Порядок проведения испытания

 

Для исследования горную породу дробят или изготавливают из нее прозрачные шлифы. Гравийные материалы подвергают пет­рографической разборке с использованием бинокулярной лупы. Зерна потенциально реакционноспособных минералов, выделенные при минералого-петрографической разборке, взвешивают и оп­ределяют их содержание Х₁, % по массе, по формуле

 

, (2.44)

где

т₁ — масса ПРС зерен, г;

т — масса аналитической пробы, взя, г.

Горную породу, щебень (гравий) относят к потенциально реакционноспособным, если при петрографической разборке обнаруже­но наличие одной или нескольких разновидностей минералов, со­держащих реакционноспособный кремнезем в количествах, равных или превышающих значения, указанные в таблице 2.18.

Таблица 2.18

Минерал и вид кремнезема	Виды потенциально реакционно-способных пород	Минимальное содержание минерала, % по массе, при котором возможна щелочная коррозия бетона
Опал	Базальты и другие лавы. Известняки, роговики, сланцы опаловидные	0,25
Стекло кислое аморфное	Обсидианы, перлиты, липариты, дациты, андезитодациты, андезиты, туфы и аналоги этих пород, имеющие стекловидную основу	3,0
Халцедон кри-птомикрокрис-таллический	Кремни, известняки, доломиты, песчаники с опалохалцедоновым и халцедонокварцевым цементом, яшмы, роговики	5,0
Кристобалит, тридимит кристаллические	Расплавы, состоящие из кремнезема (материалы, полученные плавлением)	1,0
Кварц выветрелый деформированный	Кварцевые витрофиры, кварциты, песчаники, вулканические и метаморфические кислые породы	3,0

 

Оптические и физические характеристики модификаций крем­незема в шлифах, которые необходимо учитывать при минералого­петрографическом анализе, приведены в таблице 2.19.

 

Таблица 2.19

Модификация кремнезема	Кристаллическая система	Внешние формы	Показатель светопреломления	Истинная плотность, (см3)
Ng	Nm
b-кварц	Тригональная	Призмы	1,553	1,544	2,65
a-кварц	Гексагональная	Бипирамиды	1,540	1,530	2,60
у -тридимит	Ромбическая	Пластинки-двойники	1,473	1,470 1,489	2,27
b-тридимит	Тригональная Триклиническая	— Зерна-двойники	1,470 1,487	— 1,484	— 2,32
a-кристобалит	Кубическая	Октаэдры	1,466	—	2,21
Водный кремнезем	Отсутствует	—	—	—	1,90
Опал	Отсутствует	—	—	1,406 1.460	2,30
Халцедон	Не установлена	Кристаллы в виде волокон	1,540	1,532 1,530	2,55 2,58
Стекло кислое аморфное	Отсутствует	—	—	1,458	2,20

Химические методы

 

Методы основаны на определении содержания в горной породе, щебне (гравии) реакционноспособного кремнезема, растворимого в 1 М растворе гидроксида натрия.

Содержание растворимого в щелочах кремнезема определяют весовым или фотоколориметрическим методом.

Горную породу щебень (гравий) считают нереакционноспособ­ными по отношению к щелочам и пригодными к использованию в качестве заполнителя для бетонов, если содержание в них раствори­мого кремнезема не более 50 ммоль/л

Рисунок 2.10 — Сосуд из коррозионно-стойкого материала

1 — корпус; 2 — крышка; З — захват;

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Сита стандартные с отверстиями диаметром 5 мм и сеткой №0315 и 016

Ступка.

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329 или лаборатор­ные по ГОСТ 24104.

Весы аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешива­ния ± 0,0002 г.

Сосуд из нержавеющей стали, фторопласта, винипласта по ГОСТ 9639 или другого коррозионно-стойкого материала (рисунок 2.10).

Электропечь с терморегулятором температуры (80±1)°С.

Насос водоструйный.

Склянка Бунзена.

Воронки с фильтром Шотта.

Пипетки по ГОСТ 29227 вместимостью 25 мл.

Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328, 1 М рас­твор.

 

Порядок подготовке к испытанию

 

Для определения потенциально реакционной способности гор­ной породы, щебня и гравия, в которых обнаружено присутствие одной или нескольких разновидностей реакционноспособных мине­ралов, отбирают пробу массой не менее 300 г, измельчают до крупности от 0,3 15 до 0,16 мм, после чего ее промывают дистиллирован­ной водой на сите с отверстиями размером 0,16 мм и высушивают до постоянной массы.

 

Порядок проведения испытания

 

Отвешивают две навески массой по 25 г, каждую из которых высыпают в отдельный сосуд из коррозионно-стойкого материала и добавляют по 25 мл 1 М раствора гидроксида натрия. Сосуды с со­держимым несколько раз встряхивают для удаления пузырьков воз­духа, плотно закрывают крышками и помещают в электропечь, пред­варительно нагретую до 80°С. Одновременно ставят глухой опыт, для чего в третий сосуд наливают 25 мл 1 М раствора гидроксиланатрия. В течение испытания в электропечи поддерживают темпе­ратуру (80±2)°С.

