UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY

im. J. i J. Śniadeckich

w Bydgoszczy

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska

Laboratoria Nawierzchnie drogowe

Ćwiczenie 5

Oznaczenie wskaźnika piaskowego

2014/2015

Wykonawca:

Grupa 10 DUL

1. Wstęp do opracowania

Wskaźnik piaskowy:

- jest to procentowy stosunek objętości ziaren frakcji piaskowej i częściowo żwirowej do objętości tych frakcji gruntu lub kruszywa wraz z cząstkami występującymi w formie zawiesiny przygotowanej w sposób określony normą.

Cel badania:

Wskaźnik piaskowy oznacza się dla:

1. wyboru i kontroli jakości gruntów i kruszyw stosowanych do stabilizacji mechanicznej, przy wykonywaniu podbudów w nawierzchniach ulepszonych,

2. kontroli jakości gruntów stosowanych do stabilizacji spoiwami hydraulicznymi i lepiszczami bitumicznymi,

3. wyboru i kontroli piasków do mas bitumicznych,

4. określenia stopnia wysadzinowości gruntów.

Zasada działania metody:

Metoda polega na rozsegregowaniu badanego gruntu lub kruszywa w znormalizowanym cylindrze, po zmieszaniu w umowny sposób próbki w określonym roztworze.

2. Aparatura i sprzęt do oznaczania wskaźnika piaskowego:

1. cylinder z przezroczystego materiału o wymiarach:

   • średnica wewnętrzna 32 ± 0,5 mm

   • wysokość wewnętrzna 430 ± 0,25 mm

cylinder ma dwie nacięte kreski (a,b) na wysokości od podstawy:

• 100 ± 0,25 mm (a)

• 380 ± 0,25 mm (b)

cylinder powinien być zaopatrzony w dopasowany korek gumowy;

1. rurka do płukania z metalu nierdzewnego lub utwardzonej miedzi, o wymiarach:

   • średnica zewnętrzna 6 ± 0,5 mm

   • średnica wewnętrzna 3 ± 0,2 mm

   • długość około 500 mm

rurka jest zaopatrzona na jednym końcu kurkiem, zaś w dolnej części stożkiem z dwoma otworami o średnicy 1 ± 0,1 mm;

1. rurka elastyczna o długości około 1,5 m i średnicy wewnętrznej około 5 mm, służąca do połączenia rurki do płukania z syfonem naczynia;

2. naczynie szklane o pojemności około 5 dm3 z urządzeniem syfonowym lub wylotem w dolnej części naczynia; dno naczynia powinno się znajdować około 1 m powyżej stołu, na którym przeprowadza się badanie;

3. tłoczek z nierdzewnego metalu składający się z czterech części:

   • pręta długości 430 ± 0,25 mm i średnicy około 6 mm,

   • stożka o podstawie kołowej średnicy 25 ± 0,25 mm,

   • korka metalowego grubości 10 ± 0,1 mm

   • cylindrycznej główki metalowej

4. wstrząsarka o napędzie mechanicznym lub elektrycznym, umożliwiająca poddanie cylindra wstrząsom z prędkością 3 cykle ruchu na sekundę, polegającym na poziomych przesunięciach cylindra wynoszących 20 ± 1 cm.

5. Sita o boku oczka kwadratowego 5 mm;

6. Naczynia do mieszania gruntu lub kruszywa;

7. Łopatka;

8. Lejek;

9. Naczynie pomiarowe;

10. Waga techniczna;

11. Sekundomierz;

12. Suwmiarka

3. Przebieg procedury badawczej.

-Masa próbki kruszywa lub gruntu o wilgotności zbliżonej do naturalnej, przesiano przez sito o boku oczka kwadratowego 5 mm. Masa wynosiła około 120 g(m_s).

