---

Для определения водопоглощения щебня (гравия) берут аналитическую пробу в соответствии с п. 12.1.2, промывают и высушивают ее до постоянной массы.

18.3. Проведение испытания

Образцы горной породы или навески щебня (гравия) укладывают в сосуд с водой комнатной температуры так, чтобы уровень воды в сосуде был выше верха образцов или пробы щебня (гравия) не менее чем на 20 мм. В таком положении образцы или пробу выдерживают в течение 48 ч, после чего их вынимают из сосуда, удаляют влагу с поверхности отжатой влажной мягкой тканью и каждый образец или пробу взвешивают, при этом масса воды, вытекающей из пор образца или зерен щебня (гравия) на чашку весов, должна включаться в массу образца (пробы).

18.4. Обработка результатов

Водопоглощение (W_погл) в процентах по массе вычисляют по формуле

(38)

где m – масса образца или пробы в сухом состоянии, г;

m₁– масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии.

Примечание. В необходимых случаях в зависимости от назначения щебня (гравия) выдерживают образцы в воде до насыщения их до постоянной массы.

За результат принимают среднее арифметическое значение пяти параллельных испытании.

При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, значение водопоглощения вычисляют в соответствии с п. 1.8.

19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ЩЕБНЯ (ГРАВИЯ)

Влажность определяют путем сравнения массы пробы щебня (гравия) в состоянии естественной влажности и после высушивания.

19.1. Аппаратура

Настольные гирные или циферблатные весы по ГОСТ 23711.

Сушильный шкаф по ОСТ 16.0.801.397.

2. Подготовка к испытанию

Из щебня (гравия) испытываемой фракции берут аналитическую пробу массой по п. 12.1.2.

3. Проведение испытания

Пробу щебня (гравия) насыпают в сосуд и взвешивают, а затем высушивают до постоянной массы.

Примечание. Естественную влажность горной породы определяют на образцах правильной или произвольной формы по п. 18.2.

19.4. Обработка результатов

Влажность щебня (гравия) (W) в процентах по массе вычисляют по формуле

(39)

где m_в– масса пробы в состоянии естественной влажности, г;

т – масса пробы в сухом состоянии, г.

20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПРИ СЖАТИИ

Прочность горных пород определяют путем сжатия и доведения до разрушения образцов (кубов или цилиндров) на прессе.

20.1.Аппаратура

Гидравлический пресс с предельным усилием по п. 1.9.

Буровой или камнерезный станок.

Штангенциркуль по ГОСТ 166.

Сосуд для насыщения образцов водой.

20.2. Подготовка к испытанию

Из пробы горной породы, отобранной по ГОСТ 23845, представленного монолитом или керном, при помощи бурового или камнерезного станка изготавливают пять образцов в виде цилиндра диаметром и высотой 40 – 50 мм или куба с ребром 40 – 50 мм.

Допускается испытывать керны, полученные и процессе разведочного бурения из одного слоя породы, диаметром от 0 до 110 мм и высотой, равной диаметру, с пришлифованными торцами, если керны не имеют внешних повреждений.

Грани образцов, к которым прикладывают нагрузку пресса, обрабатывают на шлифовальном станке (круге), при этом должна быть обеспечена параллельность указанных граней. Правильность , формы образцов проверяют стальным угольником. Неперпендикулярность смежных граней кубов, а также опорных и боковых поверхностей цилиндров не должна превышать 1 мм на 100 мм длины.

Направление приложения нагрузки должно быть нормальным к опорным поверхностям образцов и слоистости породы. В необходимых случаях образцы испытывают при приложении нагрузки параллельно слоистости породы.

Перед определением прочности образец измеряют штанген­цир­кулем и насыщают водой по п. 18.

20.3. Проведение испытания

Образец устанавливают в центре опорной плиты пресса.

Нагрузка на образец при испытании должна возрастать непрерывно и равномерно со скоростью 0,5 Mпа (5 кгс/см²) в секунду.

Значение разрушающей нагрузки должно быть в пределах от 20 до 80 % максимального усилия, развиваемого прессом.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

20.4. Обработка результатов

Предел прочности образца (R_сж) вычисляют с точностью до 1 МПа (10 кгс/см²) по формуле

(40)

где Р – разрушающее усилие пресса, Н (кгс);

F – площадь поперечного сечения образца, мм² (см²).

За результат принимают среднее арифметическое значение пяти параллельных испытаний.

21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПРИ НАСЫЩЕНИИ ВОДОЙ

Коэффициент снижения прочности горной породы при насыщении водой определяют по отношению прочности образцов в насыщенном водой и сухом состояниях.

21.1. Аппаратура – по п.20.1.

2. Подготовка к испытанию

Для испытания берут десять образцов правильной формы по п. 20.2.

Из них пять образцов насыщают водой по п. 20.3, пять образцов высушивают до постоянной массы.

3. Проведение испытания

Испытания насыщенных водой и высушенных до постоянной массы образцов проводят по п. 20.3.

4. Обработка результатов

Коэффициент снижения прочности горной породы (К_г) при насыщении водой вычисляют по формуле

(41)

где – среднее арифметическое значение предела прочности насыщенных водой образцов, Па (кгс/см²);

– среднее арифметическое значение предела прочности образцов, высушенных до постоянной массы, Па (кгс/см²).

22. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГОРНОЙ ПОРОДЫ И ЩЕБНЯ (ГРАВИЯ)

Реакционную способность (взаимодействие со щелочами цемента) горных пород и щебня (гравия) характеризуют содержанием растворимого в щелочи кремнезема.

22.1. Весовой метод

22.1.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Стандартные сита с отверстиями диаметром 5 мм и сетками № 0315 и 016.

Ступка.

Настольные гирные или циферблатные весы по ГОСТ 23711 или лабораторные рычажные по ГОСТ 24104.

Весы по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ± 0,0002 г.

Электропечь с номинальной температурой 1100°С по ОСТ 16.0.801.397.

Сосуд из нержавеющей стали или другого антикоррозионного материала (черт. 10).

Сушильный шкаф по ОСТ 16.0.801.397.

Водяная баня.

Мерные колбы на 200 мл по ГОСТ 1770.

Воронки.

Чашки для выпаривания по ГОСТ 9147.

Платиновые или фарфоровые тигли.

Беззольные фильтры (белая лента).

Гидроксид натрия по ГОСТ 2263.

Концентрированная соляная кислота плотностью 1,19 г/см³ по ГОСТ 3118.

Нитрат серебра по ГОСТ 1277.

Раствор, содержащий в 100 мл 1 г AgNO₃, 5 мл HNO₃;

2. Подготовка к испытанию

Для определения реакционной способности горной породы, в которой обнаружено присутствие одной или нескольких разновидностей реакционно-способных пород или минералов (п. 13), берут пробу массой не менее 1 кг от каждой петрографической разновидности. Для определения реакционной способности щебня (гравия) берут аналитическую пробу массой по п. 4.2.

Пробу очищают от загрязняющих примесей, измельчают до крупности менее 5 мм, тщательно перемешивают и сокращают до навески массой около 250 г. Из полученной навески высевают фракцию от 0,16 до 0,315 мм, дополнительно измельчают все более крупные зерна и сокращают ее массу до 100 г. Навески промывают cтpyeй водопроводной воды на сите с отверстиями размером 0,16 мм в течение 10 мин и высушивают до постоянной массы.

Cосуд из антикоррозионного материала

22.1.3. Проведение испытаний

Из полученной навески отвешивают две навески массой по 25 г, каждую из которых высыпают в отдельный сосуд из нержавеющей стали и добавляют по 25 мл 1 н. раствора гидроксида натрия. Сосуды с содержимым несколько раз встряхивают для удаления пузырьков воздуха, плотно закрывают крышками и помещают в термостат, предварительно нагретый до 80°С. В течение испытания в термостате поддерживают температуру (80±2)°С. Через 24 ч сосуды вынимают из термостата и охлаждают холодной водой так, чтобы температура их в течение 15 мин снизилась до комнатной.

После охлаждения содержимое каждого сосуда фильтруют в сухую пробирку через сухой фильтр. Сначала в воронку, не встряхивая, сливают по стеклянной палочке раствор, затем шпателем на фильтр переносят твердый остаток. Жидкость фильтруют до тех пор, пока скорость фильтрации не замедлится до 1 капли за 10 с. (промывание не допускается).

Установка для сбора фильтрата

1 – водоструйный насос; 2 – резиновая пробка; 3 – воронка Бюхнера; 4 – склянка Бyнзена; 5 – пробирка для сбора фильтрата

Черт. 11

Для ускорения фильтрования используют водоструйный насос со склянкой Бунзена (черт. 11).

Фильтрат взбалтывают до получения однородного раствора, отбирают пипеткой 10 мл в мерную колбу объемом 200 мл, доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Для определения количества растворившегося кремнезема, берут 100 мл раствора, наливают в .фарфоровую чашку, добавляют 5 – 10 мл концентрированной соляной кислоты и выпаривают на водяной бане. Остаток в чашке увлажняют 5 мл концентрированной соляной кислоты, выдерживают 5 – 10 мин, добавляют 100 мл горячей дистиллированной воды, перемешивают, выдерживают 10 мин на водяной бане и фильтруют (фильтр – белая лента), остаток на фильтре промывают горячей водой до исчезновения реакции на хлориды (при добавлении 1 – 2 капель раствора нитрата серебра вода должна оставаться прозрачной).

Фильтр с осадком помещают в тигель, фильтрат переносят в фарфоровую чашку, выпаривают досуха и выдерживают в течение 30 мин в сушильном шкафу при температуре около 105°С. Сухой остаток увлажняют 5 мл концентрированной соляной кислоты, разбавляют водой и фильтруют. Остаток на фильтре промывают до исчезновения реакции на хлориды. Фильтр с осадком помещают в тигель вместе с первым фильтром, подсушивают, озоляют, прокаливают при температуре 1000 – 1100°С в течение 10 мин и взвешивают. Масса осадка m в тигле соответствует содержанию кремнезема в 100 мл раствора.

22.1.4. Обработка результатов

Содержание растворимого кремнезема (М) в миллимолях на 1 л исходного раствора гидроксида натрия определяют по формуле

М = т·3300. (42)

Горную породу или щебень (гравий) относят к реакционноспособным, если количество растворенного кремнезема в условиях опыта превышает 50 ммоль/л. В этом случае необходима специальная проверка щебня (гравия) в бетоне.

22.2. Фотоколориметрический метод

22.2.1. Аппаратура, реактивы и растворы

Аппаратура, реактивы и растворы – по п. 22.1.1.

Фотоколориметр или спектрофотометр.

Мерные колбы вместимостью 100 мл по ГОСТ 1770.

Кремневая кислота по ГОСТ 4214.

Концентрированная серная кислота плотностью 1,84 г/см³ по ГОСТ 2184.

Винная кислота по ГОСТ 5817, 28 % – ный раствор.

Раствор молибдата аммония: 89 г молибдата аммония растворяют в 800 мл дистиллированной воды, затем медленно приливают 62 мл серной кислоты плотностью 1,84 г/см³. Раствор охлаждают до 20°С и разбавляют дистиллированной водой до 1 л.

Раствор восстановителя: 2,4 г сульфата натрия и 0,2 г эйконогена растворяют в 70 мл дистиллированной воды, добавляют 14 г метабисульфита калия и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл.

Стандартные растворы: в мерные колбы вместимостью 100 мл помещают от 0,1 до 0,8 мл раствора кремневой кислоты, содержащего 5,2 ммоль/л SiO₂. В каждую колбу добавляют 70 – 80 мл дистиллированной воды, 2,5 мл раствора молибдата аммония, тщательно перемешивают, через 10 мин добавляют 2,5 мл 28 % – ного раствора винной кислоты, тщательно перемешивают. Выдерживают раствор 5 мин, добавляют 2 мл раствора восстановителя и разбавляют дистиллированной водой до метки 100 мл. Определяют оптическую плотность полученных растворов и строят калибровочную кривую зависимости оптической плотности от концентрации SiO₂ в растворе, ммоль/л.

2. Подготовка к испытанию

Подготовка к испытанию – по п. 22.1.2.

22.2.3. Проведение испытаний

От фильтрата, полученного по п. 22.1.3, отбирают 0,1 – 0,5 мл, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл. В колбу вливают 70 – 80 мл дистиллированной воды и 2,5 мл раствора молибдата аммония. Содержимое колбы перемешивают. Через 10 мин в колбу добавляют 2,5 мл 28% – ного раствора винной кислоты и снова тщательно перемешивают, раствор выдерживают в течение 5 мин, добавляют 2 мл раствора восстановителя и разбавляют дистиллированной водой до метки 100 мл. Через 15 мин измеряют на фотоколориметре или спектрофотометре оптическую плотность раствора в кювете толщиной 10 мм, применяя красный светофильтр.

Содержание кремневой кислоты в анализируемых растворах определяют по калибровочной кривой, предварительно построенной на основании результатов фотометрирования стандартных растворов.

22.2.4. Обработка результатов

Содержание растворимого кремнезема (М) в миллимолях на 1 л исходного раствора гидроксида натрия определяют по формуле

(43)

где С – концентрация испытываемого раствора, определенная по калибровочной кривой, ммоль/л;

V – количество испытываемого раствора, взятого для колориметрирования, мл.

Горную породу или щебень (гравий) относят к реакционноспособным, если количество растворенного кремнезема в условиях опыта превышает 50 ммоль/л. В этом случае необходимы специальные испытания щебня (гравия) в бетоне.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ИСПЫТАНИЙ

Таблица 7