю в массе Q1 в процентах с точностью до 0,1 по формуле:
где m1 - масса навески, высушенной до постоянной массы до испытания, г;
m2 - масса остатка на сите, высушенного до постоянной массы после испытания, г.
Затем пробы помещают в автоклав или пропаривают в бачке в течение 10 ч. Давление в автоклаве в течение 30 мин доводят до 2 атм. При этом давлении щебень выдерживают в течение 6 ч, после чего давление в течение 20 мин снижают до атмосферного.
Пробу щебня просушивают и просеивают сквозь сито, на котором она оставалась до испытания. Остаток на сите взвешивают и вычисляют потерю в массе Q2 по формуле:
где m1 - масса навески до испытания, г;
m2 - масса навески после испытания, г.
Потеря в массе при испытании щебня yа устойчивость структуры определяется как сумма потерь при испытании в воде и автоклаве.
Оценка качества щебня
В соответствии с [1] пористые каменные материалы подразделяют на марки в зависимости от показателя дробимости при сжатии (раздавливании в цилиндре) (табл. 10). Щебень, в зависимости от его марки, делят на четыре класса (табл. 11).
Щебень из пористых каменных материалов не должен содержать более 30 % частиц пластинчатой (лещадной) формы. Он должен выдерживать на менее 15 циклов попеременного замораживания-оттаивания. При этом потеря массы не должна превышать 10 % для щебня из естественных и 8 % для щебня из искусственных пористых каменных материалов.
Щебень из керамзита должен выдерживать испытания на известняковый распад (потери массы пробы при кипячении не более 5 %), щебень из аглопорита - не более 8 % при испытании на силикатный и железистый распад. Щебень из шлаковой пемзы при испытании на силикатный распад должен иметь потерю массы не более 5 %.
Щебень шлаковый доменный и сталеплавильный для дорожного строительства в соответствии с ГОСТ 3344-73 делят на четыре марки и характеризует его морозостойкость (табл. 12 и 13). Щебень из естественного камня в соответствии с ГОСТ 8267-75 делят на марки по прочности, марки по износу и предъявляют к нему требования по морозостойкости (табл. 14 - 18).
Таблица 10
| Марка пористого каменного материала по прочности | Прочность при сжатии (раздавливании) в цилиндре, МПа | |||||
| керамзита и его разновидностей | щебня аглопоритового | щебня шлако-пемзового | щебня из пористых горных пород: | остальных щебнеподобных материалов | ||
| пемз и шлаков | туфов, известняков | |||||
| П-25 | 0,5 - 0,7 | 0,3 - 0,4 | 0,2 - 0,5 | 0,2 - 0,3 | 0,2 - 0,3 | 0,4 - 0,5 |
| П-35 | 0,7 - 1,0 | 0,4 - 0,5 | 0,3 - 0,4 | 0,3 - 0,5 | 0,3 - 0,4 | 0,5 - 0,7 |
| П-60 | 1,0 - 1,5 | 0,5 - 0,6 | 0,4 - 0,5 | 0,5 - 0,8 | 0,4 - 0,6 | 0,7 - 0,9 |
| П-75 | 1,5 - 2,0 | 0,6 - 0,7 | 0,5 - 0,6 | 0,8 - 1,0 | 0,6 - 0,8 | 0,9 - 1,2 |
| П-100 | 2,0 - 2,5 | 0,7 - 0,8 | 0,6 - 0,8 | 1,0 - 1,2 | 0,8 - 1,0 | 1,2 - 1,5 |
| П-125 | 2,5 - 3,3 | 0,8 - 0,9 | 0,8 - 1,1 | 1,2 - 1,5 | 1,0 - 1,2 | 1,5 - 1,8 |
