Oznaczenie składu petrograficznego.
Podczas badań laboratoryjnych mieliśmy do czynienia z trzema rodzajami kruszyw:
Żwirem (pospółka) - kruszywo naturalne (powstaje w wyniku naturalnego rozdrabniania skał na skutek wietrzenia i działania wody.
Bazaltem - kruszywo łamane (powstaje w wyniku mechanicznego rozkruszania skał).
Keramzytem - kruszywo sztuczne (otrzymywane w wyniku obróbki termicznej surowców mineralnych - gliny).
Żwir charakteryzował się zróżnicowaną wielkością ziaren od 2 do 30 mm, głównie okrągłych kształtach, choć zdarzały się również ziarna wydłużone i płaskie.
Bazalt posiadał ziarna o nieforemnych, zróżnicowanych kształtach z ostrymi krawędziami.
W Keramzycie przeważały ziarna o regularnych kształtach o dużej liczbie porów. Barwa szaro-czerwona.
Oznaczenie zawartości zanieczyszczeń obcych.
Zanieczyszczenia obce to ciała nie będące kruszywem kamiennym. Mogą nimi być gruz ceglany, żużel, złom, drewno itd.. Zanieczyszczenia obce widoczne są gołym okiem.
Do badania pobiera się próbki metodą kwartowania w ilości:
500g dla kruszywa drobnego,
2000 g dla kruszywa grubego,
5000 g dla kruszywa bardzo grubego.
Próbkę waży się, wysypuje się na stół laboratoryjny i wybiera ciała obce.
Za ilość zanieczyszczeń obcych uważa się masę zanieczyszczeń w stosunku do masy próbki pobranej
.
Oznaczenie zawartości zanieczyszczeń organicznych.
Do badania pobiera się próbkę kruszywa o masie ok. 500g i wsypuje do szklanego bezbarwnego cylindra o pojemności 100 cm3. Kruszywo zalewa się 3% roztworem NaOH. Słup cieczy nad kruszywem powinien być równy wysokości kruszywa w cylindrze. Po zakorkowaniu cylindra i dokładnym wymieszaniu zawartości przez wstrząsanie odstawia się próbkę na 24 godziny. Barwa cieczy nad warstwą kruszywa nie powinna być ciemniejsza od barwy wzorcowej (otrzymanej z roztworu przygotowanego wg norm). Jeżeli roztwór nad kruszywem jest ciemniejszy, świadczy to o nadmiernym zanieczyszczeniu kruszywa związkami organicznymi.
Oznaczenie zawartości pyłów mineralnych.
Badanie to jest oparte na twierdzeniu Stockesa mówiącym, że prędkość opadania ziaren mineralnych w wodzie zależy od ich średnicy. Przyrząd do pomiaru składa się ze szklanego naczynia o pojemności 1000ml oraz podstawki umożliwiającej pochylanie naczynia pod odpowiednim kątem. Naczynie posiada zaznaczone dwa poziomy wody górny i dolny, odległe od siebie o 35mm. Zbyt dużemu wychyleniu naczynia zapobiega sznurek łączący ruchome elementy podstawki.
Wysuszoną próbkę kruszywa wsypuje się do naczynia dolewa ok. 1l wody i miesza. Po 20 sekundach zlewa się do innego naczynia wodę zawartą między poziomami. Następnie naczynie uzupełnia się wodą ponownie i powtarza czynność do momentu aż woda po wymieszaniu będzie przeźroczysta. Pozostałe kruszywo przesypuje się do zlewki, suszy i waży
Masa początkowa kruszywa m= 500,4g
Masa kruszywa wypłukanego m1= 497,1g
zp=
3,3g
Oznaczenie zawartości ziaren nieforemnych i słabych.
