Как бы хорошо ни был запроектирован состав бетона, асфальтобетонный слой или основание из зернистого материала, они не будут работать как надо, если заполнитель в них непригоден. В этом руководстве рассматриваются испытания заполнителей, которые мы выполняем чаще всего, порядок отбора проб из штабеля, необходимое количество материала и интерпретация результатов.

Почему важно качество заполнителя

Заполнитель составляет большую часть объёма бетона и почти весь объём асфальтобетонной смеси или зернистого основания и подстилающего слоя. Его зерновой состав, чистота, форма зёрен и сопротивление дроблению напрямую влияют на удобоукладываемость, водопотребность и прочность бетона, на структуру пустот асфальтобетона и сцепление битума с каменным материалом, а также на уплотняемость и несущую способность основания. Низкое качество заполнителя на объекте часто замечают слишком поздно; испытания выявляют риск до того, как материал будет использован.

Испытания и что они показывают

Эти испытания составляют основу нашей работы по испытаниям бетона и заполнителей.

Ситовый анализ (зерновой состав) – TS EN 933-1:2012

Пробу высушивают, взвешивают, промывают на сите 0.063 mm для удаления налипших на зёрна мелких частиц, снова высушивают и просеивают через набор сит. Результат — процент прохода через каждое сито и содержание мелких частиц (менее 0.063 mm), представленные в виде кривой зернового состава. Пыль, покрывающая дроблёный камень, при одном только сухом рассеве приводит к заниженному содержанию мелких частиц, поэтому стадия промывки важна.

Сопротивление дроблению по методу Лос-Анджелес – TS EN 1097-2:2020

Пробу заданной фракции вращают со стальными шарами в барабане заданное число оборотов, после чего определяют долю материала, прошедшего через сито 1.6 mm. Это коэффициент Лос-Анджелес (LA): чем ниже значение, тем прочнее заполнитель. Каменный материал, дробящийся под катками и движением транспорта, изменяет зерновой состав уложенного слоя.

Метиленовый синий – TS EN 933-9:2022

Раствор метиленового синего добавляют порциями к суспензии фракции 0/2 mm, а капли на фильтровальной бумаге показывают момент, когда краситель перестаёт адсорбироваться. Значение MB выражается в граммах красителя на килограмм фракции 0/2 mm. Это испытание помогает отличить безвредную каменную пыль от глины, которая неблагоприятно взаимодействует с водой и вяжущим.

Плотность зёрен и водопоглощение – TS EN 1097-6:2022

Заполнитель выдерживают в воде 24 часа и взвешивают в водонасыщенном поверхностно-сухом состоянии и после сушки в сушильном шкафу, используя метод проволочной корзины или пикнометрический метод в зависимости от крупности зёрен. Результаты — значения плотности зёрен (Mg/m³) и водопоглощения (%), необходимые для корректировки объёмов и количества воды при подборе состава бетона и для объёмных расчётов асфальтобетона.

Индексы лещадности и удлинённости – BS 812-105.1:1989 и BS 812-105.2:1990

Зёрна, оставшиеся на сите 6.3 mm, разделяют на фракции и пропускают через щелевые калибры по толщине и по длине. Зерно, толщина которого меньше 0.6 среднего размера его фракции, считается лещадным; зерно, длина которого больше 1.8 среднего размера, — удлинённым. Каждый индекс — это процентное содержание таких зёрен по массе. Такие зёрна склонны разрушаться при уплотнении, снижают удобоукладываемость и ослабляют заклинивание.

Отбор проб из штабеля и необходимое количество

Результат хорош ровно настолько, насколько хороша проба. В конусном штабеле крупные зёрна скатываются к подошве, а мелкие частицы сдуваются с поверхности ветром или смываются вниз дождём. Общие правила надлежащей практики:

При наличии погрузчика сделайте врезку в штабель, разложите материал небольшой плоской кучей и отберите точечные пробы в нескольких местах.
В противном случае отбирайте точечные пробы снизу, из середины и сверху в точках, распределённых по периметру штабеля, предварительно сняв лопатой наружный слой.
Объедините и перемешайте точечные пробы, а каждую фракцию (например, 0/4 и 4/16 mm) упакуйте в отдельный мешок.
Используйте чистые мешки, не пропускающие мелкие частицы; в тканые мешки вкладывайте полиэтиленовый пакет.
Маркируйте каждый мешок: материал и фракция, карьер или поставщик, штабель, дата и назначение.

Если пробу отбираем мы, то фиксируем место и условия отбора; если пробу доставляете Вы, результаты относятся к пробе в состоянии поступления. Количество зависит от максимальной крупности зёрен и требуемых испытаний, а в лаборатории мы сокращаем пробу до навесок, предусмотренных стандартами. Ориентировочно:

Материал	Испытания	Ориентировочное количество
Песок или дроблёный песок (например, 0/4 mm)	Зерновой состав, метиленовый синий, плотность и водопоглощение	10 kg
Крупный заполнитель, на каждую фракцию (например, 4/16 mm)	Зерновой состав, Лос-Анджелес, лещадность и удлинённость, плотность и водопоглощение	40 kg
Материал основания и подстилающего слоя (например, 0/31.5 mm)	Зерновой состав, Лос-Анджелес, метиленовый синий	50 kg

Для определения только зернового состава нужно меньше; для материала, в котором недостаточно зёрен того диапазона крупности, который используется в испытании Лос-Анджелес, может потребоваться больше.

Кто использует эти испытания

Карьеры: регулярный контроль продукции, повторные испытания при переходе разработки на новый забой, документация для покупателей.
Бетонные заводы: входной контроль заполнителей, зерновой состав, плотность и водопоглощение для подбора состава, метиленовый синий для песка.
Асфальтобетонные заводы: Лос-Анджелес, лещадность, зерновой состав материала из бункеров холодного питания и плотность зёрен для объёмных расчётов.
Подрядчики и инженеры технического надзора: подтверждение соответствия материала основания и подстилающего слоя спецификации до его укладки.
Индивидуальные застройщики: все, кто готовит бетон на объекте, могут проверить свой песок и гравий.

Интерпретация результатов: предельные значения задаёт спецификация

Наши протоколы содержат кривую зернового состава и сводную таблицу свойств заполнителя для каждой пробы. Универсального критерия «годен» не существует: один и тот же материал может подходить для подстилающего слоя, но не для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия. Предельные значения задаются спецификацией на продукцию или проектом. Сообщите нам, какая спецификация применяется и где будет использоваться материал, и мы приведём результаты рядом с этими предельными значениями; заключение о соответствии даётся только по предварительной договорённости. Проверьте, укладывается ли кривая зернового состава в заданную область; чем ниже значения LA и MB, тем лучше; высокие индексы лещадности и удлинённости означают форму зёрен, склонную к разрушению; высокое водопоглощение означает, что часть воды затворения или битума уйдёт в каменный материал.

Типичные ошибки в условиях Кипра

Отбор проб у подошвы штабеля, с поверхности, пересохшей летом, или у основания штабеля, где после дождя скапливаются мелкие частицы.
Смешивание фракций в одном мешке или потеря мелких частиц через порванный мешок.
Отсутствие повторных испытаний при смене карьера или забоя. Геология Кипра меняется на коротких расстояниях, и прослои глины или мергеля могут попадать в мелкую фракцию дроблёного материала.
Ожидание заключения «годен / не годен» без указания спецификации.

Часто задаваемые вопросы

Сколько времени занимает получение результатов?

Значительную часть времени занимает сушка пробы, а определение плотности и водопоглощения длится немного дольше из-за 24-часового водонасыщения. Ожидаемую дату мы сообщаем Вам при приёме пробы.

Достаточно ли старого протокола испытаний от карьера?

Результаты относятся только к испытанной пробе, а свойства меняются вместе с условиями производства. Спецификации, как правило, требуют испытывать материал, поставляемый на Ваш объект, с установленной периодичностью.

Значение метиленового синего высокое. Материал непригоден?

Это зависит от предельного значения в спецификации. Если оно превышено, возможными вариантами могут быть промывка песка или смена источника, и мы можем повторно испытать промытый материал.

Доставьте пробы в нашу лабораторию или поручите их отбор нам; мы работаем в будние и выходные дни с учётом Вашего графика бетонирования и поставок. Объём работ см. на нашей странице услуги по испытаниям заполнителей, или свяжитесь с нами, чтобы согласовать перечень испытаний и количество проб.