Производство минеральной ваты

                        (2)

где m₁ - масса пробы сухого заполнителя, найденная по разности массы контейнера с высушенной пробой и массы контейнера при взвешивании на воздухе, г;

m₂ - масса пробы заполнителя, насыщенного водой, найденная по разности массы контейнера с насыщенной пробой заполнителя и без него при взвешивании на воздухе, г;

т₃ - масса заполнителя в воде, найденная по разности массы контейнера с насыщенной пробой заполнителя и без него при взвешивании в воде, г;

r_в - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

 

2.3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

2.3.1. Сущность метода

Насыпную плотность определяем взвешиванием массы высушенной пробы заполнителя в мерном сосуде.

2.3.2. Аппаратура

Весы для статического взвешивания с ценой деления  не более 1 г по ГОСТ 23676-79.

Комплект мерных цилиндрических сосудов.

Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397-87.

Металлическая линейка по ГОСТ 427-75.

Совок.

Воронка для засыпки песка  в мерный сосуд (черт. 1).

2.3.3. Подготовка к испытанию

Отбираем пробу заполнителя испытываемой фракции (смеси фракций) объемом 5-40 л по п. 2.9 и высушиваем до постоянной массы.

2.3.4. Проведение испытания

Высушенный до постоянной массы заполнитель высыпаем в предварительно взвешенный мерный сосуд с высоты 100 мм над его верхним краем до образования над верхом сосуда конуса, который удаляем металлической линейкой вровень с краями сосуда (без уплотнения) и взвешиваем. Пористый песок высыпаем через воронку.

Размер мерного сосуда и объем пробы для испытания  в зависимости от крупности заполнителя принимаем по табл. 3.

Таблица 3

Наибольшая крупность  зерен заполнителя, мм	Объем мерного сосуда, л	Размер сосуда, мм		Объем пробы, л
		Диаметр	Высота
5 и менее	1	108	108,5	1,5
10	2	137	136,5	3,0
20	5	185	186,5	6,5
40	10	234	233,8	11,5

 

 

Воронка для определения  насыпной плотности песка 

 

1 - воронка; 2 - опоры; 3 - заслонка

Черт. 1 

 

2.3.5.Обработка результатов

2.3.5.1. Насыпную плотность заполнителя (r_н) в кг/м³ вычисляем с точностью до 10 кг/м³ (песка марок по насыпной плотности 250 и менее - до 1 кг/м³) по формуле

                 (1)

где m₁ - масса мерного сосуда с заполнителем, кг;

m₂ - масса мерного сосуда, кг;

V - объем мерного сосуда, м³.

Насыпную плотность заполнителя вычисляем как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, при проведении которых каждый раз используем новую порцию заполнителя.

Для песка марок по насыпной плотности 250 и менее вычисление ведём по результатам трех определений.

2.3.6. Насыпную плотность заполнителя в состоянии естественной влажности определяем при контрольной проверке его качества. За насыпную плотность заполнителя в партии принимаем среднее арифметическое значение результатов трех параллельных определений, для которых каждый раз берём новую порцию заполнителя из объединенной пробы.

2.3.7. Для перевода количества поставляемого заполнителя из весовых единиц в объемные определяем насыпную плотность заполнителя в партии (в состоянии естественной влажности) путем взвешивания заполнителя в состоянии естественной влажности в мерном сосуде, размер которого в зависимости от крупности заполнителя принимаем по табл. 4.

 

 

Таблица 4

Наибольшая крупность  зерен заполнителя, мм	Объем мерного сосуда, л	Размеры сосуда, мм
		Диаметр	Высота
10 и менее	10	234	233,8
20	20	294	294
40	50	400	400

 

2.4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЗЕРЕН КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

2.4.1. Сущность метода

Метод основан на определении  теплопроводности крупного заполнителя  расчетным путем по теплопроводности бетона и его растворной части.

2.4.2. Аппаратура и материалы

Весы для статического взвешивания по ГОСТ 23676-79.

Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397-87.

Сита с отверстиями 5, 10, 20 и 40 мм из стандартного набора.

Мерные цилиндрические сосуды вместимостью 1, 2 и 5 л.

Виброплощадка по ГОСТ 10181.1-81.

Встряхивающий столик по ГОСТ 310.4-81.

Штангенциркуль по ГОСТ 166-80.

Противни.

Мастерок.

Формы для образцов размером 25´25´5 см по ГОСТ 22685-77.

Контейнер для насыщения  заполнителя водой.

Лабораторная пропарочная  камера.

Установка для испытания  на теплопроводность по ГОСТ 7076-87.

