Как определить износ щебня
Обновлено: 03.05.2024
Апробация существующих методов оценки износостойкости щебня на примере каменных материалов, используемых в Республике Татарстан Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гайфутдинов Рустем Флюсович, Хафизов Эдуард Радикович
Постановка задачи. Целью данного исследования является обзор различных методов оценки износостойкости каменных материалов , существующих на сегодняшний день, и используемых в дорожном строительстве. При этом следует дать оценку износостойкости материалов, используемых местными дорожно-строительными организациями в Республике Татарстан. Результаты. Анализ основных методов исследования износостойкости щебня: Микро-Деваль , Nordic test и полочный барабан показал взаимосвязь между методами Микро-Деваль и Nordic test . Была выявлена зависимость показателя износа от генезиса пород. Получены данные по показателям износа данными методами для каменных материалов различных карьеров и пород, используемых местными организациями в Республике Татарстан. Выводы. Значимость полученных результатов исследования для строительной отрасли состоит в возможности ориентирования при выборе каменного материала для строительства покрытий автомобильных дорог . Оценка существующих методов оценки износостойкости щебня позволит упростить изыскания и поможет в дальнейшем нормативном регулировании данного вопроса
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гайфутдинов Рустем Флюсович, Хафизов Эдуард Радикович
Исследование устойчивости дорожно-строительных материалов к износному колееобразованию в условиях, приближенных к эксплуатационным Краткий обзор опыта применения литых полимерасфальтобетонов на искусственных сооружениях в северо-западном регионе РФ Вторичное использование в дорожном строительстве щебня полученного из дробленого бетона «Валитов-камень» – предприятие полного цикла по добыче и камнепереработке оливинового габбро месторождения «Кирикован-1» Музыкальная автомобильная дорога i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Aprobation of existing methods for assessing the wear resistance of crushed stone by the example of stone materials used in the Republic of Tatarstan
Problem statement. The purpose of this study is to review various methods for assessing the wear resistance of stone materials that exist today and are used in road construction. At the same time, it is necessary to assess the wear resistance of materials used by local road-building organizations in the Republic of Tatarstan. Results. An analysis of the main methods for studying the wear resistance of crushed stone: Micro-Deval , Nordic test and shelf drum showed the relationship between the Micro-Deval and Nordic test methods. The dependence of the wear indicator on the genesis of the rocks was revealed. Obtained data on wear indicators using these methods for stone materials of various quarries and rocks used by local organizations in the Republic of Tatarstan. Conclusion. The significance of the results obtained for the construction industry consists in the possibility to navigate when choosing stone material for the construction of road coatings. Evaluation of existing methods for assessing the wear resistance of crushed stone will simplify the survey and will help in further regulatory regulation of this issue.
Текст научной работы на тему «Апробация существующих методов оценки износостойкости щебня на примере каменных материалов, используемых в Республике Татарстан»
Гайфутдинов Рустем Флюсович
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
Апробация существующих методов оценки износостойкости щебня на примере каменных материалов, используемых в Республике Татарстан
Постановка задачи. Целью данного исследования является обзор различных методов оценки износостойкости каменных материалов, существующих на сегодняшний день, и используемых в дорожном строительстве. При этом следует дать оценку износостойкости материалов, используемых местными дорожно-строительными организациями в Республике Татарстан.
Результаты. Анализ основных методов исследования износостойкости щебня: Микро-Деваль, Nordic test и полочный барабан - показал взаимосвязь между методами Микро-Деваль и Nordic test. Была выявлена зависимость показателя износа от генезиса пород. Получены данные по показателям износа данными методами для каменных материалов различных карьеров и пород, используемых местными организациями в Республике Татарстан.
Выводы. Значимость полученных результатов исследования для строительной отрасли состоит в возможности ориентирования при выборе каменного материала для строительства покрытий автомобильных дорог. Оценка существующих методов оценки износостойкости щебня позволит упростить изыскания и поможет в дальнейшем нормативном регулировании данного вопроса
Ключевые слова: каменные материалы, износостойкость, автомобильные дороги, Nordic test, Микро-Деваль, полочный барабан.
Вопросы поддержания надлежащего качества дорожно-транспортной сети являются первостепенными, как в условиях крупных регионов Российской Федерации, так и в условиях мелких.
К примеру, в Республике Татарстан к 2019 году выделено на поддержание программ дорожно-строительных работ около 30 млрд руб. Высокие объемы финансирования сохраняются на протяжении нескольких лет. Это влечет за собой закономерные требования по повышению уровня качества изысканий при проектировании дорожных одежд, что актуально в крупных населенных пунктах с высокими интенсивностями движения.
Одной из важнейших проблем дорожно-транспортного хозяйства является поддержание транспортно-эксплуатационного состояния покрытия на протяжении всего срока службы автомобильной дороги. Наиболее трудно прогнозируемым дефектом проезжей части является колея износа 2. В настоящее время в нормативной базе Российской Федерации не существует достаточно полного документального обоснования данной проблемы, за исключением некоторых предварительных национальных стандартов.
Согласно исследованиям улично-дорожной сети г. Казани было выявлено, что на многих объектах с высокой интенсивностью движения отсутствует пластическая деформация покрытия, а превалирующее значение в возникновении дефектов проезжей части имеет износ покрытия в результате истирания.
Износ покрытия не только негативно сказывается на качестве автомобильной дороги. Данный процесс влечет за собой образование пыли и более крупных частиц материалов асфальтобетона. Данный факт был доказан некоторыми Российскими исследованиями [4, 5].
Исследования зарубежных компаний и, в частности, финской компании Saarela говорят о том, что большее внимание стоит уделять качеству минерального заполнителя асфальтобетонных смесей 8. К таким же выводам пришли российские исследования [9]. Так за рубежом для контроля износостойкости щебня был введен метод испытаний Nordic Test.
В Республике Татарстан к местным подрядным организациям были предъявлены дополнительные требования, ограничивающие использование щебня, подверженного износу, на объектах с высокой интенсивностью движения. Так, стало запрещено использование щебня, показывающего показатель износа выше 10,4 % по методу испытания Nordic Test, регулируемого европейским стандартом EN 1097-9 и были предоставлены ориентировочные данные по данному показателю для материалов, используемых местными организациями. Ориентирование на европейские нормы при изыскательных работах распространено на данный момент в Российской Федерации.
В российском законодательстве существовали другие методы определения износостойкости минеральных заполнителей. Это методы испытания на полочном барабане и тест Микро-Деваль. Помимо него существует множество разработок, как, к примеру, динамический пульсирующий метод определения износостойкости щебня [10, 11].
Несмотря на большое разнообразие методов испытаний, нет единой системы оценки износостойкости щебня. В частности, к этому приводит недостаточная развитость данного вопроса и отсутствие опыта.
В связи с этим, в первую очередь перед данным исследованием встает задача изучения показателей износостойкости щебня, полученных разными методами. Необходимо изучить наиболее используемые в данной местности материалы с учетом их генезиса для создания примерной оценки качества каждой из применяемых пород и выявить закономерности, если они есть. Исследования каменных материалов могут дать предварительную примерную оценку качества породы на основе общих данных.
Для решения этих задач были проведены испытания каменных материалов на истираемость различными методами для более полной оценки полученных выводов.
Испытание в полочном барабане
В настоящее время в российской нормативной базе существует ряд стандартов, регулирующих требования к щебню и гравию из горных пород. Это ГОСТы 8267-93 и 32703-2014. Истираемость по ГОСТ 8267-93 или же сопротивление дроблению и износу по ГОСТ 32703-2014 определяют по потере массы зерен при испытании пробы в полочном барабане с шарами. Согласно ГОСТ 8267-93, данный метод производится согласно п. 4.10. ГОСТ 8269.0-97. Согласно ГОСТ 32703-2014 данное испытание производится по ГОСТ 33049-2014. Данный метод широко применялся на протяжении десятков лет на территории Советского Союза и зарекомендовал себя, как общепринятый метод оценки износостойкости щебня.
Суть метода заключается в том, что в барабане, длиной 500 мм и диаметром 700 мм происходит вращение навески каменного материала и абразивной нагрузки - стальных шаров, диаметром 48 мм и массой 405 гр каждый. При этом на внутренней стенке барабана находится стальная полка, шириной 100 мм. Испытание происходит при частоте вращения 30-33 об/мин и заканчивается при достижении 500 оборотов или, если происходит испытание фракции 20-40 по п. 4.10 ГОСТ 8269.0-97 1000 оборотов (рис. 1).
После завершения испытания полученный материал просеивается через контрольное сито малого диаметра и производится подсчет потери массы для оценки износостойкости щебня.
Рис. 1. Полочный барабан (иллюстрация авторов)
По ГОСТ 33049-2014 требования к установке некоторым образом отличаются: длина барабана составляет 497 ± 16 мм и диаметром 708 ± 8 мм, ширина полки на внутренней поверхности барабана составляет 94 ± 6 мм.
Подобным методом испытания является метод Лос-Анджелес, по АА8НТО Т 96-2, А8ТМ С 131-01 и БК 1097-2, где испытание происходит на установке Лос-Анджелес.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.Установка Лос-Анджелес подобна полочному барабану, однако диаметр барабана равен 711 ± 5 мм, а длина равна 508 ± 5 мм, ширина полки составляет 89 ± 2 мм, т.е., в небольших пределах отличается.
Для каждой из вышеназванных методик испытаний существуют определенные массы испытуемых материалов, абразивных нагрузок и контрольных сит. В качестве используемого метода было выбрано определение истираемости в полочном барабане по п. 4.10. ГОСТ 8269.0-97, как наиболее широко используемый в практике.
Многие исследования говорят о том, что испытания с крупной абразивной нагрузкой, вроде испытания на полочном барабане и установке Лос-Анджелес, не дают хороших результатов качества каменного материала, потому что высокая дистанция между большими стальными шарами не позволяет испытывать некоторые частицы инертного материала в испытательном барабане. Были проведены тесты, показывающие состоятельность метода Микро-Деваль для использования в дорожном строительстве.
В российском законодательстве данный метод представлен в ГОСТ 33024-2014.
Суть метода заключается в том, что в стальном барабане с гладкими стенками, диаметром 200 ± 1 мм и длиной 154 ± 1 мм, происходит вращение каменного материала и стальных шаров, диаметром 10 ± 0,5 мм и общей массой 4500 гр. Вращение происходит в воде, которая в количестве 2,5 ± 0,05 л вливается в барабан (рис. 2). В процессе испытание барабан вращается с частотой 100 ± 5 об/мин. По истечении 12000 ± 10 оборотов испытание прекращается.
Мерную пробу соединяют со стальными шарами и загружают в барабан. Общая масса мерной пробы вместе со стальными шарами должна составлять 5 кг. Затем в барабан заливают 2,5 литра воды. Затем его закрывают и устанавливают в испытательную установку. По истечению заданного времени щебень извлекают.
После завершения испытания полученный материал промывается через контрольное сито диаметром ячеек 1,6 мм и производится подсчет потери массы для оценки износостойкости щебня.
Рис. 2. Установка Микро-Деваль ТА-0620 (иллюстрация автора)
За рубежом повсеместно используется метод испытания каменных материалов, называемый испытанием в шаровой мельнице, так же называемый «Nordick test» или же «Скандинавское испытание» (рис. 3).
Рис. 3. Испытательная установка КМ-1 для испытания Nordic test (иллюстрация авторов)
Аналогично тесту Микро-Деваль данный тест направлен на более детальное исследование каменных материалов, в сравнении с более грубыми методами, каким является метод Los Angeles.
В российском законодательстве данный метод испытаний не задокументирован, однако в ряде организаций используется европейский стандарт EN 1097-9.
Отличием данного метода от прочих рассматриваемых, является переменная масса испытуемого материала. Испытания требуют фиксированного объема материала.
Вращение в барабане происходит с частотой 90 ± 3 об/мин. По истечении 5400 ± 10 оборотов испытание прекращают. Испытуемый материал извлекают из барабана и после удаления частиц меньше 2 мм и просушиванию определяют потерю массы в процентах.
В данной работе были рассмотрены каменные материалы с различных карьеров, которые применяются подрядными организациями Республики Татарстан при производстве дорожно-строительных работ. На данных карьерах добываются породы различного генезиса. Среди интрузивных пород: габбро, габбро-диабаз, диорит, габбро-диорит, перидотит, пироксенит, горнблендит; эффузивных: порфирит; метаморфических: серпентит; осадочного происхождения: доломит, известняк.
Анализ полученных данных
В таблице приведены средние результаты измерений потерь массы для пород с различных карьеров.
Результаты измерений истираемости каменных материалов
ъ Потеря массы в результате испытания, %. Характеристика породы
Nordic test (EN 1097-9) Микро-Деваль (ГОСТ 33024-2014) Полочный барабан (ГОСТ 8269.0-97)
«Гумбейский» 6,4 5,2 9,2 гранодиорит, гранит
«Щелейка» 6,6 5,8 7,3 габбро, габбро-диабаз
«Западно-Каккаровский» 7,4 5,7 7,2 габбро-диабаз
«Сангалык» 8,7 7,4 5,2 габбро-диорит
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.«Бердяуш» 11,5 9,1 11,8 гранит, габбро-диабаз
«Орский» 11,0 6,8 6,1 габбро-диабаз
«Ураласбест» 13,4 8,8 7,8 перидотит, серпентит, диорит, габбро
«Качканар» 13,6 8,6 14,8 пироксенит, габбро, порфирит
«Дубровка» (Тимофеевское месторож дение) 13,9 11,0 9,8 порфирит
«Миньяр» 17,8 12,8 17,2 доломит, известняк
«Сатка» 17,4 8,8 13,2 габбройды
«Биянка» 19,9 14,8 16,5 доломит
«Первоуральский» 23,1 16,8 9,2 габбро, горнблендит
«Геоинвест» (первый пласт) 18,1 13,2 17,6 габбро
«Геоинвест» (второй пласт) 13,5 11,1 7,0 габбро
«Кушвинский» 26,4 21,2 25,1 порфирит
4 карьера из представленных отвечают требованиям, предъявляемым к местным подрядным организациям в Республике Татарстан. 9 карьеров отвечают требованиям для марок по истираемости МД-1 по ГОСТ 33024-2014 и 14 карьеров из 15 имеют марку И1 по ГОСТ 8267-93. Очевидно, что рассматривать в качестве общепринятого метода определения сопротивления каменных материалов износу наиболее целесообразно первый метод, как более строгий.
Наблюдалась корреляция между генезисом пород и величиной потери массы при использовании всех трех испытаний. Так наибольшая потеря массы наблюдалась у изверженных пород эффузивного типа (порфирит) карьера «Кушвинский». Породы осадочного происхождения показали более хорошие результаты, однако наиболее высокой износостойкостью характеризовались изверженные породы интрузивного типа.
Но подобные по генезису породы могут показывать различные оценки износостойкости, как это видно на примере карьера «Геоинвест» по добыче габбро. Незначительные изменения в петрографическом составе пород в пределах двух соседних заделов повлияли на показатели износостойкости. Так испытание первой пробы материала показала потерю массы при испытании Nordic test 18,1 %, а второй 13,5 %. Данный пример свидетельствует о том, что испытание износостойкости щебня необходимо производить на регулярной основе при каждом приемо-сдаточном контроле материала.
При оценке результатов данных методов была выявлена зависимость между потерями массы при испытании по методу Nordic test и Микро-Деваль. На рис. 4 изображены результаты испытаний 35 материалов различных пород. При этом выявлена аппроксимационная зависимость в пределах между потерями массы по Nordic test от 5 до 27 %, выраженная полиномом третьей степени:
где y - потеря массы при испытании по методу Микро-Деваль; x - потеря массы при испытании по методу Nordic Test.
При этом величина достоверности аппроксимации составляет 0,9092, что говорит об удовлетворительной степени достоверности. С учетом этого можно утверждать о том, что эти два метода могут быть взаимозаменяемы.
Рис. 4. Аппроксимационная зависимость между результатами тестов Nordic Test и Микро - Деваль
Зависимость результатов потерь массы при испытании на полочном барабане между методами Микро-Деваль и Nordic Test не обнаружена. Это говорит о том, что данный метод не дает единой оценки износостойкости инертных материалов и допустим лишь при дублировании двумя другими методами испытаний.
Впервые была исследована износостойкость каменных материалов, используемых дорожно-строительными организациями Республики Татарстан, а также оценена корреляция между методами Nordic test и Микро-Деваль (1).
Исследование наиболее распространенных каменных материалов позволит ориентироваться дорожно-строительным организациям при выборе той или иной породы или карьера для различных целей. Было выявлено, что не стоит при выборе ориентироваться лишь на генезис или же результаты прошлых испытаний, так как показатели износостойкости могут варьироваться в пределах одного месторождения.
Сравнение используемых методов при оценке износостойкости щебня показало корреляцию между методами Nordic test и Микро-Деваль. Это позволяет утверждать, что при составлении законодательных требований к материалам нет необходимости использовать оба метода оценки и сократить количество испытательных машин и время оценки материала.
Так же было выявлено, что использование общепринятого метода оценки износостойкости щебня по методу испытания в полочном барабане не отвечает
современным повышенным требованиям к материалам, что подтвердило выводы предыдущих исследований в этом направлении.
Список библиографических ссылок
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.2. Лугов С. В., Каленова Е. В. Возможности расчётной оценки износа покрытий при прогнозировании колееобразования // Вестник московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. 2013. № 4 (35). С. 53-59.
7. Brynhild Snilsberg, Rabbira Garba Saba, Nils Uthus. Asphalt pavement wear by studded tires - Effects of aggregate grading and amount of coarse aggregate : 6th Eurasphalt & Eurobitume Congress. 2016. Prague, Czech Republic.
8. Jason P., Tremblay M. S., Jennifer M. V., Fitch P. E. Impacts of Studded Tires on Pavement and Associated Socioeconomics Final Report // Federal Highway Administration Division Office Federal Building Montpelier, VT 05602, February, 2011.
9. Фомин А. Ю., Хозин В. Г. Новые серосодержащие материалы для дорожного строительства // Строительные материалы. 2016. № 12. С. 80-82.
11. Fisher S., Nemeth A. Special laboratory testing method for evaluation particle breakage of railway ballast material. Наука та прогрес транспорту // Вюник Дншропетровського нащонального ушверситету зализшчного транспорту 2018. № 2 (74). Р. 87-97.
Gayfutdinov Rustem Flyusovich
The organization address: 420012, Russia, Kazan, Dostoevskij st., 18/75
Hafizov Eduard Radikovich
candidate of technical sciences, associate professor
Kazan State University of Architecture and Engineering The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1
Aprobation of existing methods for assessing the wear resistance of crushed stone by the example of stone materials used in the Republic of Tatarstan
Problem statement. The purpose of this study is to review various methods for assessing the wear resistance of stone materials that exist today and are used in road construction. At the same time, it is necessary to assess the wear resistance of materials used by local road-building organizations in the Republic of Tatarstan.
Results. An analysis of the main methods for studying the wear resistance of crushed stone: Micro-Deval, Nordic test and shelf drum - showed the relationship between the Micro-Deval and Nordic test methods. The dependence of the wear indicator on the genesis of the rocks was revealed. Obtained data on wear indicators using these methods for stone materials of various quarries and rocks used by local organizations in the Republic of Tatarstan.
Conclusion. The significance of the results obtained for the construction industry consists in the possibility to navigate when choosing stone material for the construction of road coatings. Evaluation of existing methods for assessing the wear resistance of crushed stone will simplify the survey and will help in further regulatory regulation of this issue.
Keywords: aggregates, abrasion resistance, roads, Nordic test, Micro-Deval, shelf drum.
2. Lugov S. V., Kalenova E. V. Possibilities of the estimated assessment of coating wear when forecasting rutting // Vestnik moskovskogo avtomobilno-dorozhnogo gosudarstvennogo texnicheskogo universiteta. 2013. № 4 (35). P. 53-59.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.7. Brynhild Snilsberg, Rabbira Garba Saba, Nils Uthus. Asphalt pavement wear by studded tires - Effects of aggregate grading and amount of coarse aggregate : 6th Eurasphalt & Eurobitume Congress. 2016. Prague, Czech Republic.
8. Jason P., Tremblay M. S., Jennifer M. V., Fitch P. E. Impacts of Studded Tires on Pavement and Associated Socioeconomics Final Report // Federal Highway Administration Division Office Federal Building Montpelier, VT 05602, February, 2011.
9. Fomin A. Yu., Khozin V. G. New sulfur-containing materials for road construction // Stroitelnye materialy. № 12. 2016. P. 80-82.
11. Fisher S., Nemeth A. Special laboratory testing method for evaluation particle breakage of railway ballast material // Science and progress of transport. Vestnik DNUJT // 2018. № 2 (74). Р. 87-97.
Как определить износ щебня
Дороги автомобильные общего пользования
ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД
Определение сопротивления дроблению и износу
Automobile roads of general use. Crushed stone and gravel from rocks. Determination of resistance to crushing and abrasion
Дата введения 2016-06-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский дорожный научно-исследовательский институт" совместно с Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса"
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 418 "Дорожное хозяйство"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2015 г. N 1306-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33049-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2016 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
Введение
Настоящий стандарт входит в группу межгосударственных стандартов, устанавливающих требования и методы испытаний для щебня и гравия из горных пород.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на щебень и гравий [далее - щебень (гравий)] из горных пород со средней плотностью зерен от 2,0 до 3,5 г/см, применяемые при строительстве, ремонте, капитальном ремонте, реконструкции и содержании автомобильных дорог общего пользования.
Настоящий стандарт устанавливает метод определения сопротивления дроблению и износу зерен щебня (гравия).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия
ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия
ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ 27574 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия
ГОСТ 27575 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия
ГОСТ 32703 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования
ГОСТ 33029 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение гранулометрического состава
ГОСТ 33048 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Отбор проб
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32703, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 сопротивление дроблению и износу: Способность материала сопротивляться воздействию ударных нагрузок и истирающих усилий.
3.2 единичная проба: Проба щебня (гравия), полученная методом сужения из лабораторной пробы и предназначенная для сокращения до требуемого количества мерных проб для проведения испытания.
3.3 мерная проба: Количество щебня (гравия), используемое для получения одного результата в одном испытании.
3.4 постоянная масса: Масса пробы, высушиваемой в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, различающаяся не более чем на 0,1% по результатам двух последних последовательно проводимых взвешиваний через промежутки времени, составляющие не менее 1 ч.
4 Требования к средствам измерений и вспомогательным устройствам
При проведении испытания применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:
- сита с размером ячеек 1,6; 8; 10; 11,2 (или 12,5) и 14 мм по [1]* и [2]*.
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Примечание - Для испытаний альтернативных узких фракций щебня используют сита с размером ячеек согласно таблице А.1;
- сушильный шкаф, обеспечивающий циркуляцию воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5)°С;
- весы по ГОСТ OIML R 76-1;
- металлический поддон размером 65058070 мм, не менее;
- установка "Лос-Анжелес" или барабан полочный с отверстием и съемной крышкой с уплотнителем, имеющий следующие внутренние размеры: длина (497±16) мм, диаметр (708±8) мм. На внутренней поверхности барабана по образующей расположена захватная планка на всю длину барабана шириной (94±6) мм. Частота вращения барабана при испытаниях должна быть от 30 до 33 об./мин;
- 12 стальных шаров общей массой от 4800 до 5340 г. Диаметр одного шара от 45 до 49 мм, масса - от 400 до 445 г.
5 Метод испытания
Сущность метода заключается в определении потери массы пробы щебня (гравия), возникающей при воздействии ударных нагрузок от шаров и истирающих усилий. Остаток пробы материала после просеивания через сито с размером отверстий 1,6 мм используют для расчета показателя сопротивления дроблению и износу.
6 Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1 Содержание вредных веществ в воздухе лаборатории, образующихся при проведении испытаний, не должно превышать предельно допустимых концентраций по ГОСТ 12.1.005.
6.2 Помещение, в котором проводят испытания щебня (гравия), должно быть оборудовано местной приточно-вытяжной и общеобменной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021.
6.3 Эксплуатацию электрических приборов проводят в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также правилами электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.
6.4 Пожарная безопасность лабораторных помещений должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004.
6.5 При работе со щебнем (гравием) необходимо соблюдать требования техники безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.007.
6.6 При работе с сушильным шкафом необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.004.
6.7 Персонал при работе со щебнем и гравием должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты:
- специальной одеждой (халат) по ГОСТ 12.4.131 или по ГОСТ 12.4.132 либо специальной одеждой (костюм) по ГОСТ 27575 или по ГОСТ 27574;
- перчатками или рукавицами по ГОСТ 28846.
6.8 Утилизацию материала, подвергнутого испытаниям, производят в соответствии с рекомендациями предприятия-изготовителя и действующим законодательством.
7 Требования к условиям испытания
При проведении испытания щебня (гравия) должны соблюдаться следующие условия для помещений:
Определение марки щебня по износу
Метод определения износостойкости щебня основан на истирании поверхности его зерен в стальном полочном барабане. При испытании щебня барабан вращается вокруг своей оси. Полка, установленная в нем по образующей цилиндрического корпуса, захватывает пробу и заставляет ее вращаться вместе с барабаном. В конце подъема щебень пересыпается вниз, зерна перемешиваются и трутся друг о друга. Интенсивность их перемешивания и истирания повышают помещенные в барабан чугунные шары. Чем выше износостойкость щебня, тем меньше потеря массы его зерен при истирании.
Основная аппаратура
Полочный барабан, весы торговые настольные гирные или циферблатные, сита из стандартного набора: одно с отверстиями d=5 мм, другое с сеткой № 1,25.
Проведение испытания
По стандартной методике испытанию подвергают отдельно каждую фракцию щебня, предварительно просеянную через два сита. Первое соответствует наибольшей крупности фракции D, второе – наименьшей крупности d. Испытываемый щебень должен быть чистым ( ).
Из остатка на втором сите отвешивают пробу массой m=5 кг для щебня D до 20 мм и массой m=10 кг для щебня фракции 20-40мм. При испытании более крупных фракций поступают так же, как предусмотрено в п. 8.4.
Приготовленную пробу щебня 1 (рис. 8.4) нагружают в полочный барабан 3 вместе с чугунными или стальными шарами 2 (d » 48 мм, m » 405 г), закрывают крышку барабана и приводят его во вращение со скоростью 30-33 об/мин. При испытании число оборотов барабана и количество шаров в нем должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 8.10.
Рис. 8.4. Схема определения марки щебня по износу:
а – загрузка щебня; б – загрузка шаров; в – дробление щебня; г – просеивание; д – отделение шаров; 1 – навеска щебня; 2 – набор чугунных или стальных шаров; 3 - стальной полочный барабан; 4 – полка барабана; 5 – крышка барабана; 6 – предохранительное сито; 7 – контрольное сито; 8 – поддон с остатком пыли и других частиц износа щебня.
Таблица 8.10
Требования к условиям испытания щебня на износ
| Размер фракции щебня, мм | Количество чугунных шаров | Число оборотов барабана |
| 5-10 5-15 10-20 20 (25)-40 |
По окончании истирания пробу просеивают сначала через предохранительное сито 6 с отверстиями d=5 мм, одновременно отделяя шары, а затем через контрольное сито 7 с сеткой № 1,25. Остатки щебня на этих ситах взвешивают вместе и определяют их суммарную массу m1. Потеря массы при испытании в полочном барабане составляет
Испытание повторяют дважды, каждый раз с новой пробой. Используя среднее арифметическое значение потери массы из двух полученных результатов, по табл. 8.7 определяют марку по износу щебня данной фракции.
Оценку износостойкости щебня, состоящего из смеси фракций, производят по среднему взвешенному значению , которое получают по формуле, аналогичной формуле (8.1).
Определение марки гравия по истираемости
Износостойкость щебеня и гравия, предназначенного для строительства автомобильных дорог, характеризуют маркой по истираемости в полочном барабане.
Истираемость (износ) щебня (гравия) определяют по потере массы зерен при испытании пробы в полочном барабане с шарами.
Подготовка к испытанию
Испытываемый щебень (гравий) не должен содержать пылевидных и глинистых частиц более 1 % по массе. В противном случае щебень (гравий) предварительно промывают и высушивают.
Щебень (гравий) фракций от 5 до 10, св. 10 до 20 и св. 20 до 40 мм в состоянии естественной влажности просеивают через два сита с отверстиями размерами, соответствующими наибольшему D и наименьшему d номинальным размерам зерен данной фракции. Из остатка на сите с отверстиями размером d отбирают две аналитические пробы по 5 кг для фракций с предельной крупностью зерен до 20 мм и две пробы по 10 кг для фракции св. 20 до 40 мм.
При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси двух или более смежных фракций, аналитические пробы готовят рассеиванием исходного материала на стандартные фракции и каждую фракцию испытывают отдельно. Щебень (гравий) крупнее 40 мм дробят до получения зерен мельче 40 мм и испытывают как щебень (гравий) фракции св. 20 до 40 мм.
В случае одинакового петрографического состава фракций щебня (гравия) св. 20 до 40 и св. 40 до 70 мм истираемость последней допускается характеризовать результатами испытаний фракции св. 20 до 40 мм.
Условия проведения испытаний определяют из таблицы 1.30
| Размер фракции щебня (гравия), мм | Число чугунных или стальных шаров, необходимое для испытания пробы, шт. | Число оборотов полочного барабана, необходимое для испытания пробы |
| От 5 до 10 Св. 5 до 15 Св. 10 до 20 Св. 20 до40 |
Метод испытания: Пробу каждой фракции, масса которой принимается по ГОСТ, высыпают в барабан и помещают туда шары в количестве, взятом по табл.1.30. Барабан вращают со скоростью 30÷33 об/мин. Количество оборотов назначают также по табл.1.30. После завершения цикла истирания щебень извлекают из барабана и просеивают через сито d=5мм и контрольное сито d=1.25мм. Остатки на ситах соединяют и взвешивают. Рассчитывают показатель истираемости (И,%) для каждой фракции щебня. Затем рассчитывают средневзвешенное значение истираемости.___________________________________
__________________________________________________________________________
| Коли-чество шаров | Коли- чество оборо- тов | Фракция щебня (гравия), мм | Масса пробы щебня (гравия), г. | Суммарный остаток на контрольных ситах, г | Истира- емость, % | Средневзвешен- ное значение истираемости, % |
| 5-10 | 20,8 | 21,7 | ||||
| 10-20 | 22,1 | |||||
| 20-40 | - | - | - |
Схема прибора (Полочный барабан)
1 - станина; 2 - двигатель; 3 - барабан; 4 - полка барабана
где: И - истираемость щебня , %
m – масса пробы щебня (гравия), г;
m1 - суммарная масса остатков на сите с отверстиями
диаметром 5 мм и контрольном сите, г.
За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси двух и более смежных фракций истираемость определяют как средневзвешенное значение в соответствии с формулой (1.19), приведенной ранее.
Доля фр. (5÷10)мм – 31,8 %
Доля Фр. (10÷20)мм – 61,9 %
Марку щебня (гравия) по истираемости определяют по таблице 1.32
| Марка по истираемости щебня и гравия | Потеря массы при испытании щебня, % | |
| Щебня | Гравия | |
| И1 И2 И3 И4 | До 25 включ. Св. 25 до 35 >>35 >>45 >>45 >>60 | До 20 включ. Св. 20 до 30 >>30 >>40 >>40 >>50 |
Заключение Гравий речной по истираемости соответствует требованиям стандарта, предъявляемым к марке И2.______________________________________
__________________________________________________________________________
Марки по истираемости щебня по ГОСТ
Щебень – это сыпучий строительный материал с минимальным размером крошки 5 мм. Его получают путем размельчения горных пород, крупных валунов, а также из отходов предприятий по добыче руды. Самая крупная фракция щебня по нормативным документам 40 - 80 мм, но по желанию потребителя размер зерно может быть и больше. На качество выполняемых работ значительно влияют и другие свойства камня, которые во многом зависят от природного материала, из которого он изготавливается. Подразделение по маркам строительного щебня проводится по нескольким параметрам, характеристики которых определяются требованиями ГОСТа 8267-93.
Типы щебня
Материал подразделяют на виды в зависимости от морозостойкости, от формы отдельных камней (пластинчатой (лещадной) или игловатой) и их количественного соотношения, от дробимости при давлении, а также от истираемости. Марка морозостойкости устанавливается на основе проведения циклов замораживания и оттаивания и подсчета потери массы после испытаний. Дробимость определяется по степени разрушения камня при сдавливании. При этом учитывается вид природного материала, из которого он получен.
Износ или истираемость щебня устанавливается путем подсчета потери его массы при проведении испытаний в полочном барабане с шарами (порядок проведения испытаний описывается ГОСТом 8269.0-97). Количество чугунных или стальных шаров, которые опускаются в барабан вместе с отобранной пробой, зависит от размера фракции и от числа оборотов устройства.
Марки по истираемости установлены следующие:
- И1 – для нее уменьшение массы щебня после испытания может быть не более 25%.
- И2 – соответственно от 25 до 35%.
- И3 – от 35 до 45%.
- И4 - от 45 до 60%.
Качество щебня значительно зависит от места его добычи, так как природными условиями определяется присутствие в его составе слабых пород и загрязняющих компонентов (глины и пыли). С другой стороны, расположение рудника и его доступность значительно влияет на стоимость добычи. Сеть интернет дает возможность выбрать наиболее подходящий строительный материал с учетом соотношения цена-качество. Доставку щебня также можно оформить на сайте добывающей компании.
Лабораторные испытания щебня. Определение физических свойств.
Контроль качества щебёночных материалов – необходимое условие соблюдения требований проекта и нормативных документов, несоблюдение которых может привести к неблагоприятным последствиям, вплоть до полного разрушения конструкций.
Для определения основных физико-механических свойств щебня необходимо проведение испытаний в стационарных лабораторных условиях.
Методика проведения испытаний и классификация щебня регламентируется ГОСТ 82690.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний», ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» и ГОСТ 7392-2014 «Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути. Технические условия ».
Ключевыми физическими характеристиками, определяющими качество щебёночного материала, являются его зерновой состав, форма зёрен, содержание в щебне зёрен слабых пород и, не рассматриваемые в данной статье, морозостойкость и радиоактивность.
1. Зерновой состав.
Основными фракциями щебня, выпускающимися предприятиями-изготовителями, считаются следующие: 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 и 70-120 мм. Кроме них, стандартами допускается применение как более узких фракций заполнителей, таких как, 10-15 или 15-20 мм, так и смесей фракций, например, 5-20 или 25-60 мм.
Использование в строительстве смесей фракций позволяет получить наиболее компактно заполненный объём, будь то бетонная смесь, балластный слой железнодорожного пути, или конструкция насыпи, сооружённой по способу заклинки.
Масса лабораторной пробы для определения зернового состава щебня зависит от размера фракции (номинального размера зерна) и берётся тем больше, чем крупнее материал: от 5 кг (фракция 5-10 мм) до 40 кг (фракции крупнее 40 мм).
Пробу высушивают до постоянной массы и рассеивают на стандартном наборе сит с отверстиями размером 1,25; 2,5; 5(3); 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; 50; 60; 70(80) мм. Размер зёрен крупнее 70 мм определяют с помощью проволочных колец-калибров.
Для определения соответствия испытываемого щебня определённой фракции его ситовой анализ проводится с применением набора сит с отверстиями, соответствующими номинальным размерам зёрен данной фракции: 1,25D; D; 0,5(D+d) и d.
Марка щебня по износу (истираемости) в полочном барабане [40]
, (2.1)
где - потеря в массе после испытания на морозостойкость;
- масса пробы щебня (гравия) до испытания;
- масса пробы после соответствующего цикла замораживания и оттаивания.
Щебеночное основание и покрытие часто устраивают на песчаном подстилающем слое, которое должно быть тщательно спланировано и уплотнено. Перед укладкой щебня подстилающий слой увлажняют. Расход воды составляет около 5% от массы щебня.
Надлежащее качество щебеночного основания или покрытия может быть достигнуто при условии:
применения каменных материалов, обладающих хорошей цементирующей способностью;
Форма частиц щебня должна быть близка к кубовидной. Содержание лещадки в смеси не должно превышать 15%. Наилучшим исходным материалом для получения щебня являются карбонатные породы прочностью 60. 70 МПа. Нежелательно применять каменные породы не обладающие достаточной цементирующей способностью со стекловатой структурой: кварциты, граниты, песчаники и др. Рекомендуемые марки щебня по морозостойкости приведены в табл.2.11.
Читайте также: