2.7. Форма зёрен заполнителей

От формы зерен, способов их укладки в значительной мере зависят насыпная плотность, пустотность и другие характерис­тики заполнителя. Если условно принять, что все зерна одина­ковы по форме и размерам, то возможна различная плотность упаковки зерен в заданном объеме в зависимости от порядка их укладки. В табл. 2.7.1 приведены результаты расчета пустотности для различных правильных многогранников и шаров (по Б.Николаеву).

Таблица 2.7.1 Пустотность сыпучего материала в зависимости от формы зёрен

Форма зерен Пустотность. % при укладке средняя наиболее плотной наименее плотной Кубы Октаэдры Додекаэдры Икосаэдры Шары 0 12.1 14.1 10.3 26.2 87.1 83.9 60.7 59.9 47.6 43.55 48.05 37.40 35.10 36.90

Из таблицы видно, что при наименее плотной укладке шары дают меньшую пустотность, чем другие зерна, а при наиболее плотной, - большую. В среднем при угловатой форме зерен можно ожидать увеличения пустотности. В действующих стандартах принято оценивать форму зерен за­полнителей соотношением их размеров.

Для плотных заполнителей определяют содержание в щебне и гравии пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, толщина и ширина которых меньше длины в 3 раза и более. Для пористых заполнителей определяют коэф­фициент формы зерен

где Dmax, Dmin - соответственно наибольший и наименьший размеры зерен, мм.

Для измерения зерен стандарты рекомендуют специальный пере­движной шаблон или формомер.

Большое количество зерен заполнителя имеют неправильную геометрическую форму. Для них предусмотрен коэффициент формы по удельной поверхности

где Sзап - удельная поверхность заполнителя, см2/г;

Sшар - то же, -шаров той же крупности, см2/г,

Факультативно определяют показатель формы зерен щебня. Имеются и другие характеристики формы заполнителя.

2.8. Гранулометрический состав заполнителей

Гранулометрическим (зерновым) составом сыпучего материала называют выраженное в процентах или частях содержание в этом материале зёрен определенного размера (фракций). Зерновой состав определяют просеиванием материала через набор сит, ус­тановленный стандартом на этот материал. Для испытания песка используют сита с отверстиями: 5.0, 2.5, 1.25, 0.63, 0.315, 0.16 мм. Зная зерновой состав песка, можно определить, к ка­кой группе по крупности зерен он относится. Рассев песка осу­ществляется до момента прекращения падения зерен. После окон­чания просеивания остатки песка на каждом сите (частные ос­татки) взвешивают с точностью до 1 г. Затем с точностью до 0.1 % вычисляют полные остатки на каждом сите. Полным называ­ют остаток, который был бы на данном сите, если бы просеива­ние проводилось только через него. Полный остаток численно равен сумме всех частных остатков на данном сите и всех выше­лежащих:

A₁ = a_0.16 + ... + а_1.25 + а_2.5 .

Результаты рассева записывают в журнал и строят кривую рассева, согласно которой судят о пригодности испытуемого песка для приготовления бетона.

На основании данных зернового состава рассчитывают модуль крупности песка по формуле

М'= (А _2.5 + А _1.25 + Ао.63 + А _0.315 + А₀.₁₆) / 100

По модулю крупности определяют группу песка (ГОСТ 8736-85).

Для определения зернового состава крупного заполнителя применяют сита с отверстиями диаметром: 5, 10, 20, 40 70 мм. Нахождение частных и полных остатков после рассева производится аналогично испытаниям для мелкого заполнителя.

Крупный заполнитель характеризуется наименьшей и наибольшей крупностью. Наибольшую и наименьшую крупность заполнителя характеризуют размерами отверстий сит, полные остатки на ко торых, определяемые по кривой просеивания, составляют соответственно

5% (Dmax) и 95 % (Dmln).

Заполнитель называют однофракционным, если наименьшая и наибольшая крупность его зерен близки и представляют собой размеры отверстий смежных сит стандартного набора: 5... 10, 10.. .20, 20.. .40 мм и т.д.

Зерновой состав называется непрерывным, если при последовательном просеивании пробы заполнителя через стандартный на бор сит получают остатки на всех ситах, т.е. если в смеси заполнителя имеются зерна всех фракций от Dmln до Dmax. Если же какие-либо фракции отсутствуют, то зерновой состав называют прерывистым. Пример прерывистого зернового состава смесь фракций щебня или гравия крупностью 5...10 и 20...40 мм.