Через 24 ч сосуды вынимают из электропечи и охлаждают холод­ной водой так, чтобы температура их в течение 15 мин снизилась до комнатной.

После охлаждения содержимое каждого сосуда фильтруют в су­хую пробирку через сухой фильтр. Сначала в воронку, не встряхи­вая, сливают по стеклянной палочке раствор, затем шпателем на фильтр переносят твердый остаток. Жидкость фильтруют до тех пор, пока скорость фильтрации не замедлится до 1 капли за 10 с (промы­вание не допускается). Для фильтрования используют водоструй­ный насос со склянкой Бунзена и воронкой с фильтром Шотта для каждой пробы (рисунок 2.11).

Фильтрат взбалтывают до получения однородного раствора и используют для определения содержания растворимого кремнезема.

 

2.3.1.23 Весовой метод определения содержания растворимого кремнезема

 

Метод основан на выделении растворимого кремнезема из рас­твора гидроксида натрия и определении его массы.

Рисунок 2.11— Устройство для сбора фильтрата

1 — водоструйный насос; 2 — резиновая пробка; З — воронка с фильтром Шотта;

4 — склянка Бунзена; 5 — пробирка для сбора фильтрата;

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы аналитические по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешива­ния ± 0,0002 г.

Электропечь с терморегулятором температуры (1000±50)°С.

Шкаф сушильный.

Баня водяная.

Чашки фарфоровые для выпаривания по ГОСТ 9147.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Пипетки по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29228 на 5 мл.

Фильтры беззольные (белая лента).

Кислота соляная концентрированная плотностью 1,19 г/см3 по ГОСТ 3118.

Серебро азотнокислое (нитрат серебра) по ГОСТ 1277.

Кислота азотная концентрированная по ГОСТ 4461.

Раствор азотнокислого серебра, содержащий в 100 мл 1 г азотно­кислого серебра и 1 мл концентрированной азотной кислоты.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

 

Порядок проведения испытания

Для определения содержания растворимого кремнезема пипет­кой отбирают от 5 до 10 мл фильтрата, помещают его в фарфоровую чашку, добавляют от 5 до 10 мл кон­центрированной соляной кислоты и выпаривают на водяной бане до получения сухого остатка.

Остаток в чашке увлажняют 5 мл концентрированной соляной кислоты, выдерживают 5—10 мин, добавляют 100 мл горячей дис­тиллированной воды, перемешивают, выдерживают 10 мин на водяной бане и фильтруют (фильтр — белая лента), остаток на фильтре промывают горячей водой до исчезновения реакции на хлориды (при добавлении 1—2 капель раствора нитрата серебра вода должна оста­ваться прозрачной).

Фильтр с осадком помещают в тигель. Фильтрат переносят в фарфоровую чашку, выпаривают досуха и выдерживают в течение30 мин в сушильном шкафу при температуре около 105 0С. Сухой остаток увлажняют 5 мл концентрированной соляной кислоты, раз­бавляют водой и фильтруют. Остаток на фильтре промывают до ис­чезновения реакции на хлориды. Фильтр с осадком помешают в тигель вместе с первым фильтром, подсушивают, озоляют, прокали­вают при температуре (1000±50)°С до постоянной массы и взвеши­вают. Масса осадка т в тигле, г, соответствует содержанию кремне­зема в 5 мл раствора гидроксида натрия.

 

Обработка результатов испытания

Содержание растворимого кремнезема SiO_2p ммоль/л исходного раствора гидроксида натрия, определяют по формуле

 

, (2.45)

где

т — масса осадка в тигле, г;

10⁶ — переводной коэффициент;

V — объем фильтрата, взятого для определения растворимого кремнезема, мл;

60 — молекулярный вес кремниевой кислоты.

За результат принимают среднеарифметическое значение двухпараллельных определений.

 

 

2.3.1.24 Фотоколориметрический метод определения

содержания растворимого кремнезема

 

Метод основан на определении содержания кремнезема, раст­ворившегося в растворе гидроксида натрия, путем фотометричес­кого измерения оптической плотности окрашенной в синий цвет кремнемолибденовой гетероподикислоты.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

Фотоколориметр или спектрофотометр.

Колбы мерные по ГОСТ 1770 вместимостью 100 мл.

Пипетки по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29228 на 1, 2 и 5 мл.

Кислота кремниевая по ГОСТ 4214.

Кислота серная концентрированная по ГОСТ 2184 плотностью1,84 г/см3.

Кислота винная по ГОСТ 5817, 28 %-ный раствор.

Натрий сернистокислый (сульфит натрия) по ГОСТ 195.

