Испытание на гранулометрический состав мелкого заполнителя является важным этапом контроля качества в гидравлических испытаниях бетона. Оно используется для оценки характеристик гранулометрического состава и рациональности гранулометрического состава мелкого заполнителя, обеспечивая тем самым соответствие удобоукладываемости и механических свойств бетона проектным требованиям. Это испытание проводится в соответствии с соответствующими стандартами гидравлических инженерных испытаний и включает в себя, главным образом, область применения, необходимое оборудование, процедуры испытаний и анализ результатов. Благодаря стандартизированному процессу испытаний можно получить точную кривую гранулометрического состава мелкого заполнителя, что обеспечивает надежную основу для проектирования смесей и контроля качества в инженерных приложениях.

1. Область применения

1. Этот тест используется для определения гранулометрического состава мелких заполнителей и для расчета модуля крупности или среднего размера частиц мелкого и очень мелкого песка.

2. Аппаратура и оборудование

2.1 Весы

Весы с точностью измерения не более 0,1 г.

2.2 Испытательные сита

Сита с квадратными отверстиями размером 10 мм, 5 мм, 2,5 мм, 1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм и 0,16 мм (серия ISO C), включая чашу и крышку. В качестве альтернативы могут использоваться сита с квадратными отверстиями размером от 9,5 мм до 0,15 мм (серия ISO B). Испытательные сита должны соответствовать требованиям SL 126.

2.3 Сушильная печь

Сушильная печь, способная поддерживать температуру (105 ± 5) °C.

2.4 Вспомогательное оборудование

Ситовый шейкер, металлические подносы, щетки и другие необходимые инструменты.

3. Процедура тестирования

3.1 Для определения гранулометрического состава используемого мелкого заполнителя максимальный размер частиц не должен превышать 10 мм. Следует взять репрезентативную пробу мелкого заполнителя в его естественном состоянии и тщательно перемешать. Затем, используя метод четвертьмерного измельчения, пробу следует разделить на две порции для испытаний, каждая массой не менее 550 г. Образцы следует высушить в печи при температуре (105 ± 5) °C до постоянной массы, затем охладить до комнатной температуры для проведения испытаний. Если после сушки образуются комки, их следует разбить вручную перед испытанием.

Примечание: В данном стандарте под постоянной массой понимается условие, при котором в процессе сушки разница между двумя последовательными взвешиваниями, проведенными с интервалом более 1 часа, не превышает 0,1% от результата последнего взвешивания.

3.2 Расположите сита в порядке уменьшения размера ячеек и пронумеруйте их как i = 1–6, где верхнее сито с ячейками 5 мм — № 1, а нижнее сито с ячейками 0,16 мм — № 6. Плотно сложите все сита и поддон вместе. Взвесьте высушенный в печи образец мелкого заполнителя (G₀, с точностью до 0,1 г). Вылейте весь высушенный образец в верхнее сито № 1, накройте его и установите всю стопку сит на вибросито. Запустите устройство на 10 минут.

После встряхивания снимите стопку сит и вручную просейте каждое сито по очереди, начиная с большего и заканчивая меньшим, на чистом металлическом подносе. Продолжайте просеивание до тех пор, пока количество частиц, проходящих через каждое сито в минуту, не будет превышать 0,1% от общей массы образца. Частицы, прошедшие через каждое сито, переносятся на следующее, более низкое сито и просеиваются вместе с материалом, уже задержанным на этом сите. Повторяйте процедуру последовательно, пока не будут просеяны все сита.

3.3 Если масса образца, оставшегося на каком-либо сите, превышает 200 г, образец на этом сите следует разделить на две части для просеивания. Сумма двух результатов принимается за массу, оставшуюся на сите данного размера.

3.4 После просеивания частицы, оставшиеся на каждом сите, следует аккуратно удалить и осторожно очистить мягкой щеткой. Затем массу, оставшуюся на каждом сите (ai, с точностью до 0,1 г), следует взвесить и записать.

3.5 Если мелкий заполнитель представляет собой очень мелкий песок, каждую пробу можно уменьшить до 250 г после сушки в печи. При просеивании под самым мелким ситом следует поместить дополнительное сито с квадратными отверстиями 0,080 мм. Необходимо зафиксировать и рассчитать оставшуюся массу и процент частичного оставления на сите с размером ячеек 0,08 мм.

3.6. Если ситовый шейкер недоступен, можно использовать ручное просеивание. При ручном просеивании поместите весь набор сит с образцом на испытательный стенд. Крепко держите крышку правой рукой и поддерживайте боковую часть набора сит левой рукой. Приподнимите одну сторону набора сит (наклонив его под углом 30°–35°) так, чтобы нижняя часть сита соприкасалась с поверхностью стенда. Поворачивайте набор сит по часовой стрелке в течение 3 минут для прокатывания. Затем просеивайте каждое сито по отдельности до достижения требуемых условий просеивания.

4. Результаты эксперимента

4.1 Процент остатка на каждом сите рассчитывался по формуле (1.4-1):

Pi = ai/G0 × 100% (1.4-1)

Где: P — процент остатка на сите i, i=1–6;

ai — остаток на сите i, г;

G₀ — общий объем образца, г.

4.2 Суммарный процент остатка на каждом сите рассчитывается по формуле (1.4-2) (округляется до ближайшего 0,1%):

Ai = P₁ + … + Pi (1.4-2)

Где Ai — суммарный процент остатка на сите i, i = 1–6.

4.3 Модуль крупности рассчитывается по формуле (1.4-3):

FM = [(A2 + A3 + A4 + A5 + A6) - 5A1] / (1 - A1) (1.4-3)

Где FM — модуль тонкости помола;

A1~A6 — суммарный процент остатка на каждом сите.

4.4 Модуль тонкости помола принимается как среднее значение двух измерений (округленное до ближайшего 0,1). Если сумма остатка на каждом сите и массы порошка в чаше отличается от исходной массы образца более чем на 1% от массы образца, или если разница в модуле тонкости помола между двумя измерениями превышает 0,2, измерение следует повторить.

4.5 При необходимости можно построить кривую просеивания, где по оси x отложен размер ячеек каждого сита, а по оси y — соответствующий кумулятивный процент остатка на сите.

4.6 Для мелкого песка (FM: 2,2–1,6) или сверхмелкого песка (FM: 1,5–0,7) средний размер частиц можно рассчитать по формуле (1,4–4) (с округлением до интервала 0,01 мм) на основе результатов просеивания.

dm = 0,5 × [(a2 + a3 + a4 + a5 + a6)] / (0,0024a2 + 0,02a3 + 0,17a4 + 1,3a5 + 11a6)] = 1/3(1,4-4)

Где dm — средний размер частиц мелкого заполнителя, мм; a₂ → a₆ — остаток на ситах 2–6, г.