Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Wydział Budownictwa i Architektury |
|---|
| Ćwiczenia laboratoryjne z Materiałów Budowlanych |
| Temat ćwiczenia: Projektowanie kruszywa |
| Zespół: Wojciech Siedliski, Katarzyna Krasowska |
Kruszywo – jest to sypki materiał pochodzenia organicznego bądź mineralnego stosowany głównie w produkcji zapraw budowlanych, betonów i budowy dróg
Wg normy
Kruszywo – ziarnisty materiał stosowany w budownictwie
Kruszywa dzielimy na:
Kruszywa naturalne – kruszywa ze źródeł mineralnych poddane jedynie obróbce mechanicznej powstałe w wyniku naturalnych procesów przyrodniczych takich jak: wietrzenie skał i erozyjne działanie wody
Kruszywo łamane – materiał ziarnisty uzyskany przez mechaniczne rozdrabnianie skał litych, najczęściej są to skały magmowe i węglanowe
Kruszywo sztuczne - kruszywa pochodzenia mineralnego będące produktem procesu przemysłowego obejmującego termiczną lub inną modyfikację
- sztuczne okruchowe – odpady przemysłowe (np. żużel) lub specjalnie produkowane kruszywa z tanich lub odpadowych surowców posiadają wybitnie porowatą strukturę
Rodzaje kruszywa:
Drobne o wielkości ziaren do 4mm
Grube o wielkościach ziaren od 4 do 63mm
Bardzo grube o wielkości ziaren od 63 do 250mm
Typy kruszywa:
Kruszywo ciężkie o gęstości objętościowej powyżej 3000kg/m3
Kruszywo zwykłe o gęstości objętościowej od 2000 do 8000 kg/m3
Kruszywo lekkie o gęstości objętościowej poniżej 2000 kg/m3
Nadziarno – część kruszywa o wielkości ziaren większej od badanej frakcji lub grupy frakcji
Krzywa uziarnienia – graficzne przedstawienie składu ziarnowego kruszywa
Punkt piaskowy – procentowe określenie zawartości ziaren do 2,0 mm w stosie kruszywa
Punkt pyłowy - procentowe określenie zawartości ziaren do 0,063mm w stosunku do całej ilości ziaren do 2,0 mm
GRANULOMETRYCZNA CHARAKTERYSTYKA KRUSZYWA
Gęstość objętościowa (pozorna) – stosunek masy kruszywa w stanie suchym do jego objętości wraz z porami wewnętrznymi (bez przestrzeni międzyziarnistowych)
Gęstość nasypowa – stosunek masy kruszywa do jego objętości z porami wewnętrznymi oraz przestrzeniami międzyziarnistowymi. Gęstość nasypowa rozróżnia stany: luźny lub zagęszczony, suchy lub wilgotny
Kruszywo w stanie luźnym – usypane swobodnie w warunkach określonych normą, nie poddane wstrząsom i wibracji
Kruszywo w stanie zagęszczonym – kruszywo, które zostało zagęszczone poprzez nacisk, wstrząs lub wibrację
Jamistość stoku okruchowego (jk) – udział objętości wolnych przestrzeni między ziarnistowych w całkowitej objętości kruszywa. Jamistość określa się dla kruszywa w stanie luźnym (j’) lub zagęszczonym (j2)
Podział kruszywa, ze względu na uziarnienie:
Drobne <= 4mm
Grube D>= 4mm oraz d>= 2mm
Kruszywa naturalne pochodzenia lodowcowego i rzecznego o D<=8mm
Kruszywa o uziarnieniu ciągłym będące mieszanka kruszyw grubych i drobnych
Wymiary kruszyw określane są wymiarami dolnego (d) i górnego (D) sita, wyrażone jako stosunek d/D
| SITA [mm] |
FRAKCJA (d/D) |
|---|---|
| 125 | - |
| 63 | - |
| 31,5 | 31,5/63 |
| 16 | 16/31,5 |
| 8 | 8/16 |
| 4 | 4/8 |
| 2 | 2/4 |
| 1 | ½ |
| 0,5 | 0,5/1 |
| 0,25 | 0,25/0,5 |
| 0,125 | 0,125/0,25 |
| 0,063 | 0,063/0,125 |
| 0 | 0/0,063 |
ISTOTNE DEFINICJE ZWIĄZANE Z ĆWICZENIEM
Uziarnienie kruszywa – procentowa zawartość poszczególnych frakcji ziaren w stanie okruchowym
Frakcja - zbiór ziaren kruszywa o wymiarach zawartych pomiędzy dwoma sitami kontrolnymi następującymi kolejno po sobie w znormalizowanym zestawie sit.