Аммоний молибденовокислый (молибдат аммония) но ГОСТ 3765.

Эйконоген.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Раствор молибдата аммония: 89 г молибдата аммония растворяют в 800 мл дистиллированной воды, затем медленно приливают 62 мдсерной кислоты. Раствор охлаждают до 20 0С и разбавляют дистилли­рованной водой до 1 л.

Раствор восстановителя: 2,4 г сульфита натрия и 0,2 г эйконогена растворяют в 70 мл дистиллирован ной воды, добавляют 14 г метаби­сульфита калия и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл.

Стандартные растворы: в пять мерных колб вместимостью 100 мл наливают 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 мл раствора кремниевой кислоты, содержащего 5,2 ммоль/л растворимого 8102. В каждую колбу добавляют от 70 до 80 мл дистиллированной воды и 2,5мл раствора мо­либдата аммония, тщательно перемешивают, через 10 мин добавляют 2,5 мл 28 %-ного раствора винной кислоты, тщательно перемешивают. Выдерживают раствор 5 мин, добавляют 2 мл раствора восстановите­ля и разбавляют дистиллированной водой до метки 100 мл. Опреде­ляют оптическую плотность полученных пяти растворов и строят ка­либровочную кривую зависимости оптической плотности от содер­жания SiO2 в растворе, при этом на оси абсцисс откладывают содер­жание SiO2 в ммоль/л, на оси ординат — оптическую плотность растворов.

 

Порядок проведения испытания

От фильтрата, отбирают 0,1—0,5 мл, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл. В колбу вливают от 70 до 80 мл дистиллированной воды и 2,5 мл раствора молибдата аммония. Содержимое колбы перемешивают. Через 10 мин в колбу добавляют 2,5 мл 28 %-ного раствора винной кислоты и снова тща­тельно перемешивают. Раствор выдерживают в течение 5 мин, до­бавляют 2 мл раствора восстановителя и разбавляют дистиллирован­ной водой до метки 100 мл. Через 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре, применяя красный светофильтр, или на спектрофотометре при l= 815 нм в кювете толщи­ной 10 мм.

Содержание растворимого кремнезема в анализируемом раство­ре определяют по градуировочной кривой, предварительно постро­енной на основании результатов фотоколориметрирования стандарт­ных растворов, или способом сравнения.

 

Обработка результатов испытаний

Содержание растворимого кремнезема SiO_2p, ммоль/л, опреде­ляют по формуле

, (2.46)

где

С — концентрация испытываемого раствора, определенная поградуировочной кривой, ммоль/л;

V — объем анализируемого раствора, взятого для фотоколо­риметрирования, мл.

100 — вместимость колбы, мл.

За результат принимают среднеарифметическое значение двухпараллельных определений, если абсолютное допустимое расхожде­ние результатов параллельных определений не превышает указанных значений.

 

Ускоренный метод с измерением деформаций

 

Метод основан на определении в установленные сроки (не более 1 мес.) относительных деформаций образцов мелкозернистого бето­на, изготовленных на заполнителях, полученных из горной породы или щебня (гравия), содержащих более 50 ммоль/л растворимого кремнезема.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Чаша для затворения по ГОСТ 310.3.

Лопатка для перемешивания по ГОСТ 310.3.

Ванна с гидравлическим затвором по ГОСТ 310.3.

Столик встряхивающий и форма-конус по ГОСТ 310.4.

Набор стандартных сит по ГОСТ 8735.

Весы циферблатные по ГОСТ 29329 или лабораторные по ГОСТ 24104.

Электропечи сопротивления лабораторные с регулятором тем­пературы (80±1)°С и (38±1)°С по ГОСТ 28923.

Штыковка размером 10х20х150 мм из дерева хвойных пород дляуплотнения мелкозернистой бетонной смеси.

Штангенциркуль по ГОСТ 166.

Формы для изготовления контрольных образцов бетона типа ФП по ГОСТ 22685 размерами, указанными на рисунке 2.12, и реперами, изготовленными в соответствии с рисунком 2.13 из коррозионно-стои­кой нержавеющей стали по ГОСТ 5632.

Стержень контрольный для измерения деформаций длиной, рав­ной длине образца, из коррозионно-стойкой нержавеющей стали по ГОСТ 5632.

Устройство для измерения деформаций образцов, состоящее из штатива по ГОСТ 10197 и индикатора, обеспечивающего измерение линейных размеров с точностью ±0,01 мм, по ГОСТ 577.

Емкость с крышкой размером 300х200х70 мм и два стержня раз­мером 10х10х200 мм, изготовленные из коррозионно-стойкой не­ржавеющей стали по ГОСТ 5632 или винипласта по ГОСТ 9639.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328.

