Для чего горную породу измельчают в тонкий порошок при определении истинной плотности

r_в –плотность воды, принимаемая равной 1 г/см 3 ;

до постоянной массы, г;

m₁ –масса пикнометра с дистиллированной водой, г;

m₂ –масса пикнометра с навеской и дистиллированной

водой после удаления пузырьков воздуха, г.

Среднее значение истинной плотности 2,59 г/см 3

Источник

Для чего горную породу измельчают в тонкий порошок при определении истинной плотности

Дороги автомобильные общего пользования

ЩЕБЕНЬ И ГРАВИЙ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД

Определение средней и истинной плотности, пористости и водопоглощения

Automobile roads of general use. Crushed stone and gravel from rocks. Determination of average and true density, porosity and water absorption

Дата введения 2016-06-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский дорожный научно-исследовательский институт» совместно с обществом с ограниченной ответственностью «Инновационный технический центр»

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 418 «Дорожное хозяйство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2015 г. N 1314-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33057-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2016 г.

6 ИЗДАНИЕ (август 2019 г.) с Поправкой (ИУС 9-2016)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

Введение

Настоящий стандарт входит в группу межгосударственных стандартов, устанавливающих требования и методы испытаний для щебня и гравия из горных пород.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения средней и истинной плотности, пористости и водопоглощения щебня и гравия из горных пород.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия

ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия

ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ 450 Кальций хлористый технический. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 22524 Пикнометры стеклянные. Технические условия

ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 27412 Дробилки щековые. Общие технические условия

ГОСТ 27574 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 27575 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 28498 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 28846 (ИСО 4418-78) Перчатки и рукавицы. Общие технические условия

ГОСТ 32703 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования

ГОСТ 33029 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение гранулометрического состава

ГОСТ 33048 Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Отбор проб

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32703, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 средняя плотность: Отношение массы материала ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем пустоты и поры.

3.2 истинная плотность: Масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот.

3.3 пористость: Относительное содержание пор и пустот в объеме материала.

3.4 водопоглощение: Способность материала впитывать и удерживать воду в порах и капиллярах, которую характеризуют отношением массы воды, поглощенной материалом, к массе сухого материала.

3.5 единичная проба: Проба щебня (гравия), полученная методом сужения из лабораторной пробы и предназначенная для сокращения до требуемого количества мерных проб для проведения испытания.

3.6 мерная проба: Количество щебня (гравия), используемое для получения одного результата в одном испытании.

3.7 постоянная масса: Масса пробы, высушиваемой в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С, различающаяся не более чем на 0,1% по результатам двух последних последовательно проводимых взвешиваний через промежутки времени, составляющие не менее 1 ч.

4 Метод испытания

Истинную плотность зерен щебня (гравия) определяют как отношение массы пробы материала в сухом состоянии к занимаемому им объему без пор и пустот.

Среднюю плотность зерен щебня (гравия) определяют как отношение массы пробы материала в сухом состоянии к занимаемому им объему.

Пористость щебня (гравия) определяют расчетным методом на основании предварительно установленных значений истинной и средней плотности.

Водопоглощение щебня (гравия) определяют путем сравнения массы пробы материала в насыщенном водой состоянии и после высушивания.

5 Требования безопасности, охраны окружающей среды

5.1 Содержание вредных веществ в воздухе лаборатории, образующихся при проведении испытаний, не должно превышать предельно допустимых концентраций по ГОСТ 12.1.005.

5.2 Помещение, в котором проводятся испытания щебня (гравия), должно быть оборудовано местной приточно-вытяжной и общеобменной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021.

5.3 Эксплуатацию электрических приборов проводят в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также правилами электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.

5.4 Пожарная безопасность лабораторных помещений должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004.

5.5 При работе со щебнем (гравием) необходимо соблюдать требования техники безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.007.

5.6 При работе с сушильным шкафом необходимо соблюдать правила пожарной безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.004.

5.7 Персонал при работе со щебнем и гравием должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты:

— специальной одеждой (халат) по ГОСТ 12.4.131 или по ГОСТ 12.4.132, либо специальной одеждой (костюм) по ГОСТ 27575 или по ГОСТ 27574;

— перчатками или рукавицами по ГОСТ 28846.

5.8 Утилизацию материала, подвергнутого испытаниям, производят в соответствии с рекомендациями предприятия-изготовителя и действующим законодательством.

6 Требования к условиям испытания

При проведении испытания щебня (гравия) должны соблюдаться следующие условия для помещений:

— температура воздуха (21±4)°C;

— относительная влажность воздуха не более 80%.

