$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Beton i asfalt są obecnie zdecydowanie najczęściej stosowanymi materiałami budowlanymi. Kruszywa stanowią bardzo dużą ilość tych materiałów. Kruszywa gruboziarniste i drobne miesza się z pastą betonową lub lepiszczem asfaltowym, zapewniając powierzchnie, z którymi materiał może się związać. Pomiar i kontrola wielkości cząstek tych niedrogich wypełniaczy pozwala kruszywu zajmować jak największą objętość.
Ponieważ kruszywa są zazwyczaj przechowywane na otwartej przestrzeni, należy również przetestować sposób, w jaki kruszywa zachowują się w kontakcie z wodą. Kruszywa powinny być również sztywne, trwałe, mocne i chemicznie obojętne w stosunku do betonu lub asfaltu, w którym są używane.
W tym filmie przyjrzymy się podstawowym właściwościom kruszyw, które są potrzebne do opracowania udanych projektów mieszanek betonowych. Podstawowe cechy, którym się przyjrzymy, to rozkład wielkości lub gradacja, ciężar właściwy oraz zawartość wilgoci i zdolność absorpcji.
Kruszywa są uważane za gruboziarniste, jeśli są większe niż około 4,75 milimetra, i drobne, jeśli są mniejszymi cząstkami. Ponieważ są one stosowane głównie jako wypełniacze w betonie i są stosunkowo niedrogie, ważne jest, aby zajmowały jak największą objętość.
Porównując odpowiednio posortowane kruszywo z takim, które ma równomierny rozkład, do wypełnienia pustych przestrzeni potrzeba mniej pasty. Jeśli jednak jest zbyt wiele drobnych cząstek, zwiększona powierzchnia, którą należy pokryć, powoduje, że mieszanka betonowa jest zbyt sztywna.
Testy sitowe są przeprowadzane w celu określenia ilości i rozmieszczenia cząstek. Najmniejsza liczba sit, przez którą może przejść całe kruszywo, to maksymalny rozmiar, podczas gdy 95 procent może przejść przez sito o nominalnym rozmiarze. Suma skumulowanych procentów wagowych dla sześciu standardowych rozmiarów sit, podzielona przez 100, to moduł rozdrobnienia, FM. Mniejsze wartości oznaczają drobniejsze kruszywa, a większe wartości oznaczają grubsze kruszywa.
Oprócz wielkości należy znać stan wodny kruszywa. Ponieważ kruszywo stanowi tak dużą część mieszanki, niewielka zmiana zawartości wilgoci ma ogromny wpływ na stosunek wody do cementu. Suszenie w piekarniku, które nie zawiera wody, i sucha powierzchnia nasycona, gdy powierzchnia jest sucha, ale pory są nasycone, to dwa z badanych warunków. Stan suchej powierzchni nasyconej lub SSD jest przyjmowany podczas projektowania mieszanek. W praktyce woda zazwyczaj musi być dodawana lub usuwana z kruszyw, aby osiągnąć stan SSD przed zmieszaniem.
Test spadku służy do testowania stanu dysku SSD. W tym teście stożkowa forma jest wypełniona kruszywem i odwrócona; jeśli materiał lekko opada po usunięciu formy, jest w stanie SSD. Jeśli forma zachowuje swój kształt, oznacza to, że jest w stanie wilgotnym lub mokrym.
Pomiary masy próbki, która jest sucha w piecu i SSD, mogą być wykorzystane do obliczenia zdolności absorpcyjnej i zawartości wilgoci, a także ciężaru właściwego w odniesieniu do próbek suchych w piecu i SSD.
W następnej sekcji zmierzymy zawartość wilgoci, ciężar właściwy i przeprowadzimy analizę sitową dla drobnej próbki kruszywa.
Przygotuj około dwóch kilogramów drobnego kruszywa, takiego jak piasek, dzień przed badaniem, susząc je w piekarniku. Pozostaw kruszywo w piekarniku na co najmniej 24 godziny przy temperaturze ustawionej powyżej 220 stopni Fahrenheita, aby cała woda wyparowała. Dodaj około jednego kilograma wysuszonego w piekarniku kruszywa do spłaszczonej metalowej patelni.
Znalezienie stanu dysku SSD to procedura prób i błędów. Zacznij od dodania kilku kropel wody do kruszywa, a następnie dokładnie wymieszaj. Teraz przetestuj mieszaninę, wykonując test opadania. Aby wykonać test, mocno przytrzymaj stożek opadający na płaskiej metalowej misce dużą średnicą w dół. Luźno wypełnij formę, aż kruszywo będzie się układać na wierzchu, a następnie lekko ubij kruszywo do formy za pomocą 25 lekkich kropli pręta do ubijania. Rozpocznij każdą kroplę około ćwierć cala nad powierzchnią i pozwól prętowi swobodnie opadać za każdym razem. Podczas ubijania staraj się równomiernie rozprowadzać krople po powierzchni.
Teraz usuń luźne kruszywo wokół podstawy, a następnie ostrożnie podnieś formę pionowo. Jeśli agregat nieznacznie opadnie, oznacza to, że osiągnął stan dysku SSD. Jeśli jednak stożek zachowa swój kształt, kruszywo jest nadal zbyt suche, a jeśli się zapadnie, kruszywo jest zbyt mokre.
Dostosuj mieszankę, dodając odpowiednio więcej suchego kruszywa lub wody i dokładnie mieszając. Kontynuuj regulację i testowanie, aż zostaną osiągnięte warunki SSD. Teraz weź około 400 gramów agregatu SSD i zapisz dokładną wagę jako D.
Następnie napełnij kolbę 500 mililitrami wody i zapisz całkowitą masę wody i kolby jako B. Wylej wodę i napełnij pustą teraz kolbę próbką SSD, którą właśnie zważyłeś. Dodaj trochę dodatkowej wody do kolby, aż poziom znajdzie się około pół cala powyżej kruszywa.
Teraz należy zastosować próżnię i walcowanie do próbki przez co najmniej pięć minut, aby usunąć powietrze uwięzione w kruszywie. Po odgazowaniu próbki usunąć próżnię i napełnić kolbę wodą do oznaczenia 500 mililitrów. Zapisać całkowitą masę kolby, wody i kruszywa jako C. Na koniec wlać całą zawartość kolby do garnka i w razie potrzeby użyć dodatkowej wody z kranu, aby wypłukać całe kruszywo z kolby.
Włóż patelnię do piekarnika i pozostaw do wyschnięcia na co najmniej 24 godziny w temperaturze ustawionej powyżej 220 stopni Fahrenheita. Gdy kruszywo jest suche, zapisać końcową masę jako A. Masz teraz cztery miary masy, których możesz użyć do obliczenia pozornego ciężaru właściwego, ciężaru właściwego masy i absorpcji kruszywa.
Do tego testu użyjemy zestawu standardowych sit o średnicy ośmiu cali. Zbierz sita o numerach 4, 8, 16, 30, 50 i 100 w uporządkowany stos, z sitem numer 4 na górze, tak aby czysty otwór został zmniejszony na kolejnych poziomach, przesuwając się w dół. Przymocuj opróżnioną patelnię do dolnej części stosu.
Odważyć około 400 gramów drobnego, suchego kruszywa. Po zapisaniu końcowej masy kruszywo wsypujemy na górne sito i przykrywamy stos pokrywką. Gdy pokrywka jest na swoim miejscu, zabezpiecz sita w wytrząsarce mechanicznej i potrząsaj zespołem przez pięć minut. Teraz wyjmij stos i ostrożnie oddziel sita. Oddzielnie zważyć i zapisać sumę zatrzymaną na każdym z sitach i na szalce.
Upewnij się, że całkowita masa kruszywa różni się o mniej niż 0,6 procent od pierwotnej masy próbki. Jeśli nie, powtórz procedurę. Dodanie masy w każdym sicie do masy skumulowanej w sitach wyższych oblicza łączną masę zatrzymaną na każdym poziomie. Następnie, dzieląc te wyniki przez całkowitą wagę, otrzymujemy skumulowane wartości procentowe zachowane na każdym poziomie.
Wreszcie, moduł rozdrobnienia jest sumą skumulowanych wartości procentowych dla sześciu standardowych rozmiarów sit, podzieloną przez 100. Moduł rozdrobnienia dla tego testu wynosi 3,02, co wskazuje na stosunkowo grube kruszywo. Skumulowany procent przejścia przez każde sito można znaleźć, odejmując procent zatrzymany od 100 procent. Otwór wielkości sita można następnie wykreślić w stosunku do skumulowanego procentu przechodzącego przez każde sito, co daje krzywą gradacji dla kruszywa.
Teraz, gdy doceniasz znaczenie kruszywa używanego do produkcji betonu, zobaczmy, jak jest ono wykorzystywane w otaczającym nas świecie.
Wysokie budynki nie są pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, gdy myślisz o konstrukcjach wykonanych z betonu. Jednak mieszanki betonowe dostosowane do konkretnych zastosowań pomagają najwyższej wolnostojącej konstrukcji na półkuli zachodniej, CN Tower w Toronto w Kanadzie, wznieść się na wysokość ponad 553 metrów.
Beton jest powszechnie używany do budowy zapór. Najwyższą betonową zaporą na świecie jest Grande Dixence w Szwajcarii. Zapora ma 285 metrów wysokości i została ukończona w 1961 roku po ośmiu latach budowy i sześciu milionach metrów sześciennych betonu. Testy, takie jak te pokazane w tym filmie, są niezbędne do zapewnienia spójności między partiami.
Właśnie obejrzeliście Państwo wprowadzenie JoVE do kruszyw do mieszanek betonowych i asfaltowych. Powinieneś teraz zrozumieć, jak ważne jest testowanie absorpcji wody i rozkładu wielkości kruszyw.
Dzięki za oglądanie!