Wykonuje się makroskopowo, podając procentową masę ziaren odbiegających znacznie kształtami od uśrednionego kształtu. Kruszywo rozsypuje się na stole laboratoryjnym, tak aby widoczne były poszczególne ziarna i wybiera z nich te, których długość jest co najmniej trzy razy większa od pozostałych. Niepożądane są ziarna o ostrych krawędziach oraz ziarna płaskie zwłaszcza mające zastosowanie do betonów narażonych na ścieranie i uderzenia. Kształt ziaren nie powinien powodować tworzenia się luk i jam jeżeli nie jest to pożądane. Powierzchnia winna być szorstka aby zapewnić właściwą przyczepność zaprawy do ziaren kruszywa.
Zawartość ziaren wydłużonych i płaskich oblicza się według wzoru:
badanie:
masa próbki 300g
Płaskie 10g - 0,3%
Podłużne 26g - 0,9%
Oznaczenie zawartości ziaren słabych polega na określeniu procentowego udziału w kruszywie ziaren, które ulegają zniszczeniu na skutek zgniatania ziaren siłą wywieraną na pojedyncze ziarna za pomocą obciążonych płyt stalowych.
Metodą kwartowania wydziela się próbkę, z której po rozdzieleniu na poszczególne frakcje i po usunięciu z każdej z nich ziaren złamanych, uzyskuje się próbki analityczne o masie zależnej od wielkości ziaren.
Słabe ziarna ulegają skruszeniu. Należy je odrzucić, a pozostałe, całe ziarna zwarzyć
m.s - masa ziaren słabych
m - masa próbki
Oznaczenie nasiąkliwości i mrozoodporności
Im większa jest nasiąkliwość, tym gorsze są właściwości techniczne kruszywa. Badaniom nasiąkliwości poddaje się kruszywo naturalne o ziarnach powyżej 8mm
|
masa p.suchej [g] |
masa p.nasącz [g] |
nasiąkliwość [%] |
keramzyt |
1180 |
1480 |
25,4% |
żwir |
1165 |
1210 |
3,9% |
bazalt |
1120 |
1157 |
3,3% |
Oznaczenie mrozoodporności przeprowadza się na kruszywie lekkim o ziarnach powyżej 4mm. Pobrane próbki oczyszcza się z zanieczyszczeń obcych, suszy w temp. 105oC , następnie dzieli się na poszczególne frakcje. Kolejno kruszywo z danej frakcji umieszcza się na siatce, którą wstawia się na 48 godz. Dowody o temp. 20 ± 2oC. Po upływie tego czasu próbkę poddaje się cyklom 4 godz. Zamarzania i 4 godz. Odmrażania.
Po określonej liczbie cykli próbkę suszy się w 105oC , waży się a następnie odsiewa się przez sito o otworach równych dolnej granicy badanej frakcji. Pozostałość na sicie waży się. Jako wynik podaje się stosunek masy próbki do masy próbki pierwotnej wyrażonej w procentach.
Oznaczenie wytrzymałości na miażdżenie
Badanie wytrzymałości na miażdżenie przeprowadza się tylko dla frakcji większej od 4mm.
Do badania pobiera się próbkę metodą kwartowania. Z każdej frakcji (4-8 , 8-16 , 16-31) pobiera się próbkę o objętości 1,8dm3. Pomiar objętości przeprowadza się w stanie luźno usypanym przy użyciu cylindra pomiarowego. Próbkę ważymy w cylindrze stalowym i ściskamy osiowo siłą:
200 kN - dla kruszyw mineralnych
50 kN - dla kruszyw sztucznych
Po zakończeniu ściskania zawartość cylindra rozsiewamy na sitach kontrolnych odpowiednich do frakcji:
Badana frakcja kruszywa |
Wymiar boku oczka sita kontrolnego [mm] |
4-8 |
1 |
8-16 |
2 |
16-31,5 |
4 |
Wytrzymałość na miażdżenie określamy wskaźnikiem rozkruszenia Xr.
;
m. - masa próbki przed badaniem
m1 - masa próbki po miażdżeniu i odsiewie
Oznaczenie składu ziarnowego, wykonanie krzywej przesiewu.
