Определение дробимости щебня

Щебень – это один из самых востребованных строительных материалов, используемых в строительстве дорог, зданий, мостов и других сооружений. Одним из важнейших показателей его качества является дробимость.

Дробимость щебня – это способность материала дробиться под воздействием внешних сил. Данный показатель определяется количеством необходимого соотношения фракций щебня, которое получается при дроблении определенного весового значения исходного материала. От этого во многом зависит прочность и долговечность дорожного покрытия, а также несущая способность конструкций зданий и сооружений. 

Факторы, влияющие дробимость щебня 

Для использования в строительстве и дорожных работах предпочтение отдается качественному щебню с высокой дробимостью. Такой материал лучше уплотняется, образует более прочное и долговечное покрытие, а также обладает большей несущей способностью. Данный показатель зависит от ряда ключевых факторов, к числу которых относятся: 

1. Прочность исходной породы. Состав и структура исходной породы оказывают существенное влияние на дробимость щебня. Чем прочнее порода, тем выше данный показатель. Это связано с тем, что для дробления более прочного материала требуются большие усилия. 
2. Зерновой состав исходной породы. Материал из пород с крупнозернистой структурой имеет более высокую дробимость, чем щебень из мелкозернистых пород. Это обусловлено тем, что мелкие зерна легче разрушаются под воздействием внешних сил.
3. Технология дробления. Данный показатель также зависит от технологии дробления. Щебень, полученный при дроблении в щековых или конусных дробилках, имеет более высокую дробимость, чем материал, полученный при дроблении в валковых дробилках.
4. Условия эксплуатации. На устойчивость материала к внешним воздействиям также влияют условия его эксплуатации. Это касается интенсивности оказываемых механических нагрузок, влажности и температуры воздуха. 

Для использования в строительстве и дорожных работах установлены определенные нормы дробимости. Например, для щебня, применяемого в дорожном строительстве, данный показатель должен быть не более 12%, а для материала, используемого в производстве бетона – не более 8%. Правильный выбор щебня с учетом его основных характеристик и условий эксплуатации обеспечивает долговечность и надежность конструкций.

Методы определения дробимости 

Определение дробимости щебня – это довольно сложный технический процесс, который предполагает использование конкретных методов. В зависимости от специфики и технологии проведения они классифицируются на две группы.

Лабораторные методы 

Данная группа методов включает в себя несколько вариантов проведения испытаний, каждый из которых предполагает свои особенности и принцип выполнения: 

1. Метод ударного действия. Данный метод основан на дроблении щебня в специальном стальном барабане при ударах о стальные шары. Испытание проводится в соответствии со стандартом ГОСТ 8269.0-97. Для этого отбирается представительная проба породы массой 5 кг. Она помещается в специализированный барабан вместе со стальными шарами определенного размера и массы. Барабан вращается со скоростью 30-33 об/мин в течение определенного времени (обычно 10 минут). После проведения испытания содержимое высыпается и просеивается через сито с размером ячеек 5 мм. Масса щебня, прошедшего через сито, выражается в процентах от первоначальной массы пробы. Этот процент и является показателем дробимости. Метод ударного действия является наиболее распространенным и простым в исполнении, однако он не учитывает влияние формы зерен гравия на его дробимость.
2. Метод дробления. Этот метод предполагает тестирование материала в специальной дробилке и последующее определение количества образовавшихся мелких частиц и их фракции. Проведение испытания регламентируется стандартом ГОСТ 8269.1-97. Оно подразумевает отбор представительной пробы массой 10 кг, которая помещается в дробилку и дробится до получения определенного размера зерен (обычно 10 мм и менее). Далее полученное содержимое просеивается через сито с размером ячеек 10 мм. Процентное соотношение прошедшего через сито щебня с его изначальной массой и служит показателем дробимости. Данный лабораторный метод позволяет более точно определить требуемый показатель, так как он учитывает влияние формы зерен гравия. Однако он считается довольно трудоемким и требует использования специальной дробилки.
3. Определение дробимости путем испытания на прочность в цилиндре. Этот метод основан на определении прочности гравия на сжатие в специальном цилиндре. Испытание проводится в соответствии со стандартом ГОСТ 8269.2-97. Для его реализации представительная проба массой 2 кг помещается в цилиндр диаметром 150 мм и высотой 300 мм. Данный цилиндр устанавливается в испытательную машину и подвергается воздействию осевой нагрузки до разрушения содержимых проб. Прочность гравия на сжатие рассчитывается как отношение максимальной нагрузки, которую щебень выдерживал до разрушения, к площади поперечного сечения цилиндра. 

Лабораторные методы позволяют оценить способность щебня дробиться под воздействием внешних сил. Они используются для контроля качества материала, подбора оптимальных режимов дробления и других целей. Правильный выбор метода позволяет получить достоверные и сопоставимые результаты испытаний, необходимые для строительства объектов и конструкций разного назначения.

Полевые методы 

Помимо лабораторных методов определения дробимости щебня, используются также полевые методы, которые позволяют проводить испытания непосредственно на месте использования материала. К их числу относятся: 

1. Испытания на месте эксплуатации. Этот метод предполагает проведение тестирования гравия непосредственно на участке дороги или в месте размещения другой конструкции, где используется материал. Для этого на территории отбираются образцы пробы и проводится их анализ испытание с применением специального оборудования. Подобные испытания позволяют оценить дробимость щебня в реальных условиях эксплуатации, с учетом влияния таких факторов, как нагрузка, температура и влажность.  
2. Использование мобильных лабораторий. Суть данного метода заключается в использовании мобильных лабораторий, которые оснащены всем необходимым оборудованием для проведения тестирования в полевых условиях. Мобильные лаборатории могут выезжать на место эксплуатации щебня и проводить испытания в любой местности. Этот метод является более быстрым и удобным, чем испытания на месте эксплуатации, но требует наличия высокотехнологичной лаборатории и квалифицированного персонала.

Полевые методы определения дробимости щебня позволяют оценить его способность дробиться под воздействием внешних сил в реальных условиях эксплуатации. Это особенно актуально при необходимости срочного тестирования материала в процессе начатого строительства. Удобство и оперативность проведения испытаний с помощью данных методов определяет их востребованность в современном мире. 

Оборудование, используемое для проведения испытаний 

В настоящее время для определения дробимости щебня используются специализированные современные инструменты и оборудование, которые позволяют проводить испытания точно и быстро. Их выбор во многом определяется методикой и условиями проведения тестирования, а также имеющимся временным ресурсом. В соответствии с этим, могут быть использованы: 

1. Дробилки – необходимы для дробления щебня. Существуют различные типы дробилок, такие как щековые, конусные и валковые. Каждый вариант характеризуется определенными конструктивными особенностями, принципом функционирования, а также совместимостью с материалом конкретной формы и размера. Тип дробилки выбирается в зависимости от требуемой фракции щебня, а также характеристик исходного материала.
2. Ситовые анализаторы – специализированное оборудование, предназначенное для использования с разными каменными породами. Они применяются для разделения щебня на фракции по размеру зерен, способствуя его быстрой и удобной сортировке. Ситовые анализаторы могут быть ручными или автоматическими, что обусловлено их конструктивом и принципом действия. 
3. Полочный барабан – применяется для испытания гравия методом ударного действия. Совместно с ним идут стальные шары определенной массы и диаметра.
4. Копер – высокотехнологичное устройство, позволяющее испытывать щебень перед его использованием для балластного слоя железнодорожного пути. Он отличается продуманным конструктивом и удобным принципом управления, а также способностью обеспечивать оперативность и точность проводимых испытаний. 
5. Весы – используются для взвешивания отобранных для тестирования образцов щебня, а также полученного материала после его проведения. Весы характеризуется различной грузоподъемностью, механизмом и принципом управления. 

Для проведения испытаний в полевых условиях применяются мобильные лаборатории, а также переносное оборудование. С их помощью проводить тестирование можно непосредственно на месте эксплуатации материала. 

Точное определение дробимости щебня имеет огромное значение для различных видов строительных работ. От данного показателя во многом зависит качество создаваемых несущая способность возводимых конструкций и дорожных покрытий, их устойчивость к нагрузкам и долговечность. Использование стандартизированных методов проведения испытаний, а также специализированного оборудования позволяет добиваться точных результатов, необходимых для разных областей строительства.