Портландцемент по ГОСТ 10178-85.

Песок 2-й группы по ГОСТ 9757-83.

2.4.3. Подготовка пробы

2.4.3.1. Отбираем пробы испытываемых фракций крупного заполнителя объемом 5 л и песка объемом 10 л и рассеиванием отделяем зерна смежных фракций. Пробу крупного заполнителя насыщаем водой в течение 1 ч.

2.4.4. Проведение испытания

2.4.4.1. Материалы для приготовления раствора отвешиваем при соотношении цемент: песок 1:1 по массе, воду вводят в количестве, необходимом для получения пластичной консистенции (расплыв на встряхивающем столике должен составлять 15-17 см). Раствор для образцов, предназначенных для определения теплопроводности, перемешиваем вручную или в лабораторном смесителе, укладываем в две формы размером 25´25´5 см и вибрируем в течение 15-20 с. Объем раствора должен составлять 12,5 л.

2.4.4.2. Среднюю плотность уплотненного раствора r_р, кг/м³, определяем по ГОСТ 10181.2-81.

2.4.4.3. Для приготовления бетона отбираем навеску раствора, массу которой (М_р) в кг вычисляем по формуле

                (12)

где V_б - объем бетона, изготовляемого из раствора и крупного заполнителя, предназначенных для испытаний, л.

Объем бетона для изготовления двух образцов 25´25´5 см должен составлять 8 л.

2.4.4.4. Отобранную навеску раствора перемешиваем в течение 1-2 мин вручную на предварительно увлажненном противне с навеской крупного заполнителя, приготовленного по п. 4.3.1.

Массу навески заполнителя (т_в) в кг определяем по формуле

                       (13)

где r_к - средняя плотность зерен крупного заполнителя, г/см³;

W_погл - водопоглощение заполнителя за 1 ч, %.

2.4.4.5. Из приготовленной бетонной смеси вибрированием в течение 30-40 с формуемдва образца для определения теплопроводности. Образцы раствора и бетона не ранее чем через 6 ч после изготовления пропариваем в лабораторной пропарочной камере при температуре 80-85 °С в течение 10-16 ч и после распалубки помещаем в сушильный электрошкаф, где высушиваем до постоянной массы.

Затем определяем размеры образцов, их срединою плотность в сухом состоянии и теплопроводность по ГОСТ 7076-87.

2.4.5. Обработка результатов

2.4.5.1. Теплопроводность крупного заполнителя (l_к), Вт/(м·°С) [ккал/(м·ч·°С)], определяем по формуле

         (14)

где l_р - теплопроводность растворной части бетона, Вт/(м·°С) [ккал/(м·ч·°С)];

l_б - теплопроводность бетона, Вт/(м·°С) [ккал/(м·ч·°С)];

j - фактическая объемная концентрация крупного заполнителя, определяемая по формуле

                                 (15)

где r_р - средняя плотность образцов раствора в сухом состоянии, г/см³;

r_б - средняя плотность образцов бетона, г/см³;

r_к - средняя плотность крупного заполнителя, г/см³.

2.4.6. Определение теплопроводности крупного заполнителя па-рафинированием приведено в рекомендуемом приложении 2.

2.5ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

2.5.1. Сущность метода

Морозостойкость определяем по потерям массы навески до и после проведения ряда циклов попеременного замораживания и оттаивания испытуемого заполнителя в увлажненном состоянии.

2.5.2. Аппаратура

Морозильная камера.

Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397-87.

Весы для статического взвешивания по ГОСТ 23676-79.

Мерные цилиндрические сосуды вместимостью 2 и 4 л.

Сита с отверстиями 5, 10, 20 и 40 мм из стандартного набора.

Чугунная эмалированная  ванна по ГОСТ 1154-80.

Контейнеры (по числу испытываемых навесок заполнителя).

Щетка (жесткая волосяная  или капроновая) по ГОСТ 10597- 87.

2.5.3. Подготовка пробы

Отбираем пробу испытываемой фракции гравия или щебня объемом 2-4 л. Зерна заполнителя очищают щеткой от рыхлых частиц и пыли, высушиваем до постоянной массы, просеивают через сита с отверстиями, соответствующими наибольшей и наименьшей крупности зерен испытываемой фракции, и делят пополам на две навески.

