ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Методы испытаний ЩЕБЕНЯ И ГРАВИЯ ИЗ ПЛОТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ Екатеринбург 2020 Страница 2 из 29 ОГЛАВЛЕНИЕ 1 ЦЕЛЬ ................................................................................................................................................ 4 2 СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ ................................................................................................................ 4 3 ССЫЛКИ НА СТАНДАРТЫ ......................................................................................................... 4 4 ТЕРМИНОЛОГИЯ ......................................................................................................................... 4 5 ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ................................................................................................................... 5 6 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ................................................................................................................. 5 7. РЕГИСТРАЦИЯ ЗАПИСЕЙ О КАЧЕСТВЕ ................................................................................ 7 8 ОПИСАНИЕ .................................................................................................................................... 7 8.1 ОТБОР ПРОБ ............................................................................................................................... 7 8.2 ПОДГОТОВКА ПРОБЫ К ЛАБОРАТОРНЫМ ИСПЫТАНИЯМ ......................................... 8 8.3 УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ....................................................... 9 8.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ............................................................................ 10 8.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЫЛЕВИДНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ЧАСТИЦ .............. 11 8.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЗЕРЕН ПЛАСТИНЧАТОЙ (ЛЕЩАДНОЙ) И ИГЛОВАТОЙ ФОРМ. .......................................................................................................................... 12 8.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРОБИМОСТИ ............................................................................................ 14 8.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛИНЫ В КОМКАХ ...................................................... 18 8.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЗЕРЕН СЛАБЫХ ПОРОД .............................................. 19 8.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИНОЙ ПЛОТНОСТИ .......................................................................... 21 8.11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ И ПУСТОТНОСТИ ........................................ 22 8.12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ ...................................................................... 24 8.13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ.............................................................................................. 24 8.14 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНОГО ВОЛОКНА АСБЕСТА В ЩЕБНЕ ИЗ ОТХОДОВ АСБЕСТОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД .............................................................................. 25 8.15 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДРОБЛЕНЫХ ЗЕРЕН В ЩЕБНЕ ИЗ ГРАВИЯ............ 26 8.16 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ ............................................................................... 27 Страница 3 из 29 1 ЦЕЛЬ Настоящая рабочая инструкция регламентирует единый порядок выполнения работ по испытанию щебня и гравия из плотных горных пород, с целью оценки соответствия качественных показателей щебня и гравия установленным требованиям, для случаев разночтения понимания требований ГОСТов. 2 СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ Настоящая инструкция распространяется на щебень и гравий [далее - щебень (гравий)] из плотных горных пород (в том числе попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий), и отходов промышленного производства (в том числе из шлаков черной и цветной металлургии и тепловых электростанций) со средней плотностью зерен от 2,0 до 3,0 г/см3, применяемых в качестве заполнителей для тяжелого бетона, асфальтобетона, а также дорожных и других видов строительных работ, и устанавливает методы их испытаний. 