Прочность зерен гравия

Свойства гравия. Подготовка и выбор гравия для изготовления бетона

Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) изверженных, осадочных или измененных (метаморфических) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен размером от 5 до 150 мм сортовой, мелкий, крупный гравий

Требования к гравию для обычного бетона установлены ГОСТ.

В нем могут содержаться зерна как высокой прочности, например гранитные, так и слабые зерна пористых известняков. Гравий обычно содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка т. е. зерна мельче 5 мм. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью или гравелистым песком.

В зависимости от происхождения различают гравий

овражный (горный), речной и морской (так же как и песок). Овражный (горный) гравий обычно загрязнен примесями, речной и морской более чистые. Зерна морского и речного гравия вследствие истирания водой обычно имеют округлую форму, иногда со слишком гладкой поверхностью, не дающей прочного сцепления с цементным раствором, что понижает прочность бетона. Зерна овражного (горного) гравия более остроугольны.
Наиболее выгодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже — яйцевидная (окатанная), еще хуже — пластинчатая или лещадная (с шириной в три и более раз превышающей толщину) и игловатая (с длиной в три и более раз превышающей ширину и толщину). Игловатых и пластинчатых зерен з составе гравия для бетона должно быть не более 15% (повесу), а для бетона марок ниже 150 содержание их не нормируется.  
По величине зерен гравий разделяется на
рядовой средний — от 5 до 40 мм

Рядовой крупный — от 5 до 150 мм
сортовой особо мелкий. — 5 до 10 мм
сортовой мелкий — от 5 до 20 мм
сортовой средний. — 20 до 40 мм
сортовой крупный — 40 до 80 мм
сортовой особо крупный — от 40 до 150 мм

Крупность гравия определяют, просеивая его через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером 80, 40, 20, 10 и 5 мм. Среднюю пробу высушенного гравия (вес пробы 10 кг)для просеивания берут из разных мест штабеля.
При изготовлении бетон большое значение имеет максимально допускаемая крупность гравия, опрелеляемая размером отверстия сита, на котором полный остаток ревышает 5% от общей навески. Максимальная крупность зависит от размера бетонируемых конструкций; для удобной дки бетонной смеси нельзя применять гравий крупнее 1/4 части минимального размера сечения конструкции и больше наименьшего расстояния между стержнями арматуры в железокной конструкции. Например, для балки шириной 200 мм можно использовать гравий с наибольшей величиной зерен 200/4 =50 мм. Только для бетонирования плит, полов и покрытий, в которых бетонная смесь укладывается легче благодаря их большой площади, употребляют гравий с максимальной крупностью зерен, составляющей до 1/2 толщины плиты.

При изготовлении бетона в крупных бетономешалках

емкостью больше 2000 л для бетонирования массивных сооружений с редкой арматурой можно применять гравий, наибольшая крупность которого достигает 150 мм.
После просеивания гравия (как и песка) определяют в процентах частные остатки на каждом сите, начиная с наибольшего, затем вычисляют полные остатки.
Желателен в основном крупный гравий, но с достаточным содержанием средних и мелких зерен. Подвижность бетонной смеси одинакового состава и с одинаковым количеетвом воды при крупном гравии больше, чем при мелком, вследствие меньшей поверхности зерен. Однако применять гравий, состоящий из одних лишь крупных кусков, нельзя, так как при этом получается большой объем пустот, для заполнения которого требуебся значительное количество цементного раствора. Необходимо, чтобы гравий содержал куски всех крупностей, или, по крайней мере, крупные и мелкие (так называемая прерывная гранулометрия).

Наличие мелкого гравия хотя и увеличивает поверхность зерен, но это не имеет такого большого значения, как при мелком песке.
Результаты просеивания гравия обычно наносят на график, откладывая по горизонтали размеры отверстий сит: наибольший для данного гравия (dmax), половинный (1/2 dmax) и наименьший (5 мм); по вертикали же откладывают полные остатки на cитах в процентах.

Данные зернового состава гравия должны располагаться, по возможности в пределах заштрихованной площади. Пустотность в гравии не должна превышать 45%’.
Водопоглащение гравия из твердых пород составляет 1 — 2 %. Влажность его ( за вычетом воды, поглащаемой зернами)равна 1—4 % и должна учитываться при определении количества воды, добавляемой в бетонную смесь. На изменение объема гравия влажность почти не влияет (в отличие от песка).

Прочность зерен гравия должна обеспечивать получение прочности бетона выше заданной на 20—50% (последнее при бетоне марки 150 и выше). Так как испытать прочность зерет, гравия трудно (кубики из них выточить нелегко), то ее определяют косвенным путем. Для этого приготовляют кубики из бетона с испытуемым гравием на цементе известной активности при водоцементном отношении, рассчитанном для бетона, прочность которого на 20—50% превышает заданную. При испытании эти кубики должны показать прочность не ниже вычисленной по расчетным формулам для бетона с гравием.

Слабыми зернами (при крупности 5—10, 10—20, 20 и более миллиметров) считаются зерна, не выдерживающие нагрузку 15— 25 — 35 кг (соответственно крупности). Количество слабых зерен в гравии допускается: для бетона марки 100 и выше — не более 10% (по весу); для бетона марки ниже 100 не более 20%!(по весу)
Гравий считается морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократное попеременное замораживание при —15° и оттаивание, причем суммарная потеря в весе зерен будет не более 10%

Морозостойкость требуется от гравия только в том случае, если он предназначается для бетонных сооружений, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.
В суровых климатических условиях требуется, чтобы гравий выдержал не менее 50 циклов замораживания и оттаивания, в умеренных — 35 циклов, в мягких — 25.
Допускается и ускоренное испытание на морозостойкость с применением раствора сернокислого натрия). Требуемое число циклов в этом случае — 5 — 10—15 —соответствует 25—35—50 циклам обычного испытания замораживанием и оттаиванием. Если потеря в весе зерен гравия составит при этом не более 10%, то материал признается годным.

При получении же неудовлетворительных результатов необходимо испытать морозостойкость гравия обычным способом.
В гравии допускается не более 2% (по весу) глинистых, илистых и пылевидных примесей, количество которых определяют отмучиванием. Содержание органических примесей в гравии устанавливают, как и в песке, колориметрическим методом. Содержание сернистых и сернокислых примесей должно быть не более 1 % в пересчете на SO3.

 связующее для бетонаГрафик зернового состава гравия, НК — наибольшая крупность

Часто в гравии, в особенности овражном

(горном), количество, примесей значительно больше допускаемого. В таком случае гравий промывают водой, организуя обычно промывку на карьере. Кроме промывки на карьере гравий сортируют, т. е. разделяют на фракции по крупности 5—20, 20—40 и 40—80 (150) мм путем просеивания через сита или хотя бы отделяют песок и излишке крупные куски, т. е. получают рядовой гравий.
Промывают и сортируют гравий в гравиемойках и гравиесортировках или в машинах (гравиемоечно-сортироволные барабаны), в которых обе операции совмещаются.

 получение щебня

Наклонный эксцентриковый вибрационный грохот: 1— неподвижная рама; 2 — подвижная рама; 3 — сита; 4 — коренные подшипники; 5 — электродвигатель; 6 — эксцентриковый вал; 7— фланцевые подшипники; 8 и 9 — пружинные опоры

Для сортировки гравия на фракции применяют цилиндрические вращающиеся грохоты с ситами

у которых отверстия увеличиваются по пути движения материала. Более производительны современные вибрационные охоты. Они состоят из плоских прямоугольных рам с натянутыми на них проволочными ситами. Рамы эти расположены параллельно — одна над другой. Сита приводятся в колебательное движение, вызываемое вращением неуравновешенного груза на валу грохота.
Гравий складывают в конусы или штабели на дощатом настиле, чтобы материал не загрязнялся землей и чтобы его удобно было брать лопатой.
Приемку гравия производят по объему; скидку на влажность не делают.

Иногда в природе встречаются готовые смеси песка и гравия, пригодные для бетона. В этих случаях необходимо проверять постоянство состава и соответствие песчаной и гравийной частей (в отдельности) существующим стандартам. Если состав смеси пригоден для бетона и сохраняется неизменным, то смесь можно не рассеивать; но чаще всего смеси по составу не постоянны и их приходится разделять на песок и 2—3 фракции гравия