Рисунок 2.12 — Форма для изготовления образцов-балочек

1 форма; 2 — боковые стенки формы; З — торцевая стенка формы; 4 — репер;

5 — стопорный винт для крепления репера; б — держатель репера

 

Рисунок 2.13 — Репер для испытаний

 

Порядок подготовки к испытанию

 

Пробу портландцемента марки не ниже 400 с содержанием ми­неральных добавок не более 5 % по массе (ПЦДО, ПЦД5) отбирают по ГОСТ 30515 и подготавливают к испытанию по ГОСТ 310.1. Пор­тландцемент должен выдерживать испытание на равномерность из­менения объема по ГОСТ 310.3.

Пробу горной породы, щебня (гравия) массой не менее 5 кг отбирают в соответствии с требованиями действующих норматив­ных документов. Отобран­ную пробу породы промывают и высушивают. Из щебня (гравия) высевают фракцию 5—10 мм, крупные фракции измельчают до фракции 5—10 мм. Методом квартования полученную пробу со­кращают до З кг и вторично измельчают, просеивают через набор стандартных сит по ГОСТ 8735 и отбирают пробу массой 1000 г, при этом соотношение фракций, % по массе, должно быть:

 

10 — от 5 до 2,5 мм;

25—от 2,5 до 1,25 мм;

25 — от 1,25 до 0,63 мм;

25 — от 0,63 до 0,315 мм;

15 — от 0,315 до 0,16 мм.

 

Испытания проводят на образцах-балочках размером 25х25х254 мм изготовленных из мелкозернистых бетонных смесей состава — цемент: измельченный заполнитель в соотношении 1:2,25 по массе. Расплыв конуса при испытании на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4 дол­жен составить 106—115 мм. Количество воды затворения определяют предварительным подбором.

Взвешивают 440 г цемента и 900 г измельченного заполнителя. В сферическую чашу заливают всю воду затворения, высыпают взве­шенный цемент, перемешивают лопаткой цемент с водой в течение30 с, добавляют взвешенный измельченный заполнитель и переме­шивают смесь в течение 60 с.

Смесь оставляют на 90 с в чаще, накрыв чашу стеклом, затем еще раз перемешивают в течение 15 с. Определяют расплыв конуса. Если он меньше указанного, допускается однократное добавление воды.

Внутреннюю поверхность форм для образцов смазывают тонким слоем минерального масла, устанавливают репе­ры и закрепляют их стопорными винтами.

По окончании перемешивания заполняют форму с реперами бе­тонной смесью в два приема и отформовывают три образца. Смесь тщательно штыкуют вокруг реперов деревянной штыковкой, а затем уплотняют на встряхивающем столике 30 ударами и снимают из­лишки смеси металлической линейкой или ножом.

Форму с образцами закрывают стеклом на резиновых проклад­ках и помещают над водой в ванну с гидравлическим затвором.

Температура хранения образцов в ванне (20±5)°С. Через (24±1) ч форму извлекают из ванны и расформовывают образцы.

 

Порядок проведения испытания

 

В емкость для испытаний на расстоянии 200 мм по ширине уста­навливают стержни, на которые на расстоянии не менее 15 мм друг от друга укладывают расформованные образцы. В емкость с образ­цами наливают дистиллированную воду так, чтобы уровень воды в емкости был не менее чем на 20 мм выше верха образцов.

Емкость с образцами и водой закрывают крышкой и на (24±1) ч помещают в электропечь с регулятором поддержания температуры(80±1)°С. Через указанное время емкость с образцами извлекают из электропечи. Образцы вынимают из емкости, помещают каж­дый образец в полиэтиленовый пакет для охлаждения до темпера­туры (20±5)°С, но не менее чем на 4 ч.

Перед проведением испытания устройство для измерения дефор­маций необходимо отрегулировать по длине контрольного стержня. Неизменность первоначального отсчета, но индикатору проверяют установкой и измерением длины контрольного стержня перед нача­лом, в процессе испытания и после его окончания. Отклонение в отсчете по индикатору не должно превышать ±0,01 мм. При боль­шем отклонении следует отрегулировать устройство.

Образец, установленный в устройство для измерения деформа­ции, поворачивают вокруг оси на один оборот и снимают началь­ный отсчет по индикатору. Измерение повторяют три раза. Записы­вают среднеарифметическое трех измерении.

Из емкости для испытаний после извлечения из нее образцов сливают дистиллированную воду и емкость заливают 1М раствором гидроксида натрия. Для приготовления раствора берут 40 г гидро­ксида натрия, растворяют в 900 мл дистиллированной воды и дово­дят объем раствора до 1 л.

Образцы укладывают в емкость для испытаний, уровень раство­ра гидроксида натрия над образцами должен быть на 20 мм выше верха образцов.

Емкость с образцами закрывают крышкой и на (24±1) ч помещают в электропечь с регулятором поддержания температуры (80±1)°С. По истечении указанного времени образцы извлекают из электропечи и помещают каждый образец в полиэтиленовый пакет для охлаждения до температуры (20±5)°С, но не менее чем на 4 ч. При работе с горячей щелочью используют индивидуальные средства защиты.