Grupa frakcji – zbiór ziaren kruszywa obejmującego co najmniej dwie frakcje
Sito kontrolne – sito, którego wymiar oczka przyjęto za podstawę podziału kruszywa na frakcje
Przesiew – część badanego kruszywa o ziarnach przechodzących przez oczka danego sita kontrolnego
Odsiew – część badanego kruszywa o ziarnach pozostających na danym sicie kontrolnym
Podziarna – część kruszywa o wielkości ziaren mniejszej od badanej frakcji lub grupy frakcji.
PRZEBIEG BADANIA
Pierwszym etapem badania jest pobranie próbki pierwotnej. Próbką pierwotną kruszywa nazywamy próbkę pobraną z różnych części hołdu. Następnie potrzebna jest próbka ogólna, która jest partią materiału złożoną ze wszystkich próbek pierwotnych pobranych z danych partii. Próbka ogólna została wcześniej przygotowana. Od razu przystąpiliśmy do analizy sitowej. Badanie rozpoczęliśmy od zważenia próbki, następnie przesypaliśmy ją na zestaw sit ustawiony na wstrząsarce. Uruchomiliśmy wstrząsarkę na ok. 10 minut. Następnie zważyliśmy materiał pozostały na poszczególnych sitach. Na koniec badania porównaliśmy masę próbki przed badaniem do sumy mas z sit aby upewnić się czy nie popełniliśmy błędu.
Otrzymaliśmy następujące wyniki:
| Sito | Frakcja | Pozostało na sicie [kg] | Pozostało na sicie [%] | Przeszło przez sito [%] | Pozostało na sicie [%] | Przeszło przez sito [%] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| K1 | K2 | K1 | K2 | K1 | ||
| 63 | ÷63 | - | - | - | - | - |
| 31,5 | 31,5÷63,0 | - | - | - | - | - |
| 16 | 16,0÷31,5 | - | - | - | - | 100,0 |
| 8 | 8,0÷16,0 | 0,60 | 3,93 | 10,00 | 65,5 | 90,00 |
| 4 | 4,0÷8,0 | 1,20 | 0,82 | 20,00 | 13,67 | 70,00 |
| 2 | 2,0÷4,0 | 0,61 | 0,32 | 10,17 | 5,33 | 59,83 |
| 1 | 1,0÷2,0 | 0,52 | 0,17 | 8,67 | 2,83 | 51,16 |
| 0,5 | 0,5÷1,0 | 1,17 | 0,29 | 19,50 | 4,83 | 31,66 |
| 0,25 | 0,25÷0,5 | 1,66 | 0,4 | 27,66 | 6,67 | 4,00 |
| 0,125 | 0,125÷0,25 | 0,23 | 0,06 | 3,83 | 1 | 0,17 |
| 0 | 0÷0,125 | 0,01 | 0,01 | 0,17 | 0,17 | 0,00 |
PP1 = 59, 83 %
PP2 = 15, 50 %
PP = 38, 00 %
$x = \frac{\text{PP}_{1} - PP}{PP - \text{PP}_{2}} = \frac{59,83 - 38}{38 - 15,50} = 0,9702$
$\frac{K_{2}}{K_{1}} = 0,97$
$y_{i} = \frac{K_{1i} + x K_{2i}}{1 + x}$
Przykładowe obliczenie dla frakcji 8,0÷16,0
$y_{8} = \frac{10 + 65,5 0,9702}{1 + 0,9702} = 37,33\ \lbrack\%\rbrack$