UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE
WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH
BUDOWNICTWO - Materiały budowlane
Temat: Badanie gęstości pozornej i nasypowej, obliczenie szczelności oraz jamistości, uziarnienie, zawartość pyłów, zawartość związków organicznych, skład petrograficzny, wytrzymałość na miażdżenie kruszywa.
Marek Choromański
rok I, gr. 1b
07.04.2007r
Gęstość (masa właściwa) - to masa jednostki objętości materiału, dla substancji jednorodnych określana jako stosunek masy (m) do objętości (V):
Gęstość pozorna - jest to masa jednostki objętości materiału, wraz z porami w stanie naturalnym:
gęstość nasypowa - masa jednostki objętości luźno usypanego materiału uziarnionego
Szczelność - jest to stosunek gęstości pozornej do gęstości:
gdzie: 0 < S < 1
0 < S < 100%
Porowatość - jest to cześć objętości zajęta przez pory:
P = 1 - S
gdzie: 0 < P < 1
0 < P < 100%
Ćwiczenie 1. Badanie gęstości pozornej kruszywa
Do cylindra o objętości równej 1dm3 wlewamy 500cm3 wody i wsypujemy odmierzoną porcję kruszywa m = 500g. Oblicz gęstość pozorną kruszywa.
Dane:
Vwody = 500cm3
m = 500g
V = 700cm3 (odczytane z cylindra po wsypaniu kruszywa)
szukane:
Vkruszywa = ?
ρ = ?
Obliczenia:
Vkruszywa = V - Vwody = 700cm3 - 500cm3 = 200cm3
= 500g/200cm3 = 2,500 g/cm3 = 2500 kg/m3
Odp. Gęstość pozorna kruszywa wynosi 2,500 g/cm3
Ćwiczenie 2. Oznaczenie gęstości nasypowej w stanie zagęszczonym i luźnym
Do cylindra o objętości równej 5dm3 wsypujemy kruszywo z wysokości 20cm i ubijamy.
Dane:
mcylindra = 4,323kg
m1cyl + kruszywo = 13,453kg
m2cyl + kruszywo = 14,723kg
Vcyl = 5dm3
Szukane:
m1kruszywa = ?
m2kruszywa = ?
ρn = ?
Obliczenia:
m1krusz = m1cyl + kruszywo - mcylindra = 13,453kg - 4,323kg = 9,13kg
m2krusz = m2cyl + kruszywo - mcylindra = 14,723kg - 4,323kg = 10,40kg
ρnl = m1krusz / Vcyl = 9,13kg/5dm3 = 1,826 kg/dm3 = 1826 kg/m3
ρnz = m2krusz / Vcyl = 10,40kg /5dm3 = 2,080 kg/dm3 = 2080 kg/m3
Odp. Gęstość nasypowa luzna kruszywa wynosi 1,826 kg/dm3, a gęstość nasypowa zagęszczona 2,080 kg/dm3.
Ćwiczenie 3. Ustalenie procentowej zawartości poszczególnych frakcji kruszywa
Bierzemy próbkę ≥ 3000g, przesiewamy przez zestwa sit normowych i określamy dla każdego sita przesiew (wynik w tabeli).
|
Pozostałość na sicie |
Przesiew |
||
Sito [mm] |
[g] |
[%] |
[g] |
[%] |
63 |
0 |
0,0 |
3080 |
100 |
31,5 |
0 |
0,0 |
3080 |
100 |
16 |
295 |
9,6 |
2785 |
90,4 |
8 |
937 |
30,4 |
1848 |
60,0 |
4 |
600 |
19,5 |
1248 |
40,5 |
2 |
291 |
9,4 |
957 |
31,1 |
1 |
203 |
6,6 |
754 |
24,5 |
0,5 |
419 |
13,6 |
335 |
10,9 |
0,25 |
241 |
7,8 |
94 |
3,1 |
0,125 |
65 |
2,1 |
29 |
1,0 |
0,063 |
29 |
0,9 |
0 |
0,0 |
Ćwiczenie 4. Badanie zawartości frakcji pylastych
1000g kruszywa zalewamy wodą i gotujemy. Po 30 minutach gotowania próbę przelewamy przez sito 4mm. Pozostałości na sicie odstawiamy do parowniczki, resztę przelewamy do naczynia Stockes'a. Po oddzieleniu zanieczyszczeń łączymy obie próby i ważymy.
mpyłu = mkruszywa - mpróby = 1000g - 958g = 42g
Odp. Zawartość frakcji pylastej w próbie wynosi 42 gramy.
Ćwiczenie 5. Oznaczanie zawartości zanieczyszczeń obcych
2000g rozsypujemy na stole laboratoryjnym i odrzucamy wszystko to co nie jest kruszywem. Ważymy i obliczamy procentową zawartość zanieczyszczeń obcych.
2000g - 1934g = 66g
(66/2000)·100% = 3,3%
Odp. Zawartość zanieczyszczeń obcych wynosi 3,3% (66 gram).
Ćwiczenie 6. Oznaczanie zanieczyszczeń organicznych
500g kruszywa umieszczamy w cylindrze o objętości równej 1000cm3 i zalewamy 3% roztworem NaOH tak, aby poziom NaOH był 2 razy większy niż poziom kruszywa. Po 24h porównujemy barwe roztworu z roztworem wzorcowym (NaOH, alkohol i tanina).
jaśniejsza barwa od wzorca - dopuszczalna ilość związków organicznych,
ciemniejsza - ponad dopuszczalną ilość związków organicznych (takiego kruszywa nie wolno stosować).
Obserwacje:
Próba po 24h zmieniła kolor na jaśniejszy od wzorca.
Ćwiczenie 7. Wytrzymałość na miażdżenie
- wykonuje się tylko dla frakcji grubych dla każdej oddzielnie działa się siłą 200kN
przesiewamy zmiażdżone kruszywo przez sito o dwa oczka niższe niż dolne sito badanej frakcji
dla każdej frakcji określamy współczynnik rozkruszenia: Xi = (m1/m0)·100%
- na podstawie tych współczynników określamy wskaźnik rozkruszenia (średnia ważona współczynników:
xr =
Frakcja 4/8 mm:
Pobrano 2831 g po zmiażdżeniu przez sito 1mm przeszło 203 g
x1=
=7,17%
Frakcja 8/16 mm:
Pobrano 2674 g po zmiażdżeniu przez sito 2mm przeszło 211 g
x2=
=7,89%
Frakcja 16/31,5 mm - Pominięta
x =
= 7,52 %
Odp. Wskaźnik rozkruszenia tego materiału wynosi 7,52%.
Ćwiczenie 8. Skład petrograficzny
ocena zawartości ziaren węglanowych:
wykonujemy tylko dla frakcji grubych i dla każdej oddzielnie. Próbkę (4/8 - 200g, 8/16 - 500g, 16/31,5 - 1500g) należy obmyć z pyłu, wysuszyć i oddzielić ziarna ze skał węglanowych i niewęglanowych za pomocą 10% HCl. Wynik podajemy jako średnia ważona zawartości ziaren węglanowych we frakcjach.
Frakcja 4/8 mm:
- W 200 gramach próbki znajdowało się 137 gram ziaren niewęglanowych i 63 gramy ziaren węglanowych
Frakcja 8/16 mm:
W 499 gramach próbki znajdowało się 285 gram ziaren niewęglanowych i 214 gram ziaren węglanowych
Frakcja 16/31,5 mm została pominięta
X = (63·200 + 214·499)/(200+499) = 170,8 g = 10,6%
Odp. Kruszywo zawierało 10,6% ziaren węglanowych.
5