Величину деформации образца определяют путем измерения дли­ны контрольного стержня и образца до и после выдержки его в рас­творе гидроксида натрия.

Измерения проводят ежедневно в одно и то же время суток, при этом необходимо получить одиннадцать измерений деформаций.

 

Обработка результатов испытания

 

Относительную деформацию каждого образца e, %, определяют по формуле

, (2.47)

где

— отсчет по индикатору после испытания в 1 М растворе гид­роксида натрия на момент испытания t, мм;
— начальный отсчет по индикатору после испытания в дистиллированной воде, мм;
— база измерения, равная 254 мм.

Среднее относительное удлинение образцов e_ср определяют по формуле

, (2.48)

где

— относительная деформация первого, второго и третьего образцов.

Горная порода, щебень (гравий) считаются нереакционноспо­собными по отношению к щелочам, если в процессе испытаний ве­личина деформации расширения образцов в растворе гидроксида натрия менее 0,1 %, при условии, что последний (одиннадцатый) результат испытания отличается от трех предшествующих резуль­татов измерений не более чем на 15 %. Если деформации превы­шают указанные значения, то горная порода, щебень (гравий) счи­таются потенциально реакционноспособными со щелочами и воз­можность использования их в качестве заполнителей для бетона определяются испытанием образцов бетона.

Метод испытаний образцов бетона

 

Метод основан на определении в установленные сроки (в течение одного года) относительных деформаций образцов бетона, изготов­ленных на заполнителях, полученных из горной породы или щебня (гравия), содержащих растворимый кремнезем более 50 ммоль/л, пор­тландцементе с заданным составом и природном нереакционноспо­собном песке с модулем крупности М_к свыше 2,0 до 2,5.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование со следующими дополнениями:

формы ФП размером 70х70х280 мм по ГОСТ 22685;

виброплощадка лабораторная с частотой колебаний (2900±100) ко­лебаний/мин и амплитудой (0,5±0,05) мм;

контейнер герметичный с крышкой для испытания образцов бе­тона;

сита;

стержень контрольный длиной (280±1) мм из коррозионно-стой­кой стали по ГОСТ 5632.

 

Порядок подготовки к испытанию

 

Пробу портландцемента марки не ниже 400 с содержанием ми­неральных добавок не более 5 % по массе (ПЦДО, ПЦД5) отбира­ют по ГОСТ 30515. Содержание прочих добавок допускается в количестве не более 1 % по массе. Портландцемент должен вы­держивать испытание на равномерность изменения объема по ГОСТ 310.3. Если содержание щелочей в цементе в пересчете на Na₂O менее 1,5 %, то при изготовлении бетонной смеси в воду затворения следует добавлять Na₂O в количестве, обеспечиваю­щем общее содержание щелочей 1,5 % массы цемента.

Пробы песка и исследуемого крупного заполнителя промывают и высушивают до постоянной массы. Крупный заполнитель измель­чают до крупности 20 мм и просеивают. В исследуемом крупном заполнителе содержание фракций, % по массе, должно быть:

 

40 — для фракции св. 5 до 10 мм;

60 —»» св.10 до 20 мм.

 

Испытания проводят на образцах-балочках размером 70х70х280 мм.

Состав бетонной смеси для изготовления образцов-балочек на­значается по массе и должен составлять 1:1,4:2,6. Подвижность бе­тонной смеси, определяемая осадкой конуса, не должна превышать2—4 см. Не допускается введение в воду затворения воздухововлека­ющих или газообразующих добавок.

Для каждого испытания готовят З образца-балочки. Перед ук­ладкой бетонной смеси формы покрывают тонким слоем минераль­ного масла. После смазки устанавливают реперы из нержавеющеи стали так, чтобы предупредить попадание масла на поверхность ре­пера, и закрепляют их стопорными винтами.

Для предупреждения вытекания раствора места сопряжения под­дона и боковых стенок формы должны быть покрыты смесью пара­фина и канифоли, взятых в соотношении 3:5 по массе, предвари­тельно подогретой до температуры 110—120°С.

Бетонную смесь приготавливают путем перемешивания состав­ляющих в порядке, принятом при изготовлении образцов для опре­деления прочности бетона.

Сразу после окончания перемешивания формы заполняют бе­тонной смесью в два приема, тщательно укладывая ее в углах формы и вокруг реперов. Затем бетонную смесь уплотняют на вибропло­щадке, поверхность образца выравнивают со стенками формы, пос­ле чего формы немедленно помешают в ванну с гидравлическим затвором.

Через (48±2) ч образцы извлекают из форм и помещают над водой герметически закрывающийся контейнер. В контейнере образцы устанавливают в вертикальном положении на 2—3 см над водой та­ким образом, чтобы давление образца не передавалось на репер.

