kamenivo

Report
Projekt 1716/2011
Aktualizace a rozšíření výuky předmětu
experimentální analýza konstrukcí
F1 / a
POŽADAVKY NA KAMENIVO
 geometrické vlastnosti
 fyzikální vlastnosti
 chemické vlastnosti
POŽADAVKY NA GEOMETRICKÉ VLASTNOSTI
zrnitost
obsah jemných částic
jakost jemných částic
tvarový index
index plochosti
podíl drcených zrn v hrubém kamenivu
geometrický tvar drobného kameniva
POŽADAVKY NA FYZIKÁLNÍ
VLASTNOSTI
 Odolnost proti drcení
 Ohladitelnost kameniva do obrusných vrstev
 Obrusnost kameniva
 Stanovení odolnosti proti otěru
 Odolnost kameniva proti obrusu pneumatikami s
hroty
 Objemová hmotnost zrn
 Nasákavost
 Sypná hmotnost
 Odolnost proti zmrazování a rozmrazování
POŽADAVKY NA FYZIKÁLNÍ
VLASTNOSTI
 Odolnost proti teplotním šokům
 Afinita mezi hrubým kamenivem a asfaltovým
pojivem
 Sonnenbrand – rozpadavost čediče
POŽADAVKY NA CHEMICKÉ
VLASTNOSTI
 Chemické složení
 obsah hrubých organických látek mLPC
 Rozpadavost křemičitanu vápenatého ve vysokopecní
strusce
 Rozpad železa ve vysokopecní strusce
 Objemová stálost kameniva z ocelářské strusky
MĚRNÁ HMOTNOST KAMENIVA
 je hmotnost objemové jednotky zrn kameniva (bez
dutin a pórů, a bez mezer mezi jednotlivými zrny)
MĚRNÁ HMOTNOST KAMENIVA
1) Pro zkoušku použijeme vzorku na zrna menší 0125
2)vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
3)pyknometr o známém objemu V a hmotnosti m se
naplní do 1/3 vzorkem kameniva zjistí hmotnost mw
(hmotnost pyknometru + vzorku kameniva) zvážením
4)
do pyknometru se vzorkem se po rysku dolije
destilovaná voda, kroužením se smočí všechna zrna
5)odstranění všech vzduchových bublin v exsikátoru
MĚRNÁ HMOTNOST KAMENIVA
6)
při 20°C se zváží (pyknometr + vzorek + kapalina)

m2  m1    k
k
V
 m 2  m3
V... objem pyknometru v cm3
1000
m1 ... hmotnost prázdného pyknometru v g
m2 ... hmotnost pyknometru se vzorkem v g
m3 ... hmotnost pyknometru se vzorkem naplněného
pomocnou kapalinou v g
ρk ... měrná hmotnost pomocné kapaliny při 20°C v kg.m-3
7) výsledná hodnota je průměr ze dvou souběžných měření
nelišící se vzájemně více než 20 kg.m-3
OBJEMOVÁ HMOTNOST KAMENIVA
 je hmotnost objemové jednotky kameniva i s dutinami
a póry, ale bez mezer mezi zrny,
 objem zrn kameniva se stanovuje podle množství
vzorkem vytěsněné vody, máme tři metody: v
odměrném válci (přibližná metoda, velikost zrna max.
50 mm), vážení vzorku ve vodě a na vzduchu, v
pyknometru
OBJEMOVÁ HMOTNOST KAMENIVA
1) vzorek: cca 1 kg – max. velikost zrna 30, cca 2 kg – max.
velikost zrna 50
2)vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
3)zváží se navážka kameniva
4)
ponoří se v nasákovací nádobě do kapaliny (alespoň 2
cm pod hladinu)
5)po dvou hodinách nasákávání se povrchově osuší a a vsypou
do odměrného válce, který je naplněn do půlky vodou
OBJEMOVÁ HMOTNOST KAMENIVA
6)
obsah válce se promíchá, aby se vzorek zbavil
vzduchových bublin
7)na dělení válce odečteme společný objem kameniva a vody
8)
stanovení objemové hmotnosti
ms
v 
 1000
V  Vw
V ... společný objem vody a kameniva v cm3
Vw ... objem vody v odměrném válci před vsypáním kameniva
v cm3
ms ... hmotnost vysušené navážky v g
STANOVENÍ OBJEMOVÉ HMOTNOSTI HRUBÉHO
KAMENIVA VÁŽENÍM NA VZDUCHU A VE VODĚ
1) vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
2)velikost zrna 2 - 63 mm (hrubé kamenivo)
3)z povrchu zrn se odstraní jemné částice štětcem, kartáčem
4)
cca 1 kg vzorku se zváží a poté ponoří do vody, alespoň
2 cm pod hladinu
5)po 2 hodinách nasakování se kamenivo vyjme z vody osuší
se a zváží na technických a hydrostatických vahách
STANOVENÍ OBJEMOVÉ HMOTNOSTI HRUBÉHO
KAMENIVA VÁŽENÍM NA VZDUCHU A VE VODĚ
6)
stanovení objemové hmotnosti
ms ... hmotnost vysušeného vzorku v g
m1 ... hmotnost vzorku nasáklého vodou a povrchově
osušeného, stanovená vážením na suchu v g
m2 ... hmotnost vzorku nasáklého vodou,stanovená vážením
na hydrostatických vahách v g
ms
V 
 1000
m1  m2
STANOVENÍ OBJEMOVÉ
HMOTNOSTI V PYKNOMETRU
1) pyknometr o známé hmotnosti m1 se naplní zkušebním
vzorkem a zváží se m2, velikost navážky je závislá na max.
velikosti použitého zrna (čím větší zrno, tím větší navážka)
2)přilije se kapalina
3)mícháním se odstraní vzduchové bubliny
4)
pyknometr se vytemperuje na teplotu, při které známe
hustotu kapaliny a dolije po rysku a zváží
STANOVENÍ OBJEMOVÉ
HMOTNOSTI V PYKNOMETRU
5)stanovení objemové hmotnosti
m2  m1
v 
m3  m 2
V
hr
m1 ... hmotnost prázdného pyknometru s nástavcem v g
m2 ... hmotnost pyknometru s nástavcem a zkušebním
vzorkem v g
m3 ... hmotnost pyknometru s nástavcem a zkušebním
vzorkem a kapalinou v g
V ... objem pyknometru v cm3
hr ... hustota kapaliny při určité teplotě (bývá 20°C)
SYPNÁ HMOTNOST
- je hmotnost objemové jednotky kameniva s dutinami a
póry s mezerami mezi zrny
- rozlišujeme sypnou hmotnost volně sypaného
kameniva a setřeseného kameniva
SYPNÁ HMOTNOST - STANOVENÍ HMOTNOSTI
VOLNĚ SYPANÉHO KAMENIVA
1) vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
2)vzorek se sype do odměrné nádoby o známé hmotnosti z
výšky 10 cm, tak aby se nahromadil v nádobě komolý kužel,
který bude o cca 5 cm převyšovat okraj nádoby
3)převršený materiál se opatrně odstraní
4)
odměrná nádoba se vzorkem se zváží
SYPNÁ HMOTNOST - STANOVENÍ HMOTNOSTI VOLNĚ
SYPANÉHO KAMENIVA
5)stanovení hmotnosti volně sypaného kameniva
m2 s  m1
s 
 100
V
m1 ... hmotnost prázdné odměrné nádoby v g
m2s ... hmotnost odměrné nádoby naplněné volně sypaným
kamenivem v g
V ... objem odměrné nádoby v litrech
SYPNÁ HMOTNOST - STANOVENÍ HMOTNOSTI
SETŘESENÉHO KAMENIVA
1) vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
2)vzorek se sype do odměrné nádoby, která stojí na vibračním
stole, kamenivo se při vibraci postupně dosypává, po
ukončení vibrace se opět zarovná s okrajem nádoby
3)odměrná nádoba se vzorkem se zváží
SYPNÁ HMOTNOST - STANOVENÍ HMOTNOSTI
SETŘESENÉHO KAMENIVA
4)
stanovení hmotnosti volně sypaného kameniva
m2t  m1
t 
 100
V
m1 ... hmotnost prázdné odměrné nádoby v g
m2t ... hmotnost odměrné nádoby naplněné volně sypaným
kamenivem v g
V ... objem odměrné nádoby v litrech
PÓROVITOST
pórovitost PS je podíl objemu dutin a pórů v celém objemu
zrn kameniva. K jejímu stanovení je nutné znát měrnou a
objemovou hmotnost kameniva.
v
PS  (1  )  100

ρv ... objemová hmotnost kameniva v kg.m-3
ρ ... měrná hmotnost kameniva v kg.m-3
MEZEROVITOST
mezerovitost je podíl objemu mezer mezi zrny
v celkovém objemu kameniva. Rozlišujeme
mezerovitost: volně sypaného kameniva, mezerovitost
setřeseného kameniva
MEZEROVITOST - STANOVENÍ MEZEROVITOSTI VOLNĚ
SYPANÉHO KAMENIVA
s
M s  (1  )  100
v
ρs ... je sypná hmotnost kameniva volně sypaného v kg.m-3
ρv ... je objemová hmotnost kameniva v kg.m-3
MEZEROVITOST - STANOVENÍ MEZEROVITOSTI
SETŘESENÉHO KAMENIVA
t
M t  (1  )  100
v
ρt ... je sypná hmotnost kameniva setřeseného v
kg.m-3
ρv ... je objemová hmotnost kameniva v kg.m-3
TVAROVÝ INDEX
určuje se u hrubého kameniva, jednotlivá zrna
jsou rozdělena podle poměru jejich délky k
tloušťce. Tvarový index se vypočte jako
hmotnostní podíl zrn. Jejichž poměr rozměrů L/E
je větší než 3 a vyjádří jako procento celkové
hmotnosti zkoušených zrn. Zrna o větším
poměru než 3 nejsou vhodná z hlediska
nestejnorodosti materiálu, při hutnění se zrna
lámou.
ČSN EN 933-4 Stanovení tvaru zrn – Tvarový index
TVAROVÝ INDEX
TVAROVÝ INDEX
1) vzorek se vysuší do ustálené hmotnosti při teplotě
(110±5)°C,
2)rozčlenit kamenivo na úzké frakce (4, 5.6, 8, 11.2, 16, 22.4,
31.5, 45, 63)
3)zváží se jednotlivé frakce vysušeného kameniva
4)
změří se délka a tloušťka každého zrna L/E a vyřadí se
ty, u kterých je zjištěn poměr větší než 3 (nekubický tvar) –
100 zrn
5)stanovení tvarového indexu SI
M2 ... hmotnost nekubických zrn v g
M1 ... hmotnost zkušební navážky v g
M2
SI 
 100
M1
TVAROVÝ INDEX
TVAROVÝ INDEX
VLHKOST
vlhkost je charakteristika stavu kameniva (nikoli
ukazatel jeho jakosti), vyznačuje stav v jakém je
kamenivo dodáváno nebo v jakém vstupuje do výroby
metoda sušením v sušárně umožňuje zjistit celkovou
volnou vodu přítomnou ve zkušební navážce kameniva
(povrch, póry)
ČSN EN 1097- 5 Zkoušení mechanických a fyzikálních
vlastností kameniva – stanovení vlhkosti sušením v
sušárně
VLHKOST
VLHKOST
1) Hmotnost misky M2
2) Hmotnost zkušebního vzorku M1
3) Vysušení při 1105°C M3
M1  M3
w
 100
M3
NASÁKAVOST
je množství vody, které pojme kamenivo při úplném
ponoření ve vodě, z hodnoty nasákavosti můžeme v
prvním přiblížení usuzovat na jeho odolnost proti
mrazu
ČSN EN 1097- 6 Zkoušení mechanických a fyzikálních
vlastností kameniva – stanovení objemové hmotnosti
zrna a nasákavosti
NASÁKAVOST
Metoda s drátěným košem pro zrna kameniva od
31,5 mm do 63 mm
2) Pyknometrická metoda pro zrna kameniva od 4
mm do 31,5 mm
3) Pyknometrická metoda pro zrna kameniva od
0,063 do 4 mm
1)
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
- zkouška se skládá z roztřídění a oddělení materiálu
pomocí sady sít do několika frakcí se sestupnou velikostí
otvorů
- METODY:
praní
prosévání za sucha
ČSN EN 933-1 Stanovení zrnitosti – sítový rozbor
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
velikost zkušebního vzorku závisí na maximální
velikosti zrna D
1) Vysušení zkušebního vzorku při teplotě 1105°C,
zvážení – M1
-
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
2) Kamenivo se vloží do vody na cca 24 hodin
3)
M1
Síto 1 mm nebo 2 mm
Síto 0,063 mm
4) Zbytek na sítě 0,063 se vysuší – M2
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
ZRNITOST – SÍTOVÝ ROZBOR
Odolnost proti kameniva vůči
teplotě a zvětrávání
ČSN EN 1367-1 Zkoušení odolnosti kameniva vůči
teplotě a zvětrávání – Stanovení odolnosti proti
zmrazování a rozmrazování
Odolnost proti kameniva vůči
teplotě a zvětrávání
- zkouška, která zjišťuje hrubého kameniva proti
zmrazovaní a rozmrazování
- 10 cyklů -17,5°C +20°C
- Přesně dán teplotní rytmus cyklu
M1  M2
F
M1
M1 – navážka
M2 – zbytek na sítě d/2
Odolnost proti kameniva vůči
teplotě a zvětrávání
- urychlená zkouška síranem hořečnatým
- síran hořečnatý krystalizací a rehydratací v pórech zrn
kameniva rozrušuje jeho strukturu
- pět cyklů, kdy kamenivo je ponořeno do roztoku vody
se síranem sodným a následně poté vysušeno při
110±5°C
- Frakce 10/14, kontrolní síto 10 mm
OTLUKOVOST KAMENIVA
- existují dvě zkoušky: zkouška Los Angeles (referenční
metoda), rázová zkouška (alternativní metoda)
- principem zkoušky je porovnání zrnitosti před
zkouškou a po ní, kdy vzorek kameniva je v bubnu s
přepážkou vystaven negativnímu vlivu ocelových
koulí, dochází tak k omílání obroušení a otírání
kameniva
ČSN EN 1097-2 Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností
kameniva – Metoda pro stanovení odolnosti proti drcení
OTLUKOVOST KAMENIVA
Vnitřní průměr 7115
Vnitřní délka 5085
11 ocelových koulí
o průměru 45-49 mm
o hmotnosti 400 – 445 g
celková hmotnost koulí
4690 – 4860 g
OTLUKOVOST KAMENIVA
1) Frakce 10/14
2)
Požadavky na zrnitost na sítě 12,5 mm a 11,2
mm
3)
při běžném stanovení otlukovosti se její
hodnota stanovuje jako poměr hmotnosti
celkového zbytku zadrženého na sítě 1,6 navážky po
zkoušce k hmotnosti navážky před zkouškou a
vyjádří se v procentech
OTLUKOVOST KAMENIVA
1) Frakce 10/14
2) Požadavky na zrnitost na sítě 12,5 mm a 11,2 mm
3) navážka 5000  5 g
4) 500 otáček
5000  m
LA 
5000
Posouzení kvality jemných částic –
zkouška methylenovou modří
 Do suspenze zkušební navážky s vodou se přidává
roztok methylénové modře (MM).
 Adsorbce MM zkušební navážkou je kontrolována
zkouškou zbarvení filtračního papíru k zjištění
přítomnosti nevázaného barviva.
 Pokud je zjištěna přítomnost nevázaného barviva
vypočte se hodnota methylénové modře.
Posouzení kvality jemných částic –
zkouška methylenovou modří
















roztok methylénové modře
Destilovaná voda
Kaolinit
Bireta
Filtrační papír
Skleněná tyčinka
Mixer
Váhy
Stopky
Zkušební síto 2 mm
Kádinka
Baňka
Sušárna
Teploměr
Stěrka
Exsikátor
Posouzení kvality jemných částic –
zkouška methylenovou modří
 Zkušební vzorek 0/2 - 200 mm + 500 ml
destilovné vody,
 Vstříknutí barviva do roztoku 5 ml (opakuje se)
 Odebrání roztoku tyčinkou a odkápnutí na
filtrační papír
 Vytvoření „úkládky“ o průměru 8 až 12 mm
 Zkouška je pozitivní, jestliže se ve vlhké části
vytvoří kroužek světle modré barvy šířky asi 1
mm okolo středu úkládky
Posouzení kvality jemných částic –
zkouška methylenovou modří

similar documents