Содержание
Прочность щебня, дробимость, марка по дробимости
Прочность щебня и гравия характеризуют маркой по дробимости, которую определяют по потере массы после проведения сжатия в цилиндре.
Марку по дробимости присваивают щебню после проведения испытания на дробимость по требованиям ГОСТа, на соответствие которому проверяется щебень. На конец 2019 года наиболее часто в нашей лаборатории проверяется щебень на соответствие ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия», поэтому ниже приведены таблицы соответствия марки щебня по дробимости и величины потери массы для разного типа горных пород после проведения испытания на дробимость.
1. Осадочные и метаморфические породы.
Марка по дробимости | Потеря массы при испытании, % | |
В сухом состоянии | В насыщенном водой состоянии | |
1200 | До 11 включительно | До 11 включительно |
1000 | Более 11 до 13 включительно | Более 11 до 13 включительно |
800 | Более 13 до 15 включительно | Более 13 до 15 включительно |
600 | Более 15 до 19 включительно | Более 15 до 20 включительно |
400 | Более 19 до 24 включительно | Более 20 до 28 включительно |
300 | Более 24 до 28 включительно | Более 28 до 38 включительно |
200 | Более 28 до 35 включительно | Более 38 до 54 включительно |
Допускается определять марку щебня из осадочных и метаморфических пород как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии.
При несовпадении марок по дробимости прочность оценивают по результатам испытания в насыщенном водой состоянии.
2. Интрузивные породы
Марка по дробимости | Потеря массы при испытании, % |
1400 | До 12 включительно |
1200 | Более 12 до 16 включительно |
1000 | Более 16 до 20 включительно |
800 | Более 20 до 25 включительно |
600 | Более 25 до 34 включительно |
3. Эффузивные породы
Марка по дробимости | Потеря массы при испытании, % |
1400 | До 9 включительно |
1200 | Более 9 до 11 включительно |
1000 | Более 11 до 13 включительно |
800 | Более 13 до 15 включительно |
600 | Более 55 до 20 включительно |
4.
Щебень из гравия, гравий.
Марка по дробимости | Потеря массы при испытании, % | |
Щебня из гравия | Гравия | |
1000 | До 10 включительно | До 8 включительно |
800 | Более 10 до 14 включительно | Более 8 до 12 включительно |
600 | Более 14 до 18 включительно | Более 12 до 16 включительно |
400 | Более 18 до 26 включительно | Более 16 до 24 включительно |
Для других ГОСТов на щебень, в частности ГОСТ 32826-2014 и ГОСТ 33030-2014, зависимости марки по дробимости от потери массы при испытании для каждого свои и в рамках данной статьи они не приводятся.
Порядок проведения испытания и требования к испытательному оборудованию подробно изложены в ГОСТах на проведение испытания*.
_________
*(На конец 2019 года, в зависимости от области применения и вида щебня, дробимость определяют по трем ГОСТам:
— ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний»;
— ГОСТ 33030-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение дробимости.»;
— ГОСТ 32817-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Щебень шлаковый. Определение дробимости.».)
Остановимся на основных моментах.
Итак, для проведения данного испытания необходимо следующее оборудование :
— Сушильный шкаф;
— Пресс гидравлический с максимальным усилием до 500 кН;
— Цилиндры стальные с внутренними диаметрами 75 и 150 мм и высотой соответственно 75 и 150 мм со съемным дном и плунжером (см.
рис.). При определении марки щебня (гравия) применяют цилиндр диаметром 150 мм. Цилиндр с диаметром 75мм используют при приемочном контроле для фракций 5-10мм и 10-20мм.
— Весы лабораторные;
— Сита из стандартного набора с круглыми отверстиями диаметрами 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; 50; 60; 70(80) мм;
— Сосуд для насыщения щебня (гравия) водой (для испытания щебня из осадочных и метаморфических пород).
— Дробилка лабораторная. (при испытании щебня фракции крупнее чем 40мм)
Отобранную пробу щебня (гравия) насыпают в цилиндр так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют плунжер таким образом, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Если верх плиты на плунжере не совпадает с краем цилиндра, то удаляют или добавляют зерна щебня (гравия). После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.
Испытание проводят увеличивая силу нажатия пресса на 1-2 кН в секунду, доводят ее при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН, при испытании в цилиндре диаметром 150 мм — до 200 кН.