Контейнер с образцами помещают на (32±2) ч в электропечь с регулятором поддержания температуры (38±1)°С.

Первые измерения производят через (96±2) ч после изготовле­ния образцов.

За (16±2) ч до первого замера контейнер переносят из электропечи в помещение для остывания до комнатной температуры.

Последующие замеры проводят ежемесячно в один и тот же день в течение 12 мес. с момента изготовления образцов. Между замерами образцы хранят в контейнере в электропечи с температурой (38±1)°С.

За (16±2) ч до очередного замера контейнер переносят из элек­тропечи в помещение для остывания до комнатной температуры.

 

Обработка результатов испытания

 

После каждого измерения определяют относительное удлинение e_i,%, каждого образца по формуле

, (2.49)

где

— длина образца, мм;

— длина контрольного стержня (280±1), мм.

Среднее относительное удлинение образцов каждого испытания определяют по формуле

, (50)

Если относительное удлинение образцов каждого испытания не превышает 0,04 %, испытание проводят в течение года, каждый раз сравнивая полученный результат с предыдущим.

Горная порода, щебень (гравий) относят к нереакционноспособ­ным, если последнее (двенадцатое) значение относительного удли­нения не превышает 0,04 %.

Если относительное удлинение превышает указанное значение, применение таких заполнителей в бетоне допускается после прове­дения специальных исследований с учетом условий эксплуатации сооружений и при условии проведения мероприятий, предупрежда­ющих развитие коррозии бетона.

 

2.3.1.25 Определение устойчивости структуры щебня (гравия)

против распадов

 

Устойчивость структуры щебня (гравия) против силикатного, сульфидного и известкового видов распада определяют путем вы­держивания щебня (гравия) в дистиллированной воде в течение30 сут (сульфидный и известковый распад) и последующего ис­пытания в автоклаве в среде насыщенного водяного пара (силикатный распад).

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Весы по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,0002 г;

Шкаф сушильный;

Автоклав на 200 кПа (2 ати);

Набор сит с отверстиями диаметром 5, 10, 20 и 40 мм;

Емкость для погружения проб щебня в дистиллированную воду;

Щетка металлическая;

Мешочки из плотной ткани или формы из оцинкованной жести с круглыми отверстиями диаметром не более З мм.

 

Порядок подготовки к испытанию

 

Из лабораторных проб щебня (гравия) фракций от 5 до 10 мм, св. 10 до 20 мм и св. 20 до 40 мм отбирают аналитические пробы массой по 5 кг — для первых двух фракций, 7 кг — для третьей фракции. Пробы очищают щеткой от рыхлых частиц и пыли, про­мывают и высушивают до постоянной массы.

Для проведения испытания отбирают по 2 лабораторные пробы массой по 2 кг каждая для щебня (гравия) фракций от 5 до 10 мм и св. 10 до 20 мм и массой по З кг — для фракции св. 20 до 40 мм.

 

Порядок проведения испытания

 

Подготовленные пробы щебня (гравия) помешают в мешочки или формы и погружают в емкость с дистиллированной водой на 30 сут.

По истечении указанного срока пробы высушивают до посто­янной массы.

Высушенные пробы помещают в формы (без мешочков) и ставят в автоклав. В течение 30 мин давление в автоклаве постепенно под­нимают до 200 кПа (2 ати). При этом давлении щебень (гравий) выдерживают б ч, после чего давление в течение 20 мин постепенно снижают до атмосферного.

Пробы щебня (гравия) вынимают из автоклава, каждую в отдель­ности промывают, высушивают до постоянной массы, просеивают через сито с отверстиями диаметром, соответствующим нижнему раз­меру испытываемой фракции. Остаток на сите взвешивают.

Испытание в автоклаве может быть заменено пропариванием в сосуде с закрывающейся крышкой. Высушенную пробу помещают в сосуд над слоем воды высотой 20—30 мм. Сосуд закрывают крыш­кой и ставят на электроплитку. С момента закипания воды в сосуде щебень (гравий) пропаривают в течение З ч. Затем щебень (гравий) извлекают из сосуда, помещают на З ч в ванну с водой комнатной температуры. Попеременное пропаривание и охлаждение до ком­натной температуры повторяют три раза. После окончания испыта­ния пробы щебня (гравия) высушивают до постоянной массы и про­сеивают через сито с отверстиями диаметром, соответствующим нижнему размеру испытываемой фракции. Остаток на сите взвеши­вают.

Обработка результатов испытания

 

Потерю массы данной фракции D т, %, определяют по формуле

, (2.51)

где

т₁ — масса пробы до испытания, г;

т₂ — масса пробы после испытания, г.

За результат принимают среднеарифметическое двух параллель­ных определении.

