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.

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:

V_wody = 500cm³

m = 500g

V = 700cm³ (odczytane z cylindra po wsypaniu kruszywa)

szukane:

V_kruszywa = ?

ρ = ?

Obliczenia:

V_kruszywa = V - V_wody = 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:

m_cylindra = 4,323kg

m1_{cyl + kruszywo} = 13,453kg

m2_{cyl + kruszywo} = 14,723kg

V_cyl = 5dm³

Szukane:

m1_kruszywa = ?

m2_kruszywa = ?

ρ_n = ?

Obliczenia:

m1_krusz = m1_{cyl + kruszywo} - m_cylindra = 13,453kg - 4,323kg = 9,13kg

m2_krusz = m2_{cyl + kruszywo} - m_cylindra = 14,723kg - 4,323kg = 10,40kg

ρ_nl = m1_krusz / V_cyl = 9,13kg/5dm³ = 1,826 kg/dm³ = 1826 kg/m³

ρ_nz = m2_krusz / V_cyl = 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.

m_pyłu = m_kruszywa - m_próby = 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: X_i = (m₁/m₀)·100%

- na podstawie tych współczynników określamy wskaźnik rozkruszenia (średnia ważona współczynników:

x_r =

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

---