| П-150 | 3,3 - 4,5 | 0,9 - 1,0 | 1,1 - 1,4 | 1,5 - 2,0 | 1,2 - 1,6 | 1,8 - 2,2 |
| П-200 | 4,5 - 5,5 | 1,0 - 1,2 | 1,4 - 1,8 | 2,0 - 2,5 | 1,6 - 2,0 | 2,2 - 2,7 |
| П-250 | 5,5 - 6,5 | 1,2 - 1,4 | 1,8 - 2,2 | 2,5 - 3,0 | 2,0 - 2,5 | 2,7 - 3,3 |
| П-300 | более 8 | белее 1,6 | более 2,7 | более 3,5 | белее 3 | более 4 |
Таблица 11
| Класс прочности | Марка пористого каменного материала по прочности | |||||
| керамзита и его разновидностей | щебня аглопоритового | щебня шлако-пемзового | щебня из пористых горных пород: | остальных щебнеподобных материалов | ||
| пемз и шлаков | туфов, известняков | |||||
| П-300 | П-200 и более | П-150 и более | П-200 и более | П-125 и более | ||
| П-50 | П-250 П-200 | П-150 | П-125 | П-150 | П-100 | |
| П-50 | П-200 П-150 П-125 | П-125 | П-100 П-75 | П-125 П-100 | П-75 | |
| П-35 П-25 | П-100 и меньше | П-100 и меньше | П-50 и меньше | П-75 и меньше | П-50 и меньше |
ГОСТ 3344-73 Таблица 12
| Класс прочности щебня | Потери в массе при испытании в полочном барабане, % от массы, не более | Потери в массе при испытании на дробимость в цилиндре, % от массы (в водонасыщенном состоянии), не более |
ГОСТ 3344-73 Таблица 13
| Наименование показателей | Показатели морозостойкости щебня | |||||
| Мрз-15 | Мрз-25 | Мрз-50 | Мрз-100 | Мрз-150 | Мрз-200 | |
| 1. Непосредственным замораживанием: | ||||||
| количество циклов | ||||||
| потеря в массе после испытания, %, не боле | ||||||
| 2. В растворе сернокисло натрия: | ||||||
| количество циклов | ||||||
| потеря в массе после испытания, %, не более |
ГОСТ 8267-75 Таблица 14
| Марка щебня по прочности | Потеря массы, % при определении дробимости щебня | |
| в сухом состоянии | в насыщенном состоянии | |
| До 11 | До 11 | |
| Св. 11 до 13 | Св. 11 до 13 | |
| " 13 "15 | " 13 " 15 | |
| " 15 "19 | " 15 " 20 | |
| " 19 "24 | "20 "28 | |
| " 24 "28 | " 28 " 38 | |
| " 28 "35 | " 38 " 54 |
ГОСТ 8267-75 Таблица 15
| Марка щебня по прочности | Потеря массы, % при определении дробимости щебня | |
| из интрузивных пород | из эффузивных пород | |
| До 12 | До 9 | |
| Св. 12 до 16 | Св. 9 до 11 | |
| " 16 " 20 | "11 "13 | |
| " 20 " 25 | "13 "15 | |
| " 25 " 34 | " 15 " 20 |
ГОСТ 8267-75 Таблица 16
| Марка щебня по износу | Потеря массы, % при испытании в полочном барабане |
| И-I | До 25 |
| И-II | Св. 25 до 35 |
| И-III | " 36 до 45 |
| И-IV | " 45 до 60 |
ГОСТ 8267-75 Таблица 17
| Испытания | Марки щебня по морозостойкости | ||||||
| Мрз 15 | Мрз 25 | Мрз 50 | Мрз 100 | Мрз 150 | Мрз 200 | Мрз 300 | |
| Замораживанием: | |||||||
| а) количество циклов | |||||||
| б) потеря в массе после испытания, %, не более | |||||||
| В растворе сернокислого натрия: | |||||||
| а) количество циклов | |||||||
| б) потеря массы после испытания, %, не более |
В зависимости от марки щебня по прочности содержание в нем пылевидных, глинистых и илистых частиц не должно превышать указанного в табл. 18.