Источник

Лабораторная работа № 1 ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лабораторная работа № 1

ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Природные каменные материалы – строительные материалы, получаемые из горных пород путем механической обработки или без нее. Под механической обработкой понимают процессы, направленные на изменение формы и размеров массивных горных пород путем раскалывания, дробления, распиливания, шлифования, полирования, просеивания и т.д. Получаемые при этом строительные материалы должны сохраняют свойства исходной горной породы.

В табл. 5 приведены сведения о применении горных пород в строительстве и архитектуре.

Для оценки свойств природных каменных материалов и выбора области их применения необходимо знать свойства и строение исходных горных пород и слагающих их природных минералов.

Природные минералы – образования, сформировавшиеся в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре. Каждый минерал имеет определенный химический состав, структуру и свойства.

В земной коре находится более 3000 минералов и их разновидностей. Большинство их них встречаются редко и лишь немногие (около 100) встречаются часто, в достаточно больших количествах, и входят в состав горных пород. Такие минералы называют породообразующими.

Применение горных пород в строительств

Гранит, известняк, диорит, песчаник

Взрыв, выломка, раскалывание

Гранит, диорит, диабаз, габбро

Взрыв, выколка, распиливание

Гранит, диорит, диабаз,

для облицовки стен

Гранит, габбро, лабрадорит, мрамор, кварцит, магнезит

Распиливание, полирование, раскалывание, шлифование

Рыхлые залежи гравия

Рыхлые залежи песка

Глина, известняк, гипс,

мергель, магнезит, доломит

Дробление, помол, обжиг

Гранит, диорит, диабаз, габбро

Структура минералов. Природные минералы в большинстве имеют кристаллическое строение, и лишь некоторые – аморфное. Минералы обладают однородностью строения, состава и свойств. Свойства кристаллических минералов могут быть одинаковыми по всем направлениям (изотропность) или разными по различным направлениям (анизотропность). Аморфные минералы не имеют кристаллической решетки и по своим свойствам являются изотропными.

Химический состав минералов. Каждый минерал имеет свой химический состав. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава; но, как правило, они имеют различное внутренне строение, а, следовательно, и различную внешнюю форму.

Физические свойства минералов. Каждый минерал имеет определенные физические свойства.

По цвету минералы делятся на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит) и темные (роговая обманка, авгит).

По способности пропускать свет через свою толщу минералы делятся на: прозрачные (кварц, мусковит), полупрозрачные (гипс, халцедон) и непрозрачные (пирит, графит).

По блеску (способности поверхности отражать свет в различной степени) минералы делятся на несколько групп: стеклянные (силикаты), жирные (тальк), шелковистые (асбест) и др.

По спайности (способности раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием ровных плоскостей – плоскостей спайности), минералы делятся на следующие группы:

− минералы, имеющие весьма совершенную спайность (минералы легко расщепляются по плоскостям спайности);

− минералы, имеющие совершенную спайность (минералы практически всегда раскалываются по плоскостям спайности);

− минералы, имеющие несовершенную спайность (раскалывание минералов не всегда проходит по плоскостям спайности);

− минералы, у которых спайность отсутствует (минералы при раскалывании образуют неровные поверхности).

По твердости минералы делятся на мягкие, средние, твердые и очень твердые (табл. 6).

Твердость природных минералов (по шкале Мооса)*

Группа по твердости

Флюорит (плавиковый шпат), CaF₂

Чертится стальным ножом под нажимом

С трудом царапается стальным ножом

при сильном нажиме

* На практике часто используют мягкий карандаш, имеющий твердость – 1; ноготь – 2,5; медная монета – 3,5; стекло – 5; лезвие ножа – 5,5

Горные породы представляют собой природные минеральные агрегаты, которые «рождаются» в земной коре. Каждой породе свойственно известное постоянство химического и минерального составов, структуры и условий залегания в земной коре. Чаще всего они состоят из нескольких минералов (полиминеральные горные породы). В отдельных случаях они состоят из одного минерала и называются мономинеральными (гипс, ангидрит, мрамор, кварцит и др.).

Большое разнообразие (около 1000) горных пород удобно и логично изучать, если их классифицировать по условиям образования (генетическая классификация), так как именно условия образования определяют формирование структуры, строения и свойств горных пород, а, следовательно, и природных каменных материалов.

По генезису горные породы делят на 3 большие группы (табл. 7).

