Файл: Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тера структуры и текстуры горной породы, а затем определить по ней ве­ личину деформации.

3. Вычислить удельную работу и коэффициент хрупкости по формуле

 

 

праск

 

К,хр

А раст

 

лраск

 

 

л ст

 

где R раст— прочность на

растяжение,

определяемая по расколу, в Па;

^стСК — удельная работа при

статическом

раскалывании в Н-см/см2, опреде­

ляемая по формуле

 

W

 

 

АСТ —

 

 

F

где W = ■—— — работа, затраченная на разрушение образца, в Н-см; Р

г

предельное усилие при раскалывании в Я; F — площадь раскола в см2; АІ

деформация при раскалывании (величина формирования двух клиньев раско­ ла) в см.

Рис.

 

14.

Устройство

для

определения

хрупкости

при

.статическом

 

рас­

калывании

 

 

 

 

/ — плита

пресса;

2 — шток

направляющий;

 

3 — втул­

ка

направляющая;

4 — об­

разец;

5 — рыч'аг,

передаю­

щий

 

движение,

с

соотно­

шением

плеч

1:5;

 

6 — пор­

шень

пресса;

7 — сельсин-

датчик

БС-501А;

8 — сель­

син-■приемник

БС-501А;

9

барабан

для

записи

диа­

граммы;

10 — подвижная

рейка;

 

11 — держатель с

записывающим

пером;

12

конусы

 

 

 

 

 

Хрупкость при динамическом (ударном) раскалывании выражается коэф­ фициентом Яуд , который характеризует отношение прочности на растяже­ ние (по расколу статической нагрузкой) к удельной работе, затраченной при

ударном раскалывании образца.

(динамическом) раскалывании гор­

По степени хрупкости при ударном

ные породы условно подразделяют следующим образом:

 

Очень хрупкие .......................................

более

5

Х р у п к и е ...................................................

5—3

 

Средней хрупкости.................................

3—2

 

В я з к и е ......................................................

2—1

1

Очень вязкие ...........................................

менее

Удельную работу при ударном раскалывании следует определять на коп­ ре Педжа со специально смонтированным приспособлением (рис. 13) в та­ ком порядке.

30


1. Изготовить образцы для испытания из проб горной породы с помощью

приспособления, показанного на рис. 12, в количестве

шести размером

2Х 2Х

Х5 см параллелепипедальной формы без обработки

поверхностей и

высу­

шить их.

взаимонаправленными

2. Поместить испытуемый образец между двумя

конусами; поддерживая образец между конусами, наносят последовательные удары с интервалом по высоте в 1 см и доводят образец до разрушения, от­ метив порядковый удар. После разрушения определить площадь раскола на одной из половинок образца.

3. Определить удельную

работу и

коэффициент

хрупкости по формуле

 

 

 

праск

 

 

 

 

к хр =

^ПЯбТраст

 

 

 

 

-

 

 

 

 

УД

Лѵ

 

 

где

— прочность на

 

УД

 

по расколу, в Па;

растяжение, определяемая

Луд —„удельная работа при

ударном

раскалывании

в

Н ■см/см2-,

'Q nd (hH+ hK)

Луд —-

2 F

Q — масса падающей гири (2 кг); п — количество ударов по образцу до момента разрушения; d — интервал ударов (через 1 см); hB— начальная вы­ сота падения гири (1 см); hK— конечная высота падения гири в момент раз­ рушения образца в см; F — площадь раскола в см2

Износостойкость (истираемость) — способность породы со­ противляться истирающим воздействиям, зависящим от твер­ дости и плотности сложения породы. Увлажнение увеличи­ вает истираемость породы. Износостойкость породы определяют при трении на специальных кругах истирания [круг Боме, круг Дорріи (рис. 15), круг Баушингера (рис. 16)] и выражают по­ терей массы испытуемого образца правильной формы (цилиндра или куба) в г, отнесенной к площади истиранияів см2, при неко­ торой постоянной нагрузке на образец и при заданном числе оборотов:

где gi — масса образца до истирания в г; g2 — масса образца после ис­

тирания в г; F — площадь истирания в см2.

В качестве абразива на круг подсыпают сквозь специальную воронку определенное количество кварцевого порошка или наж­ дака. Вид абразивного порошка указывают в лабораторном журнале.

Износостойкость является существенным показателем ка­ чества каменных материалов, работающих в дорожных и троту­ арных покрытиях, ступеньках лестниц и др.

Испытание на износостойкость удобно выполнять на приборе ХАДИ (рис. 17), снабженном карборундовым диском 1, к кото­ рому с определенной нагрузкой прижимают испытуемый обра­ зец кубической или цилиндрической формы. Образец закрепля­ ют в специальный патрон 2, который при помощи гнезда встав­ ляют в цилиндрический стержень, снабженный сверху гирей заданной массы.

31


Кварциты и кварОкрытокристалличеекая
Метамор- цитовидные песчаструктура, плотная фические Н И К И
Мрамор и мрамоКристаллическая струкровидные известтура, плотная, раскол ела-
няки бошероховатый.
Полнокристаллическая и грубозернистая структура с преобладанием характерной сланцеватости, раскол шероховатый
Кристаллические сланцы (гнейсы)
Известняки и до- От плотнокристаллической Л О М И Т Ы до сла'босцементироваН'Н’Ой
зернистой структура, раскол гладкий и шерохова­ тый
Осадочные
От плотнокристаллической до слабосцементированной зернистой структура раскол гладкий до слабошіароховэтого
Песчаники
Граниты, сиени- Полнокристаллическая ты, диориты, порструктура (мелко-, среднефиры, порфирные и крупно), плотная тексту- диабазы, габбро ра, поверхность раскола свежие шероховатая
Липариты, андеМелкоили скрытокризиты, трахиты, басталлическая структура,
Магматичес­ зальты свежие плотная и реже пористая кие (извер­ текстура, поверхность рас­ женные) кола гладкая или слабоше-
роховатая
Граниты, сиени- Полно-, мелко- и скрытоты, диориты, пор, кристаллическая структура, фиры, диабазы, анот плотной до сильно поридезиты, габбро, листой текстура, поверхность парнты, трахиты и раскола от гладкой до ше- т. д., частнчво вы­ роховатой ветренные
горных пород по генезису
Группа
Структурно - текстурные признаки породы

С*Э

to

6 0 5 . к а З

 

 

 

 

Т а б л и ц а

13

Физико-механические и технологические свойства

 

предел

 

 

 

Маркы

прочности

 

 

 

на растя­

прочность на

морозостой-

степень

водолог-

 

жение

 

при рас­

сжатие в МПа кость в циклах

более

 

 

коле

 

 

В %

 

в МПа,

 

 

 

 

 

более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Менее

1

6

>120

200

1

0,5

 

 

4

0,1—0,5

1

6

>120

50—200

 

 

5

 

2

0,5— 1

II

 

80—120

50—200

0,5—2

іи

4

 

5

 

 

6

 

 

2

 

I

5

> 60

25—150

2,5

0,5—5

II

4

 

 

4

 

III

3

 

 

6

 

IV

6

> 60

25—150

2,5

0,5—5

I

5

 

 

4

 

II

4

 

 

6

 

III

3

 

 

8

 

.IV

6

> 60

25—200

1

0,1—2

I

5

 

 

2

 

II

4

 

 

5

 

III

3

 

 

6

 

IV

6

> 8 0

100—200

4

0,1—1

II

5

 

 

5

 

III

4

 

 

10

 

IV

5

> 80

25—200

2

0,5 —2

II

4

 

 

4

 

III

3

 

 

6

 

IV


При частоте вращения карборундового диска 100 об/мин патрон с закрепленным в нем образцам вращается в противопо­ ложную сторону. На станине прибора закреплен бачок для воды, которая, при необходимости испытания образцов во влажном

состоянии, подается при помощи трубки под образец.

испытания

Показатель истираемости вычисляют

за время

30 мин.

горных

пород как

Техническая характеристика скальных

исходного сырья для переработки их на

каменные

материалы

приведена в табл. 13. Анализ данных исследования петрографи­ ческих признаков, физических, механических и технологических

свойств, а также структурно-текстурных

признаков позволяет

определить марку горной породы, что в свою очередь дает

воз­

можность наметить область ее применения.

 

 

§ 2. ЩЕБЕНЬ

 

 

Щебень — смесь угловатых обломков

горной породы

(или

искусственных каменных материалов — керамических, шлако­ вых и др.) размером от 5 до 70 мм, полученных в результате дробления исходного сырья.

34

Щебень — один из

ведущих каменных

материалов-в строи­

тельстве; он является

основным материалом для устройства

до­

рожных одежд, производства асфальто- и

цементобетона,

ис­

пользуется как балласт для

железнодорожных путей и

др. Су­

щественным преимуществом

щебня как строительного

материа­

ла является то, что преобладающее количество операций по его тобыче и переработке, транспортированию и производству стро­ ительных работ может быть механизировано, а отдельные тех­ нологические процессы — автоматизированы.

Качество щебня зависит от свойств исходного сырья и приня­ той технологии его дробления и определяется петрографическим составом, крупностью и формой зерен, шероховатостью их по­ верхности, зерновым составом и физико-механическими свойст­ вами.

Качество щебня, изготовленного из горной породы определен­ ного петрографического состава, снижается при наличии 'в ис­ ходной горной породе возможных включений: сернистых и серно­ кислых соединений, аморфного кремнезема и других минералов, которые снижают качество щебня.

При проверке качества щебня от каждой

партии

отбирают

пробу из разных мест по 20 кг общим количеством до 80 кг.

Ес­

ли щебень неоднороден, пробы отбирают из

каждой

разновид­

ности отдельно. В том случае, когда прибывает

фракциониро­

ванный щебень в

отдельных транспортных

средствах,

пробы

отбирают отдельно от каждой фракции по крупности.

 

щебня

Для определения петрографического

состава

пробу

промывают, высушивают и рассеивают на стандартных

ситах.

Размер лабораторной пробы зависит от крупности щебня:

 

 

Фракция в мм

Более 70

70—40

40—20

20—10

10—5

Масса пробы в кг

35

15

5

 

1

 

0,25

Каждую петрографическую

разновидность

изучают

с

по­

мощью лупы, шкалы твердости, набора

реактивов и

выделяют

группы составляющих щебень пород: граниты и

другие

извер­

женные горные породы, известняки, гнейсы, песчаники, кварциты. Отобранные по генетическим признакам группы взвешивают, выражая их содержание в % массы первоначальной пробы.

В той же пробе определяют количество слабых зерен (в % массы первоначальной пробы). Слабые выветрившиеся зерна щебня имеют тусклый цвет, микротрещины, тупые ребра, при царапании стальной иглой на их поверхности остается след. Более точный отбор -слабых зерен возможен с помощью меха­ нического индикатора прочности типа Т-3 (рис. 18).

2* Зак. 506