ГОСТ 8267-75 Таблица 18
| Испытания | Щебень из изверженных и метаморфических пород | Щебень из осадочных пород марок | |
| от 600 до 1200 | от 200 до 400 | ||
| Содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц, определяемое отмучиванием, % от массы, не более | |||
| В том числе, содержание глины в комках, % от массы, не более | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
Определение минералого-петрографического состава песка
Для определения минералого-петрографического состава песка необходимы набор стандартных сит, весы технические, сушильный шкаф, микроскоп бинокулярный и микроскоп поляризационный, лупы минералогические, магнит, набор реактивов, стальная игла.
Песок массой 0,5 кг промывают, высушивают и просеивают через сита с размером отверстий 5, 2,5, 1,25, 0,63, 0,315 и 0,14 мм. Для испытания берут пробы с каждого сита в количестве, указанном в табл. 19.
Таблица 19
| Фракция, мм | 5 - 2,5 | 2,5 - 1,25 | 1,25 - 0,63 | 0,63 - 0,315 | 0,315 - 0,14 |
| Масса навески, г | 25,0 | 5,0 | 1,0 | 0,1 | 0,01 |
Навеску каждой фракции высыпают на стекло и рассматривают с помощью бинокулярного микроскопа. Частицы песка с помощью иглы разделяют по генетическим типам пород. Кроме того, выделяют области горных пород и минералов, содержание которых ограничивается в песке для определения видов строительных работ: слюду, глинистые сланцы, опал, халцедон, кремень, уголь и др.
Одновременно определяют форму поверхности частиц песка в каждой фракции и характер ее поверхности в соответствии с табл. 20.
Таблица 20
| Форма зерен | Характер поверхности зерен | |
| Пески природные | пески дробленые | |
| Окатанная | Близка к кубической или шарообразной | Гладкая |
| Угловатая | Плоская или удлиненная | Шероховатая |
Содержание пород или минералов в каждой фракции в процентах определяют по формуле:
где - n количество частиц длиной породы или минерала во фракции песка;
N - общее количество частиц во фракции песка.
Содержание частиц каждой горной породы или минералов в пробе песка вычисляют как средневзвешенное результатов определения их количества во всех фракциях с учетом гранулометрического состава песка. Также определяют содержание частиц песка различной формы и с различным характером поверхности.
Определение зернового состава и модуля крупности песка.
Песок в смеси для устройства слоев дорожных одежд должен плотно упаковываться. Это способствует повышению прочности и плотности слоя. Плотность упаковки песка характеризуют зерновой состав и модуль крупности.
Для определения зернового состава песка необходимы набор сит с размером квадратных отверстий 1,25 мм; 0,63 мм; 0,315 мм; 0,14 мм и с круглыми отверстиями диаметром 10,5 и 2,5 мм, сушильный шкаф и весы.
Пробу песка массой 2 кг высушивают до постоянной массы и просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм.
Остатки на ситах взвешивают и определяют содержание в песке фракций гравия 5 - 10 мм и гравия крупнее 10 мм по формулам:
где М10 - остаток на сите с отверстиями 10 мм, г;
М5 - остаток на сите с отверстиями 5 мм, г;
М - масса пробы песка, г.
Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями 5 мм, отбирают навеску массой 1000 г.
Гранулометрический состав песка определяют после предварительной промывки с отмучиванием песка. Содержание отмученных частиц включают в проход через сито с размером отверстия 0,14 мм и в общую массу навески.
Разрешается просеивать навеску без предварительной промывки, если песок не содержит значительного количества глинистых частиц.
Навеску песка просеивают через набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сеткой с размерами отверстий 1,25, 0,60, 0,315 и 0,14 мм.
По результатам просеивания вычисляют частный остаток на сите, полный остаток и модуль крупности.
Частный остаток на сите определяют по формуле:
где mi - масса остатка на сите, г;
m - масса просеиваемой навески, г.
Полный остаток подсчитывают по формуле:
Аi = а2,5 + а1,25 + … + аi
где а2,5, а1,25, аi - частные остатки на ситах.
Модуль крупности песка определяют