Генетическая классификация горных пород

1. Глубинные (интрузивные): гранит, сиенит, диорит, габбро

1. Механические отложения (обломочные)

2. Излившиеся (эффузивные)

1.1. Рыхлые: глины, пески, гравий

2.1. Излившиеся плотные: порфиры, трахит, порфирит, андезит, диабаз, базальт

песчаник, конгломерат, брекчия

2.2. Излившиеся пористые (вулканические)

2. Химические осадки: гипс, ангидрит, магнезит, доломит, известковый туф, некоторые известняки

а) рыхлые: вулканический пепел, вулканический песок, пемза

3. Органогенные отложения: мел, большинство известняков, ракушечник, диатомит, трепел

б) цементированные: вулканическая лава, туф, трассы

Процессы глубокого преобразования (метаморфизм)

1. Измененные изверженные породы (гнейсы)

2. Измененные осадочные породы: мрамор, кварцит, глинистые сланцы

Магматические горные породы образовались в результате охлаждения и застывания магмы (табл. 8).

Осадочные горные породы образовались в результате процессов выветривания первичных магматических горных пород (механические отложения), выпадения из водных растворов химических осадков (химические осадки) и накопления и преобразования остатков животного мира и растений (органогенные отложения) (табл. 9).

Метаморфические (видоизмененные) горные породы образовались в результате преобразования магматических и осадочных горных пород под действием повышенных температур, давлений, агрессивных факторов и др. (табл. 10).

Основные характеристики магматических горных пород

Ультракислые > 75, кварца > 50

Аляскиты и аляскитовые граниты

Кислые 65-75, кварца 5-50

Кварцевый порфир, липарит

Кварц, полевой шпат, слюда

Скопления кристаллических зерен кварца

Скопления частиц породы

Зерна кварца, сцементированные природным цементом

о С до постоянной массы, взвешивают, а затем охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.

От подготовленной пробы берут навеску массой около 10 г, высыпают ее в чистый предварительно взвешенный пикнометр (рис. 3).

Пикнометр с навеской взвешивают, заливают на 2/3 объема дистиллированной водой и ставят на песчаную баню. Осторожным кипячением в течение 15…20 минут удаляют из материала воздух. После кипячения пикнометр с содержимым охлаждают до комнатной температуры. Пикнометр тщательно вытирают снаружи, доливают до черты по нижнему мениску дистиллированную воду и взвешивают, определяя массу пикнометра с водой и навеской. Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, заполняют до черты дистиллированной водой комнатной температурой и вновь взвешивают, определяя массу пикнометра с водой.

Истинная плотность вещества горной породы определяют по формуле

где ρ_в-ва − истинная плотность вещества, г/см 3 ; m₁ – масса сухого чистого пикнометра, г; ρ_воды − плотность воды, г/см 3 ; m₂ − масса пикнометра с навеской, г; m₃ − масса пикнометра с водой и навеской, г; m₄ – масса пикнометра с водой, г.

2. Определение средней плотности образцов горных пород

От каждой горной породы отбирают по 3 образца, которые после предварительного высушивания взвешивают. Затем на каждый образец с помощью кисти наносят тонкий слой расплавленного парафина так, чтобы была покрыта вся поверхность. Дав парафину застыть, образцы снова взвешивают и перевязывают прочной нитью. Объем образца, покрытого слоем парафина, определяют при помощи объемомера (рис. 4), который предварительно заполняют водой до уровня слива. Парафинированный образец на нитке опускают в объемомер, а вытесненная жидкость стекает в стакан 4 (мерный цилиндр 3). Водонепроницаемый слой парафина препятствует впитыванию воды, что превышает точность определения объема образца.

Рис. 4. Объемомер для определения средней плотности материала: 1 – объемомер; 2 – образец; 3 – мерный цилиндр; 4 − стакан

Из установленного таким образом объема образца с парафином необходимо вычесть объем, занимаемый парафином.

Плотность образца горной породы подсчитывают как частное от деления массы образца в сухом состоянии на его объем

где ρ_{г. п} − плотность породы, г/см 3 ; m₁ – масса породы в сухом состоянии, г; V_обр − объем образца, см 3 ; ρ_воды − плотность воды, г/см 3 ; m₂ − масса породы, покрытого слоем парафина, г; m₃ − масса породы, покрытого слоем парафина в воде, г.

Среднюю плотность горной породы вычисляют как среднее арифметическое испытаний 3 образцов. Результаты определения истинной плотности и плотности горной породы в куске сравнивают с табличными данными (см. табл. 8-10). Отклонения экспериментальных данных от табличных свидетельствуют о неправильном проведении лабораторных испытаний.

3. Определение пористости горных пород

Пористость, характеризующая степень заполнения объема образца породы порами, подсчитывают в процентах по установленным величинам истинной плотности и средней плотности горной породы по формуле

4. Определение водопоглощения горных пород

От горной породы отбирают по 3 образца, которые после предварительного высушивания взвешивают с погрешностью 0,01 г. Насыщение водой производят при кипячении в течение 1 часа. Уровень воды в сосуде должен быть выше уровня верха образцов не менее чем 2 см. После кипячения образцы охлаждают до комнатной температуры. Затем образцы поочередно вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают.

Водопоглощение определяют по массе поглощенной воды в процентах от массы сухого образца

где W_m − водопоглощение образца по массе, %; m_нас – масса образца в водонасыщенном состоянии, г; m_сух – масса сухого образца, г.

Показатель водопоглощения горной породы подсчитывают как среднее арифметическое испытаний 3 образцов.

На основе анализа результатов исследований, полученных всей подгруппой и оформленных в отчете в виде сводной таблицы, необходимо сделать заключение о зависимости показателей плотности, пористости, водопоглощения от их состава, строения и условий образования.

1. Что произойдет с кварцем и кварцсодержащими горными породами при нагревании до 600 о С?

1. Разрушатся. 2. Расплавятся. 3. Сгорят. 4. Ничего не произойдет.

2. Назовите представителя природных каменных материалов из магматических горных пород. 1. Мрамор. 2. Гранит. 3. Известняк. 4. Мел.

3. Назовите представителя природных каменных материалов из осадочных горных пород. 1. Мрамор. 2. Гранит. 3. Известняк. 4. Сиенит.

4. Назовите представителя природных каменных материалов из метаморфических горных пород. 1. Мрамор. 2. Гранит. 3. Известняк. 4. Мел.

5. Какая формула соответствует кальциту?

6. Какие магматические горные породы называют аналогами?

1. Горные породы с одинаковой степенью закристаллизованности.

2. Горные породы, образовавшиеся из магмы с одинаковым химическим составом, но при различных условиях охлаждения и затвердевания.

3. Горные породы, содержащие кремнезем.

4. Горные породы с одинаковой пористостью.

7. Назовите представителя породообразующих минералов из группы сульфатов. 1. Кварц. 2. Ангидрит. 3. Доломит. 4. Кальцит.

8. На какие основные группы подразделяют горные породы согласно генетической классификации?

1. Рыхлые, обломочные, сцементированные.

2. Магматические, органогенные, глубинные.

3. Полнокристаллические, скрытокристаллические, аморфные.

4. Магматические, осадочные, метаморфические.

9. Назовите факторы, вызывающие метаморфизм горных пород.

1. Процессы физического выветривания и химического разложения.

2. Химические и биологические процессы.

3. Действие высоких температур газов и растворов.

4. Процессы аморфизации структуры.

10. Какие условия являются благоприятными для процесса кристаллизации магмы и формирования полнокристаллического строения горных пород?

1. Медленное и равномерное охлаждение при большом давлении.

2. Медленное и равномерное охлаждение при нормальном давлении.

3. Быстрое и неравномерное охлаждение при большом давлении.

4. Быстрое и неравномерное охлаждение при нормальном давлении.

11. Какие условия являются благоприятными для процесса аморфизации магмы и формирования аморфной структуры горных пород?

1. Медленное и равномерное охлаждение при большом давлении.

2. Медленное и равномерное охлаждение при нормальном давлении.

3. Быстрое и неравномерное охлаждение при большом давлении.

4. Быстрое и неравномерное охлаждение при нормальном давлении.

12. Почему мрамор не рекомендуется применять для наружной облицовки зданий и сооружений?

1. Вследствие его низкой плотности и малой морозостойкости.

2. Мрамор теряет свои декоративные свойства вследствие коррозии.

3. Под действием солнечной радиации мрамор темнеет.

4. Мрамор плохо поддается механической обработке из-за высокой прочности и твердости.

13. Для чего горную породу измельчают в тонкий порошок при определении истинной плотности?

1. Для того, чтобы разрушить кристаллическую решетку.

2. Для ликвидации пор и дефектов строения горной породы с целью получения объема абсолютно плотного материала.

3. Для удобства помещения пробы материала в пикнометр.

4. Для того, чтобы навеску взвесить с погрешностью 0,01 г.

Источник

• ← Для чего гормоны человеку
• Для чего городу нужны лесопарки →