Потерю массы D т_см,%,щебня (гравия), состоящего из смеси нескольких фракций, определяют по формуле

 

, (2.52)

где

п — число фракций;

D т — потеря массы данной фракции, определенная по формуле(51), % по массе;

х — содержание данной фракции, % по массе.

 

2.3.1.26 Определение содержания свободного волокна

асбеста в щебне из отходов асбестосодержащих пород

 

Содержание свободного волокна асбеста в щебне из отходов ас­бестосодержащих пород определяют путем отбора из пробы щебня свободных волокон асбеста.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329.

Сита с размером отверстий 5, 3 и 0,5 мм.

Щетка волосяная.

Пинцет.

Порядок проведения испытания

 

Пробу щебня массой не менее 25 кг, высушенную до постоян­ной массы, просеивают через сито с размером отверстий 5 мм. Ма­териал, прошедший через сито, тщательно перемешивают, усред­няют и отбирают 2 навески массой по 1000 г каждая.

Каждую навеску просеивают через сита с отверстиями З и 0,5 мм. Из остатков на ситах отбирают вручную или с помощью пинцета сво­бодные волокна асбеста и волосяной щеткой очищают их от гали(асбестосодержащей породы). Выделенные свободные волокна асбес­та объединяют и взвешивают для каждой навески отдельно.

 

Обработка результатов испытания

 

Содержание в щебне из отходов асбестосодержащих пород сво­бодного волокна асбеста А, %, определяют по формуле

, (2.53)

где

т₁ — масса отобранного волокна, г;

т — масса навески, г.

За результат принимают среднеарифметическое результатов испы­тании двух навесок.

 

2.3.1.27 Определение содержания слабых зерен и примесей металла в щебне из шлаков черной и цветной металлургии

 

Сущность метода заключается в выделении из щебня примесей металла и слабых зерен шлака.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104.

Шкаф сушильный.

Сита с отверстиями диаметром 5, 10, 20, 40 и 70 мм.

Магнит.

Молоток столярный типа МСТ-1 по ГОСТ 11042.

 

 

Порядок подготовки и проведения испытания

 

Щебень рассеивают на ситах на фракции. От каждой фракции отбирают навеску массой, указанной в таблице 2.20.

Таблица 2.20

Размер фракции, мм	5-10	10-20	20-40	40-70	св. 70
Масса навески, кг, не менее	0,5	1,0	5,0	15,0	35,0

 

Проводят разборку навески каждой фракции, выделяя сначала с помощью магнита включения металла, затем слабые зерна шлаково­го щебня и примесей (бой огнеупорного кирпича, флюса и др.). К слабым относят зерна, легко разламывающиеся руками и разрушающиеся легким ударом молотка (предел прочности при сжатии в во­донасыщенном состоянии менее 20 МПа).

 

Обработка результатов испытания

 

Выделенные из пробы слабые зерна и примеси (включения ме­талла) взвешивают и определяют их содержание Х_i, %, по формуле

, (2.54)

где

т, — масса слабых зерен и примесей (включений металла), кг;

т — общая масса навески, кг.

Содержание слабых зерен, примесей и включений металла вы­числяют как среднеарифметическое результатов трех определении.

При испытании щебня, состоящего из смеси фракций, содержа­ние слабых зерен и включений металла определяют отдельно по каждой фракции.

 

2.3.1.28 Определение активности шлаков

 

Сущность метода заключается в определении активности шлаков по значению предела прочности при сжатии образцов в водона­сыщенном состоянии в возрасте 28 сут.

 

Средства контроля и вспомогательное оборудование

 

Мельница шаровая лабораторная, вибромельница или барабан с металлическими шарами.

Прибор для определения удельной поверхности типа ПСХ. Прибор малый Союздорнии для стандартного уплотнения (ри­сунок 14).

Пресс гидравлический с усилием от 50 до 500 кН.

Шкаф сушильный.

Мешалка лабораторная для приготовления шлакового теста. Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 или настольные циферблатные по ГОСТ 29329.

Сито с отверстиями размером 0,071 мм по ГОСТ 6613. Чаша сферическая фарфоровая или металлическая для затворения.

Ванна с гидравлическим затвором для хранения образцов по ГОСТ 310.3.

Мастерок или лопатка для перемешивания по ГОСТ 310.3.

 

Рисунок 2.14 —Малый прибор Союздорнии для стандартного уплотнения

1 — рукоятка; 2— направляющий стержень; З — гиря; 4— плуижер; 5— направля­ющий насадный цилиндр; б — разъемный цилиндр; 7— подстаканник; 8— закреп­ляющие винты; 9 — металлическая пластинка

 

 

Порядок подготовки и проведения испытания

 

Аналитическую пробу шлакового щебня массой 5 кг высушивают до постоянной массы и размалывают в шаровой мельнице, вибромельнице или барабане с металлическими шарами так, чтобы остаток на сите с размером отверстий 0,071 мм был не более 6-10 %или удельная поверхность была равна (3000±100) см²/г. Удельная повер­хность определяется в приборе ПСХ в соответствии с ГОСТ 310.3. Размолотый шлак выдерживают в воздушно-сухих условиях в течение 1 сут.