После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через контрольное сито. Размер ячеек сита выбирается в соответствии с нижеприведенной таблицей:
Размер ячейки, мм | Размер фракции щебня (гравия), мм |
1,25 | 5-10 |
2,5 | 10-20 |
5 | 20-40 |
Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания взвешивают.
Потеря массы при испытании называется дробимостью Др и вычисляется по формуле:
Др= 100*(m—m1) / m ,
где m — масса испытываемой пробы щебня (гравия), г;
m1 — масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г
За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
Для перехода от дробимости к марке по дробимости (прочности щебня) используют таблицы, приведенные выше, с учетом типа горной породы, из которой изготовлен щебень.
Наша аккредитованная лаборатория имеет необходимое оборудование и проводит данное испытание в соответствии с ГОСТ 8269.0-97, ГОСТ 33030-2014, ГОСТ 32817-2014 .
Ознакомиться с ценами на испытание.
Испытание щебня и гравия на прочность
Исследование совокупного значения раздавливания грубых заполнителей в цилиндре показывает относительное сопротивление при постепенно прикладываемой сжимающей нагрузке. Проводится в соответствии с ГОСТом 8269.0-97.
Такой вид исследований – один из показателей физико-механических свойств щебня (гравия). Важный показатель при использовании камня для изготовления тяжёлых бетонов, дорожной одежды, других видов строительства.
Исследование необходимо при геологической разведке новых месторождений плотных пород, арбитражных проверках.
Периодически испытания щебня и гравия применяются при входном контроле на предприятиях – изготовителях данной продукции.
Результат испытания щебня на прочность характеризует марка по дробимости материалов из осадочных, метаморфических, изверженных пород, которая должна соответствовать требованиям ГОСТ 8267-93. Исследование проводится только в лабораторных условиях аккредитованными организациями, в том числе нашей лабораторией.
Оборудование и контрольные средства
Набор механизмов, вспомогательных средств и контрольных приборов определён стандартом.
- Гидропресс усилием 500кН.
- Лабораторная дробилка ДЛЩ 60х100.
- Сушильный шкаф.
- Сита с сетками и без них.
- Весы указанные в стандарте конструкций: лабораторные, настольные с циферблатом.
- Испытательный цилиндр, сосуд для замачивания проб.
Используются цилиндры двух видов: диаметром 150 и 75 мм.
Всё оснащение должно быть поверено, соответствовать нормативным требованиям. Допускается использование импортного оборудования с аналогичными характеристиками.
Подготовка материала
Из объединённой пробы на испытание дробимости щебня просеиванием готовится лабораторная проба. Должна соответствовать одной из стандартных фракций: 5-10, 10-20, 20-40 мм. Из остатков на требуемом сите отбираются аналитические пробы в количестве не менее двух. Материал крупностью более 40 мм дробится, калибруется, соединяется с двумя крупными фракциями.
Вес образцов для испытаний в цилиндрах: 75 мм – 500 г; 150 мм – 4000 г. Стандарт предусматривает испытания щебня и гравия двух видов: сухой и полностью водонасыщенной пробы. Подготовка проводится сушкой до стабильной массы или замачиванием на 2 часа.
Проведение испытания
Испытуемая проба камня помещается в цилиндр 150 мм. Ёмкость меньшего диаметра используется для работы с фракцией до 20 мм включительно.
Процедура заполнения заключается в засыпке с высоты 5 см до отметки (после разравнивания) – 15 мм от края цилиндра. Это позволяет вставить плунжер вровень с верхней границей цилиндра.
После установки на площадку пресса подаётся нагрузка с шагом 1-2 кН/с. При достижении величины в 200 кН (d 150 мм) или 50кН (d 75 мм) испытание дробимости щебня считается завершённым.
После взвешивания извлечённого материала он пропускается через сита со следующими ячейками.
- 1,25 мм: фракция 5-10 мм.
- 2,5: 10-20.
- 5,0: 20-40.
Остаток, как и вся аналитическая проба перед испытанием щебня на прочность, взвешивается. Результаты заносятся в журнал.
Вычисление результата
Обозначается как Др, определяется с точностью в пределах 1%.
Др = m – m1/m · 100;
Где m – первоначальная масса образца, г
m1 – остаточная после просеивания (раздробленная) масса, г.