Badanie to polega na określeniu w % wagowo zawartości poszczególnych frakcji w ogólnej masie kruszywa.
Do badania należy przygotować trzy próbki następujących wielkości:
kruszywa drobnego - 1000g
kruszywa grubego - 3000g
kruszywa bardzo grubego - 5000g
Próbkę badanego kruszywa suszy się w 105oC, odważa się potrzebną ilość i wsypuje się na normowy zestaw sit. Włącza się normowe urządzenie na określony czas. Pozostałość kruszywa na każdym sicie waży się i określa procentowy udział w całej próbce.
Do badań użyliśmy kruszywa żwirowego o masie 3000g
Procentową zawartość frakcji uziarnienia przedstawia tabela wraz z krzywą uziarnienia:
Lp |
Frakcje |
pozostaje na sicie |
|||
|
|
otwór sita w mm |
ilości wagowe z przesiewu próbki |
średnia arytmetyczna |
Suma |
|
|
|
[g]
|
[%] |
[%] |
0-0,63 |
0 |
5 |
0,2 |
0,2 |
|
0,063-0,25 |
0,063 |
35 |
1,2 |
1,4 |
|
0,25-0,5 |
0,25 |
160 |
5,4 |
6,8 |
|
0,5-1 |
0,5 |
190 |
6,5 |
13,3 |
|
1-2 |
1 |
230 |
7,8 |
21,1 |
|
2-4 |
2 |
405 |
13,8 |
34,9 |
|
4-8 |
4 |
1003 |
34,1 |
69,0 |
|
8-16 |
8 |
875 |
29,8 |
98,8 |
|
16-31,5 |
16 |
35 |
1,2 |
100,0 |
|
31,5-63 |
31,5 |
0 |
0,0 |
100,0 |
|
|
RAZEM |
- |
2938 |
Σ 100 |
100 |
Krzywa przesiewu pospółki:
% |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,063 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
8,0 |
16,0 |
31,5 |
63,0 |
Oznaczenie gęstości nasypowej ziaren oraz obliczenia jamistości wolnych przestrzeni między ziarnami.
Gęstość nasypową oznacza się na próbkach w stanie powietrzno suchym. Do wykonania badań stosujemy cylinder o pojemności 3 dm3 . Cylinder ważymy, a następnie wypełniamy kruszywem za pomocą łopatki, aż wsypane kruszywo utworzy stożek wystający ponad brzegi cylindra.
Nadmiar kruszywa zgarnia się ostrożnie listewką do poziomu górnej krawędzi cylindra bez ugniatania lub trząsania. Następnie cylinder wraz z zawartością waży się.
Gęstość nasypową obliczamy zgodnie ze wzorem:
m1 - masa cylindra wraz z kruszywem
m. - masa pustego cylindra
V - pojemność cylindra
Za wynik ostateczny przyjmuje się średnią arytmetyczną z trzech próbek.
Gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym kruszywa określa się za pomocą stolika wibracyjnego, na którym ustawia się i umocowuje cylinder pomiarowy. Próbkę kruszywa wsypuje się trzema porcjami. Pierwsze dwie porcje zagęszcza się, wibrując je w ciągu jednej minuty. Po wsypaniu trzeciej porcji z nadmiarem kruszywo zagęszcza się przez wibrowanie w ciągu 3 minut i wyrównuje poziom do górnej krawędzi cylindra.
Cylinder z zawartością waży się. Gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym ρnz oblicza się tak jak dla kruszywa w stanie luźnym.
Pod pojęciem jamistości kruszywa rozumie się procentowy udział wolnych przestrzeni pomiędzy ziarnami kruszywa w stosunku do całej objętości zajmowanej przez kruszywo.
Jamistość dla kruszywa w stanie luźnym oblicza się wg wzoru:
Jamistość dla kruszywa w stanie zagęszczonym luźnym oblicza się wg wzoru: