7.3.1. Строительные материалы из разрыхленных горных пород
Условно технологические параметры строительных материалов из разрыхленных горных пород можно разделить на группы плотностных и прочностных характеристик. В то же время на плотностные и прочностные характеристики влияет гранулометрический состав.
Гранулометрический состав.
Нормируемым параметром является крупность частиц. Крупность песка, щебня (ГОСТ 22856-89) выражается через модуль крупности - Мк, который представляет собой величину, определяемую по суммарному содержанию надрешетных продуктов после просева породы через стандартный набор сит. По модулю крупности песок делится на следующие группы: повышенной крупности (Мк = 3,0…3,5); крупный (Мк = 2,5…3,0); средний (Мк = 2,0…2,5); мелкий (Мк = 1,5…2,0). Например, для песка повышенной крупности надрешетный продукт должен составлять 65…75% по массе после просева песка через сито с размером отверстий 0,63 мм.
Плотностные характеристики.
Марка насыпной плотности – параметр, соответствующий насыпной плотности. Например, значение марки – 600 отвечает интервалу насыпной плотности 500…600 кг/м3. Марка насыпной плотности применяется для обозначения строительных материалов, получаемых в результате переработки твердого минерального топлива, рудных полезных ископаемых.
Пустотность – параметр, аналогичный общей пористости и определяемый по формуле
,
(7.19)
где
- насыпная плотность (масса),
- объемная масса (средняя плотность)
разрыхленной породы.
Прочностные характеристики.
Прочность строительных материалов из разрыхленных пород характеризуют по относительному содержанию зерен пластинчатой (лещадной) формы (с шириной частиц в 3 раза и более превышающей их толщину) и игловатой формы (с длиной частиц в 3 раза и более превышающей их толщину и ширину). Лещадные и игловатые зерна обладают пониженной прочностью.
Характеристикой прочности служит так же дробимость. Дробимость щебня и гравия определяют по степени разрушения зерен при сжатии в цилиндрическом сосуде под действием среднего давления порядка 11,3 МПа. После испытания производится рассев пробы. При этом размеры отверстий сита должны соответствовать фракции исходной пробы. Например, для фракции 5…10 мм используется сито с размером отверстий 1,25 мм. Дробимость вычисляется по формуле
,
(7.20)
где
-
масса исходной пробы,
- масса надрешетного продукта. По сути,
величина параметра -
отражает относительную потерю массы
пробы при дроблении.
По
величине дробимости и в зависимости от
происхождения пород щебень и гравий
делят на марки (ГОСТ 8267-93, ГОСТ 22856-89).
Например, марка щебня, полученного из
гранита (интрузивная порода), «М1400»
соответствует -
.
Характеристикой прочности строительных материалов из разрыхленных пород относительно воздействия на них знакопеременных температур служит морозостойкость. Морозостойкость щебня определяют по относительной потере массы полностью увлажненной пробы определенной фракции после цикла замораживания при t = -18 0С и последующего оттаивания. Величина параметра морозостойкости вычисляется по формуле
,
(7.21)
где - масса первоначальной пробы, оставшейся на контрольном сите в качестве надрешетного продукта; - масса части высушенной пробы после цикла замораживания - оттаивания, оставшейся после рассева на том же сите. По величине морозостойкости щебень и гравий делят на марки. Например, обозначение F150 (ГОСТ 8267-93) свидетельствует, что после 150 циклов замораживания – оттаивания относительная потеря массы щебня не превысит 5%.
Характеристикой прочности строительных материалов из разрыхленных пород (щебня) относительно трения кусков друг о друга и при перемещении их по поверхности сосуда в результате каких-либо технологических операций является истираемость. Истираемость щебня определяют по относительной потере массы щебня в результате испытания пробы в полочном барабане. Конструкция полочного барабана подобна установке для определения механической прочности угля (рис. 7.7). Согласно ГОСТ 8267-93 щебень и гравий по истираемости делят на 4 класса в порядке снижения прочности: И1, И2, И3 и И4.
Существуют и другие технологические параметры строительные материалы из разрыхленных пород: водопоглощение; содержание пылевых фракций и глинистых частиц; содержание зерен слабых пород; содержание вредных компонент и примесей и др.