Испытание дробимости щебня, в составе которого две или больше фракций: результат определяется как средневзвешенная величина испытаний каждой фракции в отдельности. Результаты испытаний фракции 20-40 мм разрешается экстраполировать (при идентичном петрографическом составе, характеризующем прочность) на фракцию 40-70 мм.
Возврат к списку
Новая методология испытаний для количественной оценки разрушаемости породы: Величина дробления при сжатии (CCV)
| [1] | А. Гупта и Д. С. Ян, Проектирование и операции по переработке полезных ископаемых, 2-е изд., Elsevier, Амстердам, 2016, с. 882. |
| [2] | Э.Г. Келли и Д.Дж. Споттисвуд, Введение в переработку полезных ископаемых, Джон Уайли, Нью-Йорк, 1982, с. 491. |
| [3] | К. Туро, Прогнозирование буримости: геологические влияния при бурении и взрывной проходке крепких пород, Геол. |
| [4] | Р.А. Бирман, Калифорния Бриггс и Т. Койович, Применение параметров механики горных пород для прогнозирования характеристик измельчения, Miner. англ., 10(1997), № 3, с. 255. |
| [5] | К.А. Озтюрк, Э. Насуф и Н. Билгин, Оценка способности породы к резанию и физических и механических свойств породы по коэффициенту текстуры, J. South Afr. Инст. Мин. Металл., 104(2004), № 7, с. 397. |
| [6] | М. Райсанен и А. Торппа, Оценка качества геологически неоднородного каменного карьера в уезде Пирканмаа, южная Финляндия, Бюлл. англ. геол. Окружающая среда, 64(2005), № 4, с. 409. |
| [7] | Г. Циамбаос и Х. Сароглу, Оценка горных массивов, поддающихся выемке грунта, с использованием индекса геологической прочности (GSI), Бюлл. англ. геол. |
| [8] | А. Мванга, Дж. Розенкранц и П. Ламберг, Тестирование характеристик измельчения руды в геометаллургическом контексте — обзор, Минералы., 5 (2015), № 2, с. 276. |
| [9] | Л.О. Афолагбойе, А.О. Талаби и К.А. Ойелами, Использование индексных тестов для определения механических свойств дробленых заполнителей из пород комплекса докембрийского фундамента, Адо-Экити, Ю. В. Нигерия, J. Afr. Науки о Земле, 129(2017), с. 659. |
| [10] | А. Бруланд, Т.С. Дало и Б. Нильсен, Оценка производительности тоннелей на основе испытаний на буримость, [в] Международном конгрессе по механике горных пород, Токио, 1995, с. 123. |
| [11] | Ф. Дж. Масиас, Ф. Даль и А. Бруланд, Новый метод испытания на абразивность горных пород для оценки срока службы инструмента при бурении тоннелей в твердых породах: испытание на истирание при вдавливании прокаткой (RIAT), Rock Mech. |
| [12] | Ю.К. Лизотт и М. Дж. Скобл, Геологический контроль над фрагментацией взрывов, Бюллетень CIM, 87 (1994), № 983, с. 57. |
| [13] | Р.А. Бирман, Р. В. Барли и А. Хичкок, Прогнозирование энергопотребления и размера продукта при конусном дроблении, Майнер. инж., 4(1991), № 12, с. 1243. |
| [14] | П. Хейккиля, Повышение качества заполнителя щебня [Диссертация], Хельсинкский технологический университет. Хельсинки, 1991, с. 191. |
| [15] | Кекек Б., Унал М., Сенсогут К. Влияние текстурных свойств горных пород на их характеристики дробления и измельчения // Журнал унив. науч. Технол. Пекин, 13(2006), №5, с. 385. |
| [16] | Б.М. Олалей, Влияние некоторых прочностных свойств породы на производительность щековой дробилки в гранитном карьере, Мин. |
| [17] | Кёкен Э., Айдин Х. и Озарслан А., Исследование индекса хрупкости S 20 с точки зрения разрушаемости горных пород, [в] 6-й Международный конгресс по горному делу, машиностроению и технологиям, Измир, 2017, с. 105. |
| [18] | Ф. Даль, А. Бруланд, П.Д. Якобсен, Б. Нильсен и Э. Гров, Классификация свойств, влияющих на буримость горных пород, на основе метода испытаний NTNU/SINTEF, Tunneling Underground Space Technol., 28 (2012), p. 150. |
