Определение средней плотности и пористости горной породы и зерен щебня

2.3.1.12Определение  средней плотности  и пористости

горной  породы и зерен  щебня (гравия)  

Определение средней плотности  

Среднюю плотность  горной породы и зерен щебня (гравия) определяют путем измерения массы единицы объема кусков породы или зерен щебня (гравия) с использованием весов для гидростатического взвешивания.  

Средства  контроля и вспомогательное  оборудование  

Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329.

Весы по ГОСТ 24104 с приспособлением для гидростатического  взвешивания.

Шкаф сушильный.

Сосуд для  насыщения щебня (гравия) и образцов водой или для парафинирования образцов.

Сита из стандартного набора по 4.16.

Щетка металлическая.   

Порядок подготовки к испытанию  

Для определения  средней плотности горной породы отбирают пять образцов правильной формы  или пять кусков произвольной формы размером св. 40 до 70 (80) мм. Каждый образец очищают металлической щеткой от рыхлых частиц, пыли и высушивают до постоянной массы.

Для определения  средней плотности зерен щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером до 40 мм берут аналитическую пробу массой не менее 2,5 кг. При испытании щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером св. 40 мм берут аналитическую пробу массой около 5 кг, зерна крупнее 40 мм дробят до получения частиц размером не более 40 мм и пробу сокращают вдвое.     
 
 

Рисунок 2.9 — Весы для гидростатического  взвешивания

1 — сетчатый (перфорированный) стакан; 2— сосуд со сливом для воды; З — стаканчик с дробью для уравновешивания массы сетчатого стакана в воде; 4 — разновесы  

Пробу высушивают до постоянной массы, просеивают через  сито с размером отверстий, соответствующим  наименьшему номинальному размеру зерен данной фракции щебня (гравия), и из остатка на сите отвешивают две пробы по 1000 г каждая.  

Порядок проведения испытания  

Образцы горной породы произвольной формы или навеску  щебня (гравия) насыщают водой, погружая их в воду комнатной температуры на 2 ч так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности образцов или щебня (гравия) не менее чем на 20 мм.

Насыщенные  образцы породы или пробу щебня (гравия) вынимают из воды, удаляют влагу с их поверхности мягкой влажной тканью в сразу же взвешивают на настольных гирных или циферблатных, а затем на гидростатических весах, помещая пробу в сетчатый (перфорированный) стакан, погруженный в воду.

Образцы горной породы произвольной формы с мелкими  открытыми порами вместо насыщения допускается покрывать пленкой парафина толщиной около 1 мм. Для этого высушенный до постоянной массы образец погружают в разогретый парафин и охлаждают на воздухе. В случае обнаружения при остывании на парафиновой пленке пузырьков или повреждений их заглаживают с помощью горячей металлической пластинки, ножа или проволоки.

Подготовленный  образец взвешивают на настольных циферблатных или лабораторных, а затем на гидростатических весах.  

Для определения  средней плотности образцов горной породы правильной формы измеряют их размеры, определяют объем  и среднюю плотность.

Обработка результатов испытания  

Среднюю плотность  образцов горной породы произвольной формы или щебня (гравия) r_к, г/см³, определяют по формуле  

, (2.33)

где

т — масса образца или пробы в сухом состоянии, г

m₁ — масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г;

т₂ — масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии в воде, г;

— плотность  воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Среднюю плотность  запарафинированных образцов горной породы произвольной формы r_к1, г/см³, определяют по формуле  

, (2.34)

где

т — масса образца в сухом состоянии, г;

т₁ — масса запарафинированного образца на воздухе, г;

т₂ — масса запарафинированного образца в воде, г;

— плотность  воды, принимаемая равной 1 г/см³;

— плотность  парафина (может быть принята равной 0,93 г/см³).

Среднюю плотность  образцов горной породы правильной формы r_к2 г/см³, определяют по формуле   

, (2.35)

где

т — масса образца, г;

V — объем образца, см^з.

За результат  принимают среднеарифметическое значение результатов испытания пяти образцов горной породы или двух параллельных испытаний проб щебня (гравия). При этом расхождение между результатами двух определений средней плотности не должно превышать 0,02 г/см³. При больших расхождениях проводят третье определение и вычисляют среднеарифметическое двух ближайших значений.