3 • ССЫЛКИ НА СТАНДАРТЫ ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» • ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний» • ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. • ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия. 4 ТЕРМИНОЛОГИЯ • РИ - рабочая инструкция - описание функций, способов осуществления деятельности. • ИЛ – испытательная лаборатория • СИ – средства измерения • ИО – испытательное оборудование • ВО - вспомогательное оборудование • ДСМ – дорожно-строительные материалы • ГОСТ - национальный стандарт • Щебень – каменный материал, продукт искусственного или естественного дробления горных пород или шлака с крупностью зерен от 5 мм до 150 мм Страница 4 из 29 • Песок – каменный материал, осадочная обломочная рыхлая порода с крупностью зерен до 5 мм • Гравий – каменный материал, смесь окатанных обломков горных пород и минералов крупностью от 5 мм до 70 мм. • ПГС – песчано-гравийная смесь, естественная или приготовленная перемешиванием смесь из зерен гравия и песка. • Щебеночные смеси – каменный материал, природный или искусственно составленная смесь с размером зерен свыше 5 мм. 5 ОТВЕТСТВЕННОСТЬ Требования настоящей инструкции являются обязательными для всех сотрудников ИЛ. Ответственность за соблюдение данной инструкции несет начальник лаборатории. 6 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 6.1. Испытания проб щебня (гравия) проводим по ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний». 6.2. Пробы взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L) 2-го класса точности с допускаемой погрешностью взвешивания св.0,05 до 5,0 кг – ±1 г, св. 5,0 до 20,0 кг – ±2 г, св. 20,0 до 30,0 кг – ±3 г, по ТУ 4274-005-27450820-95, ГОСТ 29329-92, или AJ-6200СЕ 3-го класса точности по ГОСТ Р 52228-2008 с допускаемой погрешностью взвешивания от 0,50г до 500г включ. – ±0,1 г, св.500 до 2000г – ±0,2г, св.2000г – ±0,3г. Пробы взвешиваем с погрешностью до 0,1% массы, если в методике на щебень (гравий) не даны другие указания. 6.3. Пробы, образцы и навески в воздушно-сухом состоянии (состоянии естественной влажности) высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С до тех пор, пока разница между результатами двух последовательных взвешиваний будет не более 0,1 % массы навески. Каждое последующее взвешивание навески проводим после высушивания в течение не менее 1 ч и последующего охлаждения не менее 1 ч. 6.4. Образцы горной породы для испытаний изготавливаем кубической формы с помощью резчика кернов. Линейные размеры образцов измеряем штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм. Для определения площади нижней и верхней граней образца определяем среднеарифметические значения длины каждой пары параллельных ребер данной грани. Высоту образца кубической формы определяем как среднеарифметическое значение Страница 5 из 29 результатов измерений четырех вертикальных ребер. Площадь поперечного сечения образца определяем как среднеарифметическое значение площадей нижнего и верхнего оснований. Объем образца определяем как произведение площади поперечного сечения на высоту. Грани образцов, к которым прикладываем нагрузку пресса, шлифуем вручную на мелкой наждачной бумаге формата А4, уложенной на металлическую плиту, размером 30*30 см. Правильность формы образцов проверяем стальным угольником, измеряя линейкой или щупом образовавшийся просвет, величина которого не должна превышать: для образцов размером 50*50 мм – 1 мм, для образцов размером 100*100 мм – 2 мм. 6.5. Результаты испытаний рассчитываем с точностью до второго десятичного знака после запятой методом округления, если не даны другие указания относительно точности вычислений. Пример округления до второго десятичного знака после запятой: • 0,457=0,46 • 0,485=0,49 • 0,475=0,48 В случае проведения параллельных испытаний допускаемое расхождение между результатами указано в соответствующем методе испытания. 6.6. Для определения зернового состава отдельных фракций щебня (гравия) применяем набор сит с поддоном и крышкой на круглых обечайках диаметром 300 мм, с круглыми отверстиями диаметрами: 1,25; 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 55; 60; 70; 80, 87,5 мм. 6.7. Испытания на сжатие образцов горной породы или щебня (гравия) на дробимость в цилиндре диаметром 150 мм проводим на прессе ТП-1-350. За 5 мин до начала проведения испытания включаем насосную установку для приведения гидросистемы пресса в рабочее состояние. 6.8. Применяемые средства и вспомогательное оборудование должны пройти поверку и аттестацию в установленном порядке. 6.9. При определении показателей качества смеси фракций испытываем отдельно каждую фракцию и определяем средневзвешенное значение X определяемого показателя в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. 6.10. Температура воздуха в лаборатории должна быть (20±5) °С. Температуру и Страница 6 из 29 относительную влажность воздуха контролируем по гигрометру ВИТ-2. Результаты заносим в «Температурный журнал». Перед началом испытания горная порода, щебень (гравий) и вода должны иметь температуру, соответствующую температуре воздуха в помещении. 6.11. Вода для проведения испытаний должна соответствовать ГОСТ 2874, дистиллированная вода - ГОСТ 6709. 6.12. При использовании воспламеняющихся) веществ, в качестве следует реактивов руководствоваться опасных (едких, требованиями токсичных, безопасности, изложенными в нормативных и технических документах на эти реактивы. 7. РЕГИСТРАЦИЯ ЗАПИСЕЙ О КАЧЕСТВЕ 1. Пробы щебня (гравия), поступившие в ДСЛ с этикеткой и актом отбора пробы, который имеет полную информацию о целях и задачах контроля качества материала и привязки с места отбора объединенной пробы, регистрируем в «Журнале регистрации проб». 2. Полученные и расчетные данные испытаний записываем в «Рабочие бланки». 3. Обработанные результаты испытаний щебня (гравия) оформляем в «Протокол испытаний». 8 ОПИСАНИЕ Отбор, подготовку и испытания проб щебня (гравия) выполняет инженер-лаборант или техник-лаборант, либо стажер в присутствии инженера-лаборанта ДСЛ. 8.1 ОТБОР ПРОБ Термины и определения: Проба – определенное количество материала, отобранное для испытаний от партии горной породы, щебня (гравия). Точечная проба - проба материала, взятая единовременно из установленных нормативными документами мест партии. Объединенная проба - проба материала, состоящая из точечных проб и характеризующая партию в целом. Лабораторная проба - проба материала, приготовленная из объединенной пробы и предназначенная для всех лабораторных испытаний, предусмотренных для данного вида горной породы, щебня (гравия). Аналитическая проба - проба материала, приготовленная из лабораторной пробы и предназначенная для нескольких видов испытаний. Из аналитической пробы отбирают отдельные навески в соответствии с методикой испытаний. Допускается использование одной Страница 7 из 29 аналитической пробы для проведения нескольких видов испытаний, если в процессе предшествующих испытаний другие свойства материала не подвергаются изменению. 2. Из штабеля или со склада точечные пробы щебня (гравия) отбираем с помощью совка или совковой лопатой в местах, расположенных по всей поверхности щебня (гравия), со дна выкопанных лунок глубиной 0,2-0,4 м. Лунки размещаем в шахматном порядке, расстояние между лунками не более 10 м. 3. Число точечных проб в зависимости от объема партии, должно быть не менее: До 350 м3 – 10; Св. 350 до 700 м3 – 15; Св. 700 м3 – 20. Из точечных проб образуем объединенную пробу. 8.2 ПОДГОТОВКА ПРОБЫ К ЛАБОРАТОРНЫМ ИСПЫТАНИЯМ 1. В лаборатории объединенную пробу сокращаем методом квартования. Для этого пробу материала высыпаем на лист линолеума размером 1,5×1,5 м, перемешиваем с помощью металлического совка и собираем в конус. Разравниваем материал тонким слоем, проводим борозды в продольном и поперечном направлении, разделяя материал на четыре квадрата. Из квадратов, находящихся по диагонали (I – III или II – IV) отбираем щебень (гравий). I II IV III Последовательным квартованием сокращаем пробу в два, четыре раза и т.д. до получения такой массы лабораторной пробы, которая была бы не менее указанной в табл. 1. Таблица 1 Наибольший номинальный размер зерен D, мм 10 20 40 Св.40 Масса пробы, кг 5,0 10,0 20,0 40,0 Страница 8 из 29 Последовательность квартования изображена на фото 1, от а) до г). а) б) в) г) Фото 1 – Схема квартования 2. Лабораторную пробу высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С на металлических противнях. 8.3 УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ 1. Отобранные пробы щебня (гравия) упаковываем таким образом, чтобы масса и свойства материалов не изменялись до проведения испытаний. Для упаковки образцов применяем мешки из синтетической пленки, плотной материи или водостойкой бумаги. Каждую пробу снабжаем двумя этикетками с обозначением пробы. Одна этикетка помещается внутрь упаковки, другая – на видном месте упаковки. Образцы (пробы) при транспортировании не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям. Упакованные образцы (пробы) доставленные в лабораторию без документации, принимать на хранение и проведение лабораторных испытаний запрещается. Страница 9 из 29 2. После испытаний образцы (пробы), если необходимо хранить. Упаковываем их так, чтобы масса и свойства материала не изменились. Каждую пробу снабжаем двумя этикетками с обозначением пробы. Одна этикетка помещается внутрь упаковки, другая – на видном месте упаковки. Пробу храним в лаборатории. Если нет необходимости хранить пробу, то ее утилизируем. 8.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА ПОСЛЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПЫЛЕВИДНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ЧАСТИЦ Для испытания используем лабораторную пробу без ее сокращения, если масса пробы не превышает требуемой массы, указанной в табл. 1. Масса пробы зависит от наибольшей крупности зерен. Массу пробы определяем по табл. 1. Пробу высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С на металлических противнях, охлаждаем и взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Собираем колонку сит с отверстиями, соответствующими номинальным размерам зерен данной фракции: 1,25 D; D; 0,5(D+d); d, где D – наибольший размер зерен щебня (гравия), d – наименьший размер зерен щебня (гравия), согласно паспортным данным. Пробу просеиваем ручным способом через набор сит с отверстиями указанных выше размеров, собранных последовательно в колонку, начиная снизу с сита с отверстиями наименьшего размера, при этом толщина слоя щебня (гравия) на каждом из сит не должна превышать наибольшего размера зерен щебня (гравия) (фото 2). Фото 2 – Просеивание щебня ручным способом Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 минуты через него проходило не более 0,1% общей массы просеиваемой пробы. При ручном просеивании окончание просеивания определяем следующим способом: Страница 10 из 29 каждое сито интенсивно трясут над листом бумаги. Просеивание считают законченным, если при этом не наблюдается падение зерен щебня (гравия). Рассев несортированного щебня (гравия), производим с применением полного набора стандартных сит, указанных в пункте 6.6 настоящей инструкции. Остаток на каждом сите взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). По результатам просеивания определяем частный остаток на каждом сите ai, %, по формуле: где mi - масса остатка на данном сите, г; m - масса пробы, г. Определяем полные остатки на каждом сите в процентах массы пробы, равные сумме частных остатков на данном сите и всех ситах с большими размерами отверстий. Полные остатки подсчитываем как сумму частных остатков на всех ситах большего размера плюс остаток на данном сите. При испытании гравия, загрязненного глиной, рассев производим после предварительной промывки с определением содержания пылевидных и глинистых частиц. Содержание пылевидных и глинистых частиц включаем при расчете результатов рассева в массу частиц, проходящих через сито с размером отверстий 1,25 мм. После рассева пробу вновь объединяем и используем для приготовления аналитических проб для проведения остальных испытаний. 8.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЫЛЕВИДНЫХ И ГЛИНИСТЫХ ЧАСТИЦ Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне (гравии) определяем методом мокрого просеивания. Берем аналитическую пробу щебня (гравия) массой не менее 5 кг, высушенную до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С. Пробу взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L) в ведре цилиндрическом. Пробу заливаем водой так, чтобы она покрывала пробу и выдерживаем 2 ч для размокания пылевидных и глинистых частиц. Содержимое ведра интенсивно перемешиваем для того, чтобы пылевидные и глинистые частицы образовали суспензию, полученную суспензию осторожно сливаем на колонку сит с сетками 1,25 и 0,05. Перед тем как сливать суспензию на сита, визуально контролируем целостность и полноту очистки сита № 005 (смотрим на сито через просвет). Затем щебень (гравий), оставшийся в ведре, снова заливаем водой, Страница 11 из 29 перемешиваем, образовавшуюся суспензию также сливаем на сита. Процесс повторяем до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Воду осторожно сливаем, остатки воды убираем с помощью груши и после этого щебень (гравий), находящийся в ведре, соединяем с частицами, оставшимися на ситах 1,25 и 0,05, высушиваем в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 до постоянной массы, периодически перемешивая. Охлаждаем и взвешиваем пробу на весах М-ЕR326AF(L). Содержание в щебне (гравии) пылевидных и глинистых частиц П, % по массе, определяем с точностью до 0,1% по формуле: где m - масса пробы до промывки, г; m1 - масса пробы после промывки, г. 8.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЗЕРЕН ПЛАСТИНЧАТОЙ (ЛЕЩАДНОЙ) И ИГЛОВАТОЙ ФОРМ. Содержание в щебне (гравии) зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм оцениваем количеством зерен, толщина которых менее длины в три раза и более. Зерна пластинчатой (лещадной) формы определяем с помощью передвижного шаблона(рис. 3). Рисунок 3 - Передвижной шаблон 1-малый усик; 2- неподвижная губка штангенциркуля; 3,6- заклепки; 4 - большой усик; 5подвижная часть штангенциркуля. Страница 12 из 29 Из лабораторной пробы от каждой фракции испытываемого щебня (гравия) берем аналитические пробы массой: 0,25 кг - Для фракции щебня от 5 до 10 мм; 1,0 кг - Для фракции щебня св. 10 до 20 мм; 5,0 кг - Для фракции щебня св. 20 до 40 мм; 10,0 кг - Для фракции щебня св. 40 мм. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) или игловатой формы определяем отдельно для каждой фракции щебня (гравия). При наличии в испытываемом щебне (гравии) какой-либо фракции в количестве менее 5% по массе содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм в этой фракции не определяем. Аналитическую пробу взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L) и из нее выбираем зерна, толщина которых меньше длины в три раза и более. Соотношение размеров зерен определяем при помощи шаблона для определения лещадности щебня КП-601/5. Измеряемое зерно вкладываем наибольшим размером между губками штангенциркуля шаблона, положение шаблона фиксируем стопорным винтом и измеряем размер зерна. Затем зерно пропускаем наименьшим размером между усиками шаблона (малым и большим) сверху вниз, которые автоматически устанавливаются на расстоянии в три раза меньшем. Если зерно полностью пройдет между усиками, то его относим к зернам пластинчатой или игловатой формы. а) б) Фото 4 – Зерно пластинчатой или игловатой формы Страница 13 из 29 а) б) Фото 5 – Зерно правильной формы Зерна пластинчатой и игловатой форм взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Содержание в каждой фракции щебня (гравия) зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм Ппл, %, определяем по формуле: где m - масса аналитической пробы, г; m1 - масса зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм, г. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм в смеси фракций определяем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. 8.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРОБИМОСТИ Дробимость щебня (гравия) определяем по степени разрушения зерен при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Для испытания щебня на дробимость применяем Страница 14 из 29 цилиндр-плунжер КП 116, диаметром равным 150 мм (рис. 6). Цилиндр Съемное дно Плунжер Рисунок 6 – Цилиндр стальной Размеры цилиндра представлены в табл. 2. Таблица 2 D d d1 H H1 170 мм 150 мм 148 мм 150 мм 120 мм При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси двух или более смежных фракций, исходный материал рассеиваем на стандартные фракции через сита, указанные в пункте 6.6 настоящей инструкциии и каждую фракцию испытываем отдельно. Щебень (гравий) фракции от 5 до 10, св. 10 до 20 или св. 20 до 40 мм просеиваем через два сита с отверстиями, соответствующими наибольшей (D) и наименьшей (d) крупности испытываемой фракции. От остатков на сите с отверстиями размером, равным d, отбираем две аналитические пробы массой не менее 4 кг каждая, которые взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Щебень (гравий) крупнее 40 мм предварительно дробим молотком и испытываем фракцию св. 20 до 40 мм. Щебень (гравий) осадочных и метаморфических пород испытываем в насыщенном водой состоянии. Щебень (гравий) изверженных пород испытываем в сухом состоянии. При определении марки щебня по дробимости, ранее или в достаточно недавний период времени не оцениваемого лабораторией карьера-производителя, проба щебня испытывается в водонасыщенном состоянии. Для определения осадочной горной породы необходимо нанести на пробу 1-2 капли соляной кислоты. Если порода осадочная, то произойдет химическая реакция в виде кипения. Страница 15 из 29 Карьер Подгруппа Вид Таблица 3 Испытание в насыщенном водой или сухом состоянии Изверженные породы «Теплая гора» интрузивные габбро-диабазы «Качканарский» интрузивные пироксениты «Первоуральское рудоуправление» интрузивные горнблендит Сухое состояние Метаморфические породы ОАО «Богословское рудоуправление» карбонатные Мраморы Насыщенное водой состояние Осадочные породы «Утесовский» карбонатные известняк «Чусовской» карбонатные известняк «Луньевский» карбонатные доломит «Дороховский» карбонатные известняк Насыщенное водой состояние Аналитические пробы для испытания в сухом состоянии высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С, а для испытания в насыщенном водой состоянии засыпаем в емкость для насыщения водой и заливаем водой, так чтобы вода полностью покрывала материал. Пробу выдерживаем в воде 2 часа. После насыщения водой с поверхности зерен щебня (гравия) удаляем влагу мягкой влажной тканью. Пробу щебня (гравия) насыпаем в цилиндр с высоты 50 мм от верхней грани (измерение высоты производим металлической линейкой) так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляем плунжер так, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Если верх плиты на плунжере не совпадает с краем цилиндра, то удаляем или добавляем несколько зерен щебня (гравия). За 5 мин до начала проведения испытания включаем насосную установку пресса ТП-1-350 для приведения гидросистемы в рабочее состояние. После этого цилиндр помещаем на нижнюю плиту пресса ТП-1-350. Увеличивая силу нажатия пресса на 1-2 кН в секунду, доводим нагрузку в цилиндре до 200 кН. Скорость нагружения контролируем по показателю на табло пресса. После этого нагрузку снимаем, испытываемую пробу высыпаем из цилиндра на противень и взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Затем пробу просеиваем в зависимости от размера испытываемой фракции через сито с Страница 16 из 29 отверстиями размером: 1,25 мм - Для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм; 2,5 мм - Для щебня (гравия) размером фракции св. 10 до 20 мм; 5,0 мм - Для щебня (гравия) размером фракции св. 20 до 40 мм. Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания высыпаем на противень и взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). При испытании щебня (гравия) в насыщенном водой состоянии навеску на сите тщательно промываем водой и удаляем поверхностную влагу с зерен щебня (гравия) мягкой влажной тканью. Дробимость Др, %, определяют по формуле: где m - масса испытываемой пробы щебня (гравия), г; m1 - масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г. Результаты испытания округляем до первого знака после запятой. За результат испытания принимаем среднеарифметическое двух параллельных испытаний, расхождение между определениями не должно превышать 8%. Если расхождения результатов определений превышают значения 8%, то испытания повторяем, за результат испытания принимаем среднеарифметическое двух ближайших результатов испытаний. Пример: Определение дробимости щебня осадочной породы. Потеря массы при испытании: Др1=15,7%; Др2=16,8%. ДрСР=(15,7+16,8)/2=16,2 %. Расхождение от среднего значения: Расх=( Др1-Др2)/ ДрСР *100=(15,7-16,8)/16,2*100=6,8% < 8%. Полученное значение расхождения входит в допуск. Страница 17 из 29 Среднее значение потери массы составляет Др=16,2%, что соответствует марке М 600 по табл.3 ГОСТ 8267-93 (испытание щебня проводили в насыщенном водой состоянии). При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, дробимость определяем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. Пример: Потеря массы при испытании смеси фракций 5-20мм: 1. фр. 5-10 мм Др1 = 10,2%; Др2 = 10,8%; среднее значение Дрср = 10,5%. Содержание фракции 5-10мм в смеси – 38,4% 2. фр. 1-15 мм Др1 = 9,4%; Др2 = 8,9%; среднее значение Дрср = 9,2%. Содержание фракции 10-15мм в смеси – 61,4%. Среднее значение дробимости щебня смеси фракций от 5 до 20 мм: Др1 = Др5−10 ∙ а5−10 + Др10−15 ∙ а10−15 10,5 ∗ 38,4 + 9,2 ∗ 61,4 = = 9,7% а5−10 + а10−15 38,4 + 61,4 8.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛИНЫ В КОМКАХ Аналитические пробы щебня (гравия) берем из остатков на ситах, полученных рассевом пробы при определении зернового состава. Масса пробы должна быть: 0,25 кг - Для щебня размером фракции от 5(3) до 10 мм; 1,0 кг - Для щебня размером фракции св. 10 до 20 мм; 5,0 кг - Для щебня размером фракции св. 20 до 40 мм; 10,0 кг - Для щебня размером фракции св. 40 мм. Каждую аналитическую пробу щебня (гравия) взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L), насыпаем тонким слоем на металлический поддон и увлажняем с помощью пипетки. Из пробы выделяем комки глины стальной иглой, отличающиеся пластичностью от зерен щебня (гравия). Выделенные комки глины высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 и взвешиваем на весах AJ-6200СЕ. Страница 18 из 29 Содержание комков глины в каждой пробе щебня (гравия) Пгл, %, определяем по формуле: где m - масса аналитической пробы щебня (гравия), кг; m1 - масса глины в комках, высушенной до постоянной массы, кг. Содержание комков глины в смеси фракций вычисляем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. 8.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЗЕРЕН СЛАБЫХ ПОРОД Аналитические пробы щебня (гравия) берем из остатков на ситах, полученных рассевом пробы при определении зернового состава. Масса пробы должна быть: 0,25 кг - Для щебня размером фракции от 5(3) до 10 мм; 1,0 кг - Для щебня размером фракции св. 10 до 20 мм; 5,0 кг - Для щебня размером фракции св. 20 до 40 мм; 10,0 кг - Для щебня размером фракции св. 40 мм. При наличии в испытываемом щебне (гравии) какой-либо фракции в количестве, меньшем 5% по массе, содержание зерен слабых пород в этой фракции не определяем. Каждую аналитическую пробу щебня (гравия) взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Зерна слабых пород выделяем по следующим признакам: сначала используем набор игл, при царапании иглой по поверхности на зернах слабых пород остается след. Для зерен метаморфических и изверженных пород используем иглу стальную, для зерен карбонатных пород – иглу алюминиевую. Далее используем молоток МСТ-3. Зерна слабых пород разрушаются легкими ударами молотка МСТ-3. Страница 19 из 29 Рисунок 3 – Молоток столярный типа МСТ 1- корпус; 2 – ручка; 3 – клин Размеры молотка МСТ-3 представлены в табл.3. Типоразмер молотка МСТ-3 L±5 H H1* A R* 300 120 54 30 250 Таблица 3 Масса, кг не более 0,80 При выделении зерен слабых пород каждое зерно аналитической пробы укладываем на металлический круглый диск и молотком МСТ-3 совершаем легкие удары по зерну. При ударе не нужно прикладывать усилия, молоток падает под действием собственного веса. Зерна, подвергшиеся разрушению или получившие сколы, относим к зернам слабых пород. Фото 7 – Определение зерен слабых пород Страница 20 из 29 Выделенные из пробы зерна слабых пород взвешиваем и определяем их содержание Xсл, %, по формуле: где m - масса аналитической пробы, г; m1 - масса зерен слабых пород, г. При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, содержание зерен слабых пород определяем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. 8.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИНОЙ ПЛОТНОСТИ Истинную плотность горной породы и зерен щебня (гравия) определяем путем измерения массы единицы объема измельченного высушенного материала. Для определения истинной плотности зерен щебня (гравия) отбираем аналитическую пробу. Аналитические пробы щебня (гравия) берем из остатков на ситах, полученных рассевом пробы при определении зернового состава. Масса пробы должна быть: 0,25 кг - Для щебня размером фракции от 5(3) до 10 мм; 1,0 кг - Для щебня размером фракции св. 10 до 20 мм; 5,0 кг - Для щебня размером фракции св. 20 до 40 мм; 10,0 кг - Для щебня размером фракции св. 40 мм. Зерна щебня (гравия) очищаем металлической щеткой от пыли, измельчаем до крупности менее 5 мм, после чего перемешиваем и сокращаем пробу примерно до 150 г. Полученную пробу вновь измельчаем до крупности менее 1,25 мм, после чего перемешиваем и сокращаем до 30 г. Подготовленную пробу измельчаем до порошкообразного состояния (размер зерен менее 0,125 мм) в ступке, насыпаем в фарфоровую чашку для взвешивания, высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 и охлаждаем до комнатной температуры в эксикаторе над безводным хлоридом кальция, после чего отвешиваем две навески массой 10 г каждая на электронных весах AJ-6200СЕ. Каждую навеску всыпаем в чистый сухой пикнометр вместимостью 100 мл и наливаем дистиллированную воду комнатной температуры в таком количестве, чтобы пикнометр был Страница 21 из 29 заполнен не более чем на половину своего объема. Пикнометр в слегка наклонном положении ставим на песчаную баню и кипятим его содержимое в течение 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха (пузырьки воздуха можно удалять путем выдерживания пикнометра под вакуумом в эксикаторе). После удаления воздуха пикнометр обтираем, охлаждаем до комнатной температуры, доливают до метки дистиллированную воду, и взвешиваем на весах AJ-6200СЕ. Затем пикнометр освобождаем от содержимого, промываем, наполняем до метки дистиллированной водой комнатной температуры и взвешиваем. Истинную плотность ρ, г/см3, определяем по формуле: где m - масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г; ρв - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см ; m1 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г; m2 - масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г. Расхождение между результатами двух определений не должно быть более 0,02 г/см3. В случае больших расхождений испытание необходимо повторить. За результат принимаем среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний. При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, истинную плотность определяем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. 8.11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ И ПУСТОТНОСТИ 8.11.1 Определение средней плотности Среднюю плотность щебня (гравия) определяем путем измерения массы единицы объема кусков зерен щебня (гравия) с использованием весов для гидростатического взвешивания. Для определения средней плотности зерен щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером до 40 мм берем аналитическую пробу массой не менее 2,5 кг, взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). При испытании щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером св. 40 мм берем аналитическую пробу массой около 5 кг, пробу взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Страница 22 из 29 Зерна крупнее 40 мм дробим до получения частиц размером не более 40 мм и пробу сокращаем вдвое методом квартования (данный метод описан в п. 7.2). Пробу высушиваем в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 до постоянной массы при температуре (105±5)°С, просеиваем через сито из набора сит с размером отверстий, соответствующим наименьшему номинальному размеру зерен данной фракции щебня (гравия). Из остатка на сите отвешиваем две пробы по 1000 г каждая на весах лабораторных электронных AJ-6200СЕ. Навеску щебня (гравия) помещаем в ведро цилиндрическое, заливаем водой комнатной температуры на 2 ч так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности щебня (гравия) не менее чем на 20 мм, время контролируем по секундомеру СОС пр2б-2. Насыщенную водой пробу щебня (гравия) вынимаем из воды, удаляем влагу с поверхности щебня (гравия) мягкой влажной тканью и сразу же взвешиваем на весах лабораторных электронных AJ-6200СЕ на воздухе, а затем в воде, с помощью устройства для гидростатического взвешивания. Среднюю плотность щебня (гравия) ρk , г/см3, определяем по формуле: где m - масса пробы в сухом состоянии, г; m1 - масса пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г; m2 - масса пробы в насыщенном водой состоянии в воде, г; ρв - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3. За результат принимаем среднеарифметическое значение результатов испытания двух параллельных испытаний проб щебня (гравия). При этом расхождение между результатами двух определений средней плотности не должно превышать 0,02 г/см3. При больших расхождениях испытание необходимо повторить. 8.11. 2 Определение пустотности Пустотность щебня (гравия) определяем расчетным путем на основании предварительно установленных значений средней плотности зерен и насыпной плотности щебня (гравия). Пустотность щебня (гравия)Vп, % по объему, определяем по формуле: где ρн - насыпная плотность щебня (гравия), кг/м (по п. 7.11.1); ρк - средняя плотность зерен щебня (гравия), г/см3. Страница 23 из 29 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ 8.12 Насыпную плотность щебня (гравия) определяем взвешиванием определенного объема щебня (гравия) данной фракции (или смеси фракций), высушенного до постоянной массы. Щебень (гравий) в объеме, обеспечивающем проведение испытания, высушиваем до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 при температуре (105±5)°С. При определении насыпной плотности смеси фракций рассев смеси на соответствующие фракции не допускается. Мерный цилиндр выбираем в зависимости от фракции щебня (гравия), для которого проводится испытание (табл. 4). Пустой цилиндр предварительно взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). Щебень (гравий) насыпаем в цилиндр с высоты 10 см до образования конуса, который снимаем стальной линейкой вровень с краями (без уплотнения) движением к себе, от себя или от середины влево и вправо, после чего цилиндр со щебнем (гравием) взвешиваем на весах М-ЕR326AF(L). В зависимости от наибольшего номинального размера щебня (гравия) применяют цилиндры в соответствии с таблицей 4. Таблица 4 Объем мерного цилиндра Внутренние размеры цилиндра, мм Диаметр Высота Фракция щебня (гравия), мм 5 185 185 От 5 до 10 10 234 234 Св. 10 до 20 20 294 294 Св. 20 до 40 50 400 400 Св. 40 Насыпную плотность щебня (гравия) ρн, кг/м , определяем с точностью до 10 кг/м3 по формуле: где m - масса мерного цилиндра, кг; m1 - масса мерного цилиндра со щебнем (гравием), кг; V - объем мерного цилиндра, м . Насыпную плотность определяем два раза, при этом каждый раз берем новую порцию щебня (гравия). За