Caracteristici fizice ale agregatelor - densitatea specifica aparenta a agregatelor

Densitatea specifica

a) Aparatura necesara la determinarea densitatii specifice a agregatelor consta in:

balanta analitica cu sarcina maxima de 200 g si clasa de precizie III;

etuva electrica in care exista posibilitatea realizarii si mentinerii unei temperaturi constante de (105 5) ^oC;

exicator cu clorura de calciu (CaCl₂) pentru racirea probelor;

capsula metalica sau din portelan, cu capacitatea de 50 cm³;

piulita de otel;

mojar de agat;

palnie din sticla;

sita din tesatura de sarma, cu dimensiunea ochiurilor 0125;

baie de nisip;

picnometru tarat la 20 ^oC, avand capacitatea de 50 cm³ sau 100 cm³, prevazut cu dop de sticla si tub capilar.

b) Modul de realizare a determinarii

Din proba de analizat, considerata ca fiind reprezentativa, se ia o cantitate de 600 g de agregate, care au fost in prealabil pisate in piulita de otel; materialul prelevat este redus la jumatate prin metoda sferturilor, dupa care se mojareaza in mojarul de agat. Dupa mojarare, toata cantitatea de material, care practic a fost transformata in pulbere, va trebui sa treaca prin sita de 0125, operatie dupa care se va aplica din nou metoda sferturilor, in vederea reducerii materialului, retinandu-se in capsula metalica sau de portelan, o cantitate de aproximativ 150 g.

Se usuca materialul introdus in capsula in etuva, la temperatura de (105 5) ^oC pana la masa constanta si apoi se lasa sa se raceasca in exicatorul cu CaCl₂, pana cand ajunge la un echilibru cu temperatura laboratorului unde se realizeaza incercarea, de circa 20 ^oC.

Se ia picnometrul, se umple cu apa distilata pana la reper (reperul este situat la partea superioara a tubului capilar), se cantareste la balanta analitica si se noteaza masa m₁. Se goleste picnometrul de apa, se usuca si se cantareste cu balanta analitica, notand masa m₂ a picnometrului gol. In raport cu capacitatea picnometrului utilizat, se va introduce cu palnia o cantitate de aproximativ 10 g sau 30 g de material in pulbere, uscat si trecut in intregime prin sita 0125, dupa care se cantareste din nou si se noteaza masa m₃. Masa de material uscat se obtine facand diferenta ultimelor doua cantariri, adica m = m₃ - m₂.

Peste materialul uscat introdus in picnometru se toarna apa distilata pana cel mult la jumatate din volumul acestuia; se asaza picnometrul cu material si apa distilata pe baia de nisip si se fierbe timp de 15 - 20 min, agitand usor picnometrul, pentru a indeparta tot aerul si pentru evitarea aderarii granulelor de material intre ele si pe peretii picnometrului. Se ia picnometrul de pe baia de nisip si se raceste circa 30 min, se umple cu apa distilata si se lasa intr-o camera in care temperatura aerului este in jur de 20 ^oC pentru ca materialul aflat in suspensie sa se depuna.

Dupa o perioada de aproximativ 24 de ore se completeaza picnometrul cu apa distilata care s-a evaporat, se pune dopul picnometrului, avand grija ca apa sa deverseze la partea superioara a tubului capilar si sa nu ramana bule de aer in picnometru. Se usuca la exterior picnometrul prin stergere cu hartie de filtru, dupa care se cantareste la balanta analitica, notandu-se masa m₄.

Facem precizarea ca in cazul agregatelor pentru care la determinarea densitatii folosind apa distilata se intampina dificultati, se poate utiliza un alt lichid, spre exemplu petrol lampant anhidru sau benzina anhidra. In acest caz, pentru eliminarea bulelor de aer din picnometru se va folosi o pompa de vid, iar durata de eliminare a aerului este de minim 12 ore.

c) Interpretarea rezultatelor incercarii

Densitatea specifica a agregatelor se determina cu relatia:

in care: m - masa materialului analizat, g; m₁ - masa picnometrului plin cu apa distilata (sau lichid), g; m₄