Активность шлака определяют на образцах-цилиндрах, изготов­ленных из шлакового теста максимальной плотности при оптималь­ном количестве добавляемой воды. Максимальную плотность шла­кового теста устанавливают путем подбора.

Навеску размолотого шлака массой 720—750 г помешают в чашу, предварительно протертую влажной тканью, добавляют воду в ко­личестве 6-8 %массы шлака и тщательно перемешивают мастерком в течение 5 мин. Из приготовленной смеси отбирают контроль­ную навеску, взвешивают, высушивают до постоянной массы при температуре (110±5)°С, охлаждают и вновь взвешивают, затем по формуле (41) определяют фактическую влажность.

Из приготовленной смеси в малом приборе Союздорнии для стандартного уплотнения формуют З образца диаметром и высотой 50 мм. Образцы уплотняют 40 ударами гири массой 2,5 кг, падающей с высоты 30 см. После уплотнения плунжер и насадку осто­рожно снимают, тщательно срезают ножом излишки шлакового теста. Сразу после изготовления образцы освобождают от формы и взвешивают с погрешностью до 0,1 г. Подготовку шлакового теста, изготовление серии образцов и взвешивание повторяют несколько раз, каждый раз увеличивая количество воды на 2 %. Воду прекра­щают добавлять после получения средней плотности образцов, зна­чение которой закономерно снижается с каждым последующим определением.

Для определения оптимальной влажности и максимальной плот­ности для каждой серии образцов (различной влажности) определя­ют среднюю плотность образца g_об, г/см³, по формуле

 

, (2.55)

где

W — фактическая влажность смеси, %массы сухого молотогошлака;

— средняя плотность образцов, г/см³, определяемая по фор­муле

, (2.56)

где

п — число образцов;

— масса образца данной серии при данной влажности, г;

V — объем образцов, см³.

По результатам определений строят график, откладывая по оси ординат значения средней плотности образцов g_об, а по оси аб­сцисс — фактическую влажность. Наивысшая точка полученной кривой соответствует оптимальной влажности и максимальной плот­ности образцов.

Для определения прочности образцы изготавливают из шлако­вого теста с оптимальной влажностью и максимальной плотностью. Для этого в молотый шлак вводят воду в количестве, соответствую­щем оптимальной влажности и максимальной плотности, переме­шивают в течение 2,5 мин в лабораторной мешалке. При отсутс­твии мешалки шлак с водой перемешивают мастерком или лопаткой в сферической чаше в течение 10 мин.

Из шлаковой смеси (3 кг) изготавливают по указанной выше ме­тодике при помощи малого прибора Союpдорнии для стандартного уплотнения 10 образцов-цилиндров высотой и диаметром 50 мм. Допускается уплотнять образцы на прессе при давлении 20 Мпа (200 кгс/см²), обеспечивающем плотность образца, равную плот­ности, получаемой на приборе стандартного уплотнения с выдерж­кой в течение З мин. Отклонение фактической влажности смеси от оптимальной допускается до ±0,5 %.

Образцы хранят 7 сут на воздухе при температуре (18—20)°С, после чего измеряют размеры образцов штангенциркулем, помеша­ют их на 18 сут в камеру с влажностью не менее 95 %, затем в течение 2 сут насыщают водой комнатной температуры, при этом уровень воды над образцами должен быть не менее 2 см.

Насыщенные водой образцы испытывают в возрасте 28 сут на гид­равлическом прессе, повышая давление на 0,3—0,5 МПа (3—5 кгс/см²) в секунду до разрушения образцов.

 

Обработка результатов испытания

 

Предел прочности образца s_сж МПа, определяют с точностью до 0,1 МПа (1 кгс/см²) по формуле

 

или , (2.57)

где

Р — разрушающее усилие пресса, Н (кгс);

F — площадь поперечного сечения образца, см2.

За показатель активности шлаков принимают предел прочности при сжатии, вычисленный как среднеарифметическое результатов испытания десяти образцов.

 

Примечание — Допускается определение активности производить на образцах, изготовленных из смеси с водошлаковыми отношениями 0,12; 0,14 и 0,16. из каж­дой смеси готовят 10 образцов.

За показатель активности в этом случае принимают наибольшее значение из трех средних пределов прочности при сжатии 10 образцов.

 

2.3.1.29 Определение электроизоляционных свойств

щебня для балластного слоя железнодорожного пути

 

Электроизоляционные свойства щебня определяют по удельной электрической проводимости насыщенного раствора, получаемого при перемешивании размельченного щебня с дистиллированной во­дой.

 

---

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!