- Powinno się określić wilgotność „w” [%]( na potrzeby czasu trwania badania proces ten pominięto – użyto próbek wcześniej wysuszonych)

-Masę próbki wilgotnej do oznaczenia należy obliczyć wg wzoru:

w którym:

mw – masa próbki wilgotnej [g]

ms – masa próbki suchej [g]

w – wilgotność próbki [%]

- Roztwór roboczy (wg BN-64/8931-01) przelano za pomocą rurki, tak aby wypełnił cylinder do dolnej kreski (a).

-Wilgotną próbkę materiału wsypano przez lejek do pionowo stojącego cylindra, a potem usunięto pęcherzyki powietrza, następnie cylinder odstawiono na około 10 minut.

-Po 10 min cylinder zatkano korkiem i zamocować na wstrząsarce. Cylinder poddano 90 ± 1 wstrząsom z szybkością 3 cykli/sek.

-Po wymieszaniu próbki zdjęto korek i przemyto go nad cylindrem roztworem roboczym.

-Wprowadzono do cylindra rurkę wtryskową, spłukując najpierw wewnętrzną ścianę cylindra, potem rurkę obniżono do dna cylindra, przemywając piasek tak, aby drobne cząstki pylasto-ilaste wychodziły do góry. Kiedy poziom roztworu doszedł do górnej kreski (b) rurkę z wolna podnoszono zmniejszając stopniowo szybkość wypływu tak, aby jego przerwanie nastąpiło tuż przed wyjęciem rurki, w chwili gdy poziom roztworu osiągnął dokładnie poziom górnej kreski (b). Następnie cylinder pozostawiono przez 20 min ± 10 s w temp. 20 ± 5°C, zabezpieczając go od jakichkolwiek wstrząsów.

-Po odczekaniu 20 min zmierzono wysokość liczoną od dna cylindra do górnego poziomu zawiesiny w roztworze. Następnie do cylindra wprowadzono tłoczek, opuszczając go powoli tak, aby nie spowodować zakłócenia osadu. Kiedy podstawa stożka spoczęła na kruszywie, zamocowano śrubką zaciskową korek metalowy na pręcie tłoczka i zmierzono wysokość liczoną od dna cylindra do osi śrubki na tłoczku. Odczyty z dokładnością do 1 mm.

4. Uzyskane dane na podstawie oznaczenia.

-Próbka 1:
h₁=10,4 cm ; h₂=6,9 cm

- Próbka 2:

h₁=10,5 cm ; h₂=6,3 cm

5. Opracowanie wyników.

W.P=$\frac{h_{2}}{h_{1}}*100\%$

Próbka nr 1

$$\frac{6,9}{10,4}*100\% = 66,4\%$$

Próbka nr 2

$$\frac{6,3}{10,5}*100\% = 60\%$$

Wskaźnik piaskowy jest średnią arytmetyczną, wynikającą z dwóch oznaczeń na dwóch próbkach. Jeżeli różnica między dwoma wynikami z tego samego materiału jest mniejsza niż 2, wynik jest miarodajny inaczej należy ponownie wykonać dwa oznaczenia na tym samym materiale i obliczyć średnia z 4 oznaczeń.

W.P=$\frac{66,4\% + 60\%}{2} = 63,2\%$

6. Wnioski.

Według normy branżowej na podbudowy z kruszywa stabilizowanego mechanicznie, wskaźnik piaskowy powinien wynosić 30-75 dla kruszywa pięciokrotnie ubijanego według normalnej metody Proctora. Kruszywo o wskaźniku piaskowym wp=63,2% wg PN-B-11113:1996 (tablica 1) zalicza się do gatunku 3 ( wskaźniku piaskowym wp > 40%, na granicy gatunku 2 wp>65%). Jest to wynik zadawalający, ponieważ można badane kruszywo stosować do robót drogowych. Jednakże, różnica między dwoma próbkami jest większa niż 2, co może świadczyć o tym, że dane badanie było niemiarodajne, przez co należy je powtórzyć. Różnica ta wynika z niedokładności przy wykonywaniu oznaczenia.