2.5.4. Проведение испытания

Каждую навеску всыпаем в отдельные контейнеры с перфорированным дном и крышкой и помещаем на 48 ч в ванну с водой, имеющей температуру (20 ± 3) °С. Затем контейнеры со всеми навесками вынимаем из ванны и после того, как вода стечет, помещаем их в морозильную камеру, внутри которой температуру доводим до минус (15 ± 5) °С. Продолжительность одного выдерживания в камере при установившейся температуре должна быть не менее 4 ч. После этого контейнеры с крупным заполнителем помещаем в ванну с водой, имеющей температуру плюс (20 ± 3) °С, и выдерживаемв ней не менее 4 ч.

После проведения установленного соответствующими стандартами или  техническими условиями на данный вид  заполнителя числа циклов попеременного  замораживания и оттаивания навески высушиваем до постоянной массы и просеиваем на ситах с отверстиями, соответствующими минимальным размерам данной фракции. Остаток на ситах от каждой навески взвешиваем.

2.5.5. Обработка результатов

Потерю массы (М_мрз) в процентах вычисляем по формуле

      (42)

где т₁ - масса навески заполнителя до испытания, г;

т₂ - масса остатка на сите после испытания, г.

Потерю массы при замораживании определяем как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных испытаний для каждой фракции заполнителя.

 

Результаты наших  испытаний (фракция 20-40мм)

 

1.Определение  водопоглощения 

20-40 мм фракция

№	Масса образца в сухом  состоянии	Масса образца в насыщенном водой состоянии
1	m1=26.6	33,5
2	m2=34.6	43,2
3	m3=20.0	25,3
4	m4=15.3	18,9

 

W1=(33.5-26.6)*100%/26.6=25.9%

W2=(43.2-34.6)*100%/34.6=24.8%           Wср=(25,9+24,8+26,5+23,5)/4=25,175%

W3=(25.3-20.0)*100%/20=26.5%

W4=(18.9-15.3)*100/15.3%=23.5%

2.Определение средней плотности материала в образце неправильной геометрической формы

Vп=(m1-m)/pп

m-масса сухого образца, масса образца, покрытого парафином, кг; рп-средняя плотность парафина, равная 930 кг/м3

р=m/(V1-Vп)

m-масса сухого образца; V1-объем образца с парафином, м; Vп-объем парафина, м3

 

Сухой образец  парафином

m1=16.2 гр  m1=18.2  

m2=17.6  m2=19.8  

m3=14.6  m3=16.8 

 

m цилиндр=311,7 гр  m=326           m в=326-311.7=14.3

№1Vn=(0.0182-0.0162)/930=0.000002 м3

V1=326-311.7=14.3=0.0143 м3

p=0,0162/(0,0143-0,000002)=1,14 кг/м3

№2  Vn=(0.0198-0.0176)/930=0.00002366    Рср=1,125 кг/м3

V1=327.3-311.7=0.0156 м3

Р2=0,0176/(0,0156-0,00002366)=1,13 кг/м3

№3   Vn=(0.0168-0.0146)/930=0.00000237

V1=324.9-311.7=13.2=0.0132 м3

р3=0,0146/(0,0132-0,00000237)=1,106 кг/м3

 

3.Определение  насыпной плотности 

Р=(m1-m2)/V

m1-масса запол. с сосуд. m2-масса сосуда V-объем сосуда

 

20-40 мм сырец

m2=890г=0,89кг

V=10л=0,01 м3

1) m1=6,715кг  р=(6,715-0,89)/0,01=582,5

2) m1=6,915кг  р=(6,915-0,89)/0,01=602,5 Рср=589,5 кг/м3

1) m1=6,725кг  р=(6,725-0,89)/0,01=583,5

 

20-40 мм обожжен.

m2=890г=0,89кг

V=10л=0,01 м3

1) m1=8,015кг  р=(8,015-0,89)/0,01=712,5

2) m1=8,260кг  р=(8,260-0,89)/0,01=737,0 Рср=719,83 кг/м3

1) m1=7,990кг  р=(7,990-0,89)/0,01=710

 

4.Определение теплопроводности

20-40 мм 

с=0,84 кДж/кг с

γ=1120 кг/м3

λ1=0,089 Вт/мК  λ2=0,066 Вт/мК  λср=0,0775 Вт/мК

 

 

5-10,  Wср    водопоглощения	26,65
10-20, Wср	26
20-40, Wср водопоглощение	25,175
Сред. Плотность с парафином	1,125
5-10 Рн, сырьецнасыпная плот.	611,6
10-20 Рн, сырьец	625
20-40 Рн, сырьец	589,5
5-10 Рн, обожжен.	750
10-20 Рн, обожжен.	736,6
20-40 Рн, обожжен.	719,83
5-10 λср  теплопроводность	0,1285
10-20 λср	0,099
20-40 λср	0,0775