результат принимаем среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний. 8.13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ Влажность щебня (гравия) определяем путем сравнения массы пробы во влажном Страница 24 из 29 состоянии и после высушивания. Из щебня (гравия) испытываемой фракции берем две аналитические пробы методом квартования (данный метод описан в п. 7.2). Масса каждой пробы должна быть не менее: 1,0 кг - для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм; 1,5 кг - для щебня (гравия) размером фракции св. 10 до 20 мм; 2,5 кг - для щебня (гравия) размером фракции св. 20 до 40 мм; 5,0 кг - для щебня (гравия) размером фракции св. 40 до 70 (80) мм. Пробу щебня (гравия) насыпаем в противень лабораторный и взвешиваем на весах лабораторных электронных М-ЕR326AF(L) во влажном состоянии, помещаем в сушильный шкаф ШСП-0,25-100, высушиваем при температуре (105±5)°C до постоянной массы и вновь взвешивают на весах лабораторных электронных в сухом состоянии. Влажность щебня (гравия) w, % по массе, определяем по формуле: где mв - масса пробы во влажном состоянии, г; m - масса пробы в сухом состоянии, г. 8.14 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. Берем пробу щебня массой не менее 25 кг, высушенную до постоянной массы в сушильном шкафу ШСП 0,25-100, просеиваем через сито с размером отверстий 5 мм. Материал, прошедший через сито, тщательно перемешиваем и отбираем две навески массой по 1000 г методом квартования (данный метод описан в п. 7.2), взвешенные на весах лабораторных электронных AJ-6200СЕ. Каждую навеску просеиваем через сита с размерами отверстий 3 и 0,5 мм. Из остатков на ситах отбираем вручную или с помощью пинцета свободные волокна асбеста и волосяной щеткой очищаем их от гали (асбестосодержащей породы). Выделенные свободные волокна асбеста объединяем и взвешиваем для каждой навески на электронных весах AJ-6200СЕ каждую отдельно. Страница 25 из 29 Содержание асбеста в щебне А, %, определяем по формуле: 𝑚1 А= ∙ 100 m где m1 - масса отобранного волокна, г; m - масса навески, г. За результат принимаем среднеарифметическое результатов испытаний двух навесок. 8.15 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДРОБЛЕНЫХ ЗЕРЕН В ЩЕБНЕ ИЗ ГРАВИЯ Содержание дробленых зерен в щебне из гравия оцениваем количеством зерен, поверхность которых околота более чем наполовину. Из лабораторной пробы от каждой фракции испытываемого щебня берем аналитические пробы методом квартования (данный метод описан в п. 7.2) массой не менее: 0,25 кг - для щебня размером фракции от 5(3) до 10 мм; 1,0 кг - для щебня размером фракции св. 10 до 20 мм; 5,0 кг - для щебня размером фракции св. 20 до 40 мм; 10,0 кг - для щебня размером фракции св. 40 мм. Пробу в воздушно-сухом состоянии просеиваем через сита с отверстиями размерами, равными D и d, и взвешиваем остаток на сите с отверстиями, равными d на весах М-ЕR326AF(L). Визуальным осмотром определяем дробленые зерна, поверхность которых околота более чем наполовину. Фото 8 – Целые зерна гравия Страница 26 из 29 Фото 9 – Дробленые зерна гравия, поверхность которых околота более чем на 50% Фото 10 – Зерна гравия, поверхность которых околота менее чем на 50% Дробленые зерна взвешиваем и определяем их содержание Щ, %, с точностью до 1% по формуле: где m1 - масса дробленых зерен, г; m - масса остатка на сите с отверстиями, равными d, г. 8.16 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ Водопоглощение определяем путем сравнения массы образцов пробы щебня (гравия) в насыщенном водой состоянии и после высушивания. Страница 27 из 29 Для определения водопоглощения щебня (гравия) берем аналитическую пробу массой не менее: 1,0 кг - Для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм; 1,5 кг - Для щебня (гравия) размером фракции св. 10 до 20 мм; 2,5 кг - Для щебня (гравия) размером фракции св. 20 до 40 мм; 5,0 кг - Для щебня (гравия) размером фракции св. 40 до 70 (80) мм. Затем пробу промываем в воде и высушиваем в сушильном шкафу ШСП-0,25-100 до постоянной массы при температуре (105±5)°С. Пробу щебня (гравия) укладываем в ведро цилиндрическое с водой комнатной температуры так, чтобы уровень воды в ведре был выше верха пробы щебня (гравия) не менее чем на 20 мм. В таком положении образцы или пробу выдерживаем в течение 48 ч, после чего их вынимаем из ведра, удаляем влагу с поверхности отжатой влажной мягкой тканью и пробу взвешиваем. Вода, которая вытекает из щебня (гравия) на чашку весов М-ЕR326AF(L), включаем в массу образца (пробы). Водопоглощение Wпогл, % по массе, определяем по формуле: где m - масса образца или пробы в сухом состоянии, г; m1 - масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии, г. За результат принимаем среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний щебня (гравия). При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, водопоглощение определяем как средневзвешенное значение в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле: где x1, x2, …, xi - значения определяемого показателя; a1, a2, …, ai - содержание данной фракции, %. Страница 28 из 29 С инструкцией ознакомлен: должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись должность И. О. Фамилия подпись Страница 29 из 29
