Løse byggematerialer, så vel som jord, kan løsnes eller komprimeres under ulike fysiske påvirkninger. Samtidig varierer dens tetthet i et ganske stort område-opp til flere titalls prosent. I konstruksjon brukes 2 relative verdier ofte – komprimeringskoeffisienten under transport Av Kut og komprimeringskoeffisienten til jorda (base) Ku. Faktisk reflekterer de det samme fenomenet-en volumendring på grunn av en reduksjon i porøsitet, men de beregnes og brukes forskjellig.
Tetthet egenskaper av byggematerialer
Hvis steinene i steinbrudd er i tett monolitisk tilstand, så løsner de under utvinning, blir mer porøse. Råvarer gjennomgår mange manipulasjoner-utgravning — vasking, sikting med fordeling i fraksjoner, lagring. Under forsendelsen løsnes materialene igjen, og under transport blir de rammet. På siste stadium passer de inn i strukturen og komprimeres igjen. Fuktighet endres gjennom hele prosessen, noe som uunngåelig påvirker tettheten.
Bulk materialer-pukk, sand, sand-grus blanding AV PGS, etc. – bestå av individuelle korn, mellom hvilke det er hulrom. Under utvikling, lasting og lossing løsnes det faste skjelettet, volumet av porer og hulrom øker.
Materialets løsfylte tilstand er preget av bulkdensitet, det vil si forholdet mellom masse og volum okkupert av det:
PH=m / Vh
Det måles ved å veie et standard målebeholder med et volum på 5-50 dm3 uten forutgående forsegling. Størrelsen på beholderen er valgt ut fra den største partikkelstørrelsen. Under testprosessen kan tomhet bli funnet umiddelbart som forholdet mellom volumet av hulrom og hele volumet av materialet. Det er definert i %. Således er bulkdensiteten av sand 1600 kg / m3, knust stein er 1310-1400 kg / m3, PGS er 1340-1500 kg / m3 (avhengig av størrelsen på fraksjonene). I en løs tilstand beholdes et visst volum luft mellom partiklene. Tomheten av sand, knust stein og PGS er henholdsvis 30-45%, 20-50% og 30-50%.
Hvis du fjerner alle porene fra materialet, får du en solid monolit. Dens tetthet kalles sant. Det er mye større enn bulk: sand har 2500-3000 kg / m3, knust stein-2700-3100 kg / m3, PGS 2500-3100 kg / m3. Denne verdien er konstant, det er nødvendig å beregne porøsiteten til materialet.
Den sanne tettheten bestemmes eksperimentelt. Råmaterialet knuses i pulver, så er dets masse og volum funnet (etter volum av vann forskjøvet fra fartøyet). Formelen p = m/V beregner materialets spesifikke tyngdekraft uten porer og hulrom.
Hva brukes komprimeringskoeffisienten til
Denne dimensjonsløse verdien lar deg bestemme hvor mye den faktiske tettheten er forskjellig fra bulk eller maksimum:
- Under transport er koeffisienten avtalt mellom kunden og leverandøren som sender råvarer fra steinbrudd, lager eller fabrikk;
- Når du legger grunnlaget for en hvilken som helst struktur, Settes Cu av prosjektet som et forhold til jordens maksimale tetthet.
Dette er henholdsvis 2 forskjellige scenarier, beregningen utføres på helt forskjellige måter.
Kut transport komprimering koeffisient
Under transport, på grunn av vibrasjon, beveger mindre partikler nedover, fyll hulrommene mellom de store kornene. Følgelig reduseres volumet av last, og tettheten øker.
Aksept av ikke-metalliske materialer, som regel utføres av volum eller masse. For å unngå ubehagelige overraskelser når du mottar lasten, er det nødvendig å ta hensyn til den uunngåelige krympingen under transport.
Hvis materialene aksepteres i volum, måles leveransen, det vil si størrelsen på den fylte delen av jernbanevognen eller bilen. Deretter multipliseres den resulterende verdien med Kut-koeffisienten.
Materialets oppførsel under transport og lagerbehandling avhenger av granulometrisk sammensetning, fuktighet, lagringsevne, partikkelslitasje, samt transportmåte og klimasone. IFØLGE GOST 9757-90 må komprimeringskoeffisienten av sand og andre ikke-metalliske materialer avtales med produsenten, men ikke mer enn 1,15 aksepteres, dvs. volumetapet bør ikke være høyere enn 15%. Klippet er alltid større enn en, siden det beregnes som forholdet mellom materialets innledende volum og volumet etter transport.
Hvis aksepten ble utført etter vekt, blir vektenhetene omgjort til bulkvolum ved å dividere med bulkdensitet i henhold til formelen:
V=m / ph
Eksempel.
Leverandøren sendte 6 m3 sand til lastebilens kropp. Etter levering reduserte volumet naturlig. Ved måling ble det funnet at det er lik 4,8 m3. Det er nødvendig å avgjøre om det var kort levering.
Multipliser 4,8 med Kut = 1,15. Vi får V = 4, 8×1, 15 = 5,52 m3. Det er en underbelastning på 0,8 m3.
Hvis aksept utføres etter vekt, etter veiing av bilen med sand, skal materialets masse med et volum på 6 m3 (med en standard bulktetthet på 1600 kg / m3) være m=6×1600 =9600 kg.
Teknologiske tap anses normative under transport med jernbane, vei eller vanntransport uten overbelastning, etter vekt ikke mer enn:
- Pukk, grus, slagg — 1,15-1,24% ;
- Sand, PGS, screening, utvidet leire — 1,2-1,34%.
Ved overbelastning fra en transport til en annen er tapsraten for alle materialer 1,50-1,54%. Hvis det ikke er nok mer, har leverandøren tillatt underlasting, noe som allerede er en grunn til at kunden sender inn et krav.
Hvordan beregne behovet for materialer med hensyn til komprimeringskoeffisienten
For ethvert byggearbeid er det nødvendig å bestemme forbruket av materialer så nøyaktig som mulig. For eksempel utføres en knust steinpreparasjonsanordning med en tykkelse på 20 cm på et område på 100 kvm.m.m.
Finn volumet på puten:
0,2 * 100=20 m3
Med tanke på komprimeringskoeffisienten til rubble 0,98 under legging og 1,15 under transport finner vi den nødvendige mengden materiale som leverandøren må frigjøre fra steinbrudd:
20/0,98*1,15=23,5 m3.
Med tanke på STANDARD KAMAZ kroppsvolum på 6 m3, må vi bestille 4 biler.
Jordkomprimeringskoeffisient
Ved bygging av fundament og fundament er en viktig egenskap jordens tetthet. Det bestemmer dens bæreevne, oppførsel under belastning og tendens til nedbør.
Jordens tetthet avhenger av mineralogisk sammensetning, porøsitet og fuktighet. Den tetteste består av granitt, basalt eller silisiumstein. Deres spesifikke tyngdekraft er over 3000 kg / m3. Den laveste tettheten av torvmyrer og bulkjord er ikke mer enn 700-900 kg / m3.
Komprimeringskoeffisienten er en dimensjonsløs verdi lik forholdet mellom jordens faktiske tetthet og maksimal tetthet:
Cu = p / pmax
Den fysiske betydningen Av Cu er lett å forstå hvis du først forestiller deg en monolitisk blokk, og så er den allerede i knust, men komprimert form. Forholdet mellom tettheter av samme stoff, men i en annen tilstand, er komprimeringskoeffisienten. I motsetning Til Kut, som alltid er større enn en, Kan Ku ikke være større enn 1, siden den faktiske tettheten av materialet med porer er i telleren og i nevnen-uten luftrom.
Maksimal jord tetthet: metode for bestemmelse I HENHOLD TIL GOST 22733-2016
Tester utføres i laboratorieforhold ved bruk av en spesiell ramming enhet. Deres essens er som følger:
- Jord av naturlig fuktighet er valgt på byggeplassen. Prøven skal ikke inneholde mer enn 25% faste partikler større enn 2 mm, det bør ikke være frysing og vannlogging.
- Deler av jord er plassert i formen, som deretter rammes på installasjonen i 3 mottakelser på 40 slag.
- Vekten av 1 l av den komprimerte massen måles, tettheten bestemmes.
- Fuktigheten økes deretter i trinn på 2%, en lignende testsyklus utføres.
- Basert på resultatene, er en graf av avhengigheten av tetthet på fuktighet plottet. Ved bøyningspunktet er maksimumsverdien av pmax festet ved optimal fuktighet.
Bestemmelsen av jordens største tetthet gjør det mulig å forstå hvilken verdi p krympingen under fundamentet vil være den minste. Under forholdene til en byggeplass er det ikke sannsynlig at maksimal tetthetsverdi oppnås. Derfor innføres en koeffisient som bidrar til å fastslå hvor nær den faktiske tettheten til basen er maksimalt mulig.
Ku er satt av prosjektet. Det beregnes avhengig av lasten og er vanligvis 0,96-0,98. Dette betyr at tettheten ved komprimering av jord-eller sandpute vil være litt mindre enn maksimumet med en liten avvik på 2-4%.
Bestemmelse Av Cu i laboratorier eller i felt
Å Ha et prosjekt med en gitt komprimeringskoeffisient AV PGS, sand eller jord, er det nødvendig å fastslå om den faktiske tettheten til basen tilsvarer ønsket verdi. Ulike teknikker brukes til dette.
Ved prøvetaking
Denne metoden er den mest nøyaktige, men ikke veldig rask. Laboratoriets deltakelse er nødvendig, siden det er vanskelig å organisere gunstige forhold for målinger på byggeplasser.
Skjæreringer av et kjent volum brukes til eksperimenter. Uten å forstyrre materialets struktur, tas prøver og veies videre.
Jorda valgt på flere punkter på stedet er pakket i forseglede beholdere og sendt til undersøkelse. Etter å ha mottatt veieresultatene, bestemmes avhengigheten av jordtettheten på fuktighet og den faktiske komprimeringskoeffisienten ved hvert prøvetakingspunkt beregnes. Etter å ha vurdert graden av jordforberedelse, fattes det vedtak om videreføring eller opphør av arbeid på jordstamping.
Dynamisk tetthetsmåler (penetrometer)
Målinger brukes som en uttrykkelig metode for å vurdere graden av komprimering av basen i feltet. Den dynamiske tetthetsmåleren er en spiss stålstang med et håndtak og en støtpute. En last av en bestemt masse er bevegelig festet på den.
Tetthetsmåleren er installert vertikalt på basen. Deretter løftes lasten og slippes på støtputen. I dette tilfellet synker stangen gradvis inn i bakken. Antall slag teller.
Etter at spissen er helt senket under overflaten, bestemmes komprimeringskoeffisienten i henhold til et spesielt bord. Hvis det er mindre enn det som kreves av prosjektet, utføres ytterligere ramming. Hvis Cu tilsvarer ønsket verdi, er basen klar for videre arbeid.
Penetromer
Vibrasjonsplater, manuelle og automatiske tampere brukes til komprimering. Jo nærmere ku-koeffisienten er til en, jo færre hulrom i bakken, henholdsvis, jo høyere tetthet.
Elektromagnetisk metode
Med denne metoden sammenlignes jordens tetthet på byggeplassen med det som tidligere ble etablert i laboratoriet. Målinger utføres av en spesiell enhet som starter et elektrisk felt. Den overfører en elektromagnetisk puls som passerer gjennom bakken og detekteres av en sensor, og tettheten bestemmes ved å endre verdien.
Minst 5 poeng arrangert i henhold til kløverbladprinsippet er valgt for testing på stedet. Fuktighet, store faste inneslutninger og jord heterogenitet gir en stor feil. Målinger utføres i relativt lang tid sammenlignet med andre alternativer, hvor resultatet kan oppnås i en økt.
Stempelmetode
I denne metoden bestemmes jordens dynamiske elastisitetsmodul, som er direkte avhengig av dens tetthet. Enheten består av en lastplate, en lastcelle, en stang med en last og et elastisk element, et akselerometer og en elektronisk enhet.
Når lasten slippes på plattformen, går den tilbake til sin opprinnelige posisjon på grunn av elastisk kraft. Samspillsparametrene leses og behandles av den elektroniske enheten. Ifølge testresultatene bestemmes modulen av elastisitet, deformasjon og belastning. Informasjonen presenteres grafisk eller numerisk på displayet. Tetthetsmåleren kan arkivere og sende data til EN PC, noe som skaper forutsetninger for mer detaljert behandling og planlegging av bygging.
Direkte volum substitusjonsmetode
I HENHOLD TIL GOST 28514-90 kan jordens tetthet måles ved hjelp av en sandlastningsanordning eller en sylinder med en gummisylinder. Før testing i laboratorieforhold bestemmes tettheten av sand, i eksperimenter vil det være en prøve for sammenligning.
Et hull med en diameter på 100 mm er valgt for testing på en komprimert base. Sand helles i den fra sandtanken installert på toppen. Lastevolumet beregnes på en skala på tanken. Deretter måles vekten av utgravet jord. Med kjente parametere av mediet (i dette tilfellet sand) beregnes jordens tetthet med formelen:
P=m*p0 / m0, hvor p0 og m0 er tettheten og massen av sanden som fyller hullet.
I metoden med en gummiballong brukes vann som et medium som helles i apparatet. Ballongen er plassert i et gravhull, fylt med vann. Mengden vann som brukes, bestemmer volumet av jord. Deretter kan du ved å måle vekten av prøven finne ønsket tetthet og komprimeringskoeffisient.
Denne metoden kan brukes hvis mengden av store faste partikler overstiger 25%. Disse er knust stein og grusbaser, samt puter laget AV blandinger AV SHPS eller PGS.
Måter å øke jordens tetthet
Jordens egenskaper er avhengig av sammensetning og fuktighet. Hvis dens tetthet er svært lav, er det en tendens til deformasjoner og nedbør. Disse er svært komprimerbare torv, silt, sapropels, plast leire, etc. I de fleste tilfeller blir de ikke brukt som grunnlag for bygging. Det er nødvendig å øke deres styrkeegenskaper, som løses ved ulike metoder:
- Ved å injisere fikseringsløsninger;
- Ved varmebehandling (avfyring);
- Ved elektrokjemisk metode;
- Forsterkning;
- Installasjon av not og fjær gjerder;
- Filter lasting;
- Ved mekaniske metoder.
Hvis jordens overflatetetthet ikke er tilstrekkelig, komprimeres det øvre laget med rammere, ruller, padvibratorer. Dyp komprimering utføres ved hjelp av en bunke-enhet, vibrasjon, soaking, retningseksplosjoner. Ved høy luftfuktighet reduseres grunnvannsnivået først, og deretter utføres foreløpig kompresjon.
Konklusjon
Komprimeringskoeffisienten er en viktig indikator som lar deg karakterisere tilstanden til materialer etter ulike manipulasjoner. Under transport bidrar det til å forutsi en reduksjon i volum, og under ramming, en endring i tetthet. Indikatoren avhenger av granulometrisk sammensetning, porøsitet av partikler, fuktighet og intensitet av mekanisk virkning.