| [19] | С. Кахраман и О.Ю. Тораман, Прогнозирование потери каменных заполнителей из-за истирания в Лос-Анджелесе по индексу дробимости, Бюлл. Матер. наук, 31(2008), № 2, с. 173. |
| [20] | О.Ю. Тораман, С. Кахраман и С. Кайирли, Прогнозирование разрушаемости горных пород по индексу ударной вязкости, Miner. |
| [21] | А. Теймен, Оценка стойкости магматических пород к истиранию в Лос-Анджелесе по механическим свойствам заполнителя, Бюлл. англ. геол. Окружающая среда., (2017), с. 1. |
| [22] | С. Кахраман, О.Ю. Toraman, and S. Cayirli, Прогнозирование прочности и хрупкости горных пород по показателю разрушаемости, Bull. англ. геол. Окружающая среда., (2017), с. 1. |
| [23] | Р. Чомакли и С. Кайирли, Исследование взаимосвязи между некоторыми формообразующими свойствами минералов в текстуре горных пород и разрушаемостью горных пород, Omer Halisdemir Univ. Дж. Инж. наук, 6(2017), № 2, с. 670. |
| [24] | ISRM, Предлагаемые методы — Тестирование и мониторинг характеристик горных пород, E.T. Браун, изд., Pergamon Press, Оксфорд, 1981, с. 211. |
| [25] | BS 812-112, Тестовые агрегаты. |
| [26] | В.Н. Опарин и А.С. Танайно, Новый метод определения абразивности горных пород, основанный на физико-механических свойствах и структурных свойствах горных пород, J. Rock Mech. Геотех. инж., 7(2015), № 3, с. 250. |
| [27] | Федеральное управление автомобильных дорог, Идентификация горных пород и полезных ископаемых для инженеров, Министерство транспорта США, США, 1991, с. 57. |
| [28] | М. Матула, Описание и классификация горных пород и почв для инженерно-геологического картографирования, подготовленная Комиссией IAEG по инженерно-геологическому картированию, Бюлл. Междунар. доц. англ. геол., 24(1981), № 1, с. 235. |
| [29] | М. Р. Смит и Л. |
Rundsch., 86(1997), № 2, с. 426.
Окружающая, 69(2010), № 1, с. 13.
Rock Eng., 49(2016), № 5, с. 1679.
науч. Технологии, 20(2010), № 2, с. 204.
инж., 23(2010), № 9, с. 752.
Часть 112: Метод определения совокупной стоимости воздействия (AIV), Британский институт стандартов, Лондон, 1990, с. 14.
Коллис, Заполнители из песка, гравия и щебня для строительных целей, 2-е изд., Лондонское геологическое общество, Лондон, 1993, с. 360.Новая методология испытаний для количественной оценки разрушаемости горных пород: коэффициент дробления при сжатии (CCV)
Новая методология испытаний для количественной оценки разрушаемости горных пород: Коэффициент дробления при сжатии (CCV)
- Кёкен, Экин
- Озарслан, Ахмет
;
Аннотация
Дробление — это процесс измельчения, который играет ключевую роль как при переработке минерального сырья, так и при проектировании дробильно-сортировочных установок. Исследования дробимости горных пород стали важным вопросом при добыче полезных ископаемых и производстве промышленного дробильного оборудования.
Основная цель данного исследования заключается в количественной оценке дробимости твердых пород на основе их минералогических и механических свойств. Для этого были определены минералогические, физико-механические свойства различных крепких пород. Была предложена новая методология испытаний на величину сжатия (CCV). Результаты, полученные в результате испытаний CCV, сравнивались с результатами минералогических исследований, испытаний на прочность горных пород, а также испытаний на механические заполнители. Была обнаружена сильная корреляция между CCV и некоторыми свойствами горных пород и заполнителей, такими как прочность на одноосное сжатие (UCS), индекс хрупкости ( S 20 ) и совокупная стоимость воздействия (AIV). Кроме того, установлена связь между минералогическими свойствами пород и их ВКК. Сделан вывод о том, что предложенная методология испытаний проста и легко воспроизводима, и ее можно использовать в качестве инструмента предварительного проектирования на этапе проектирования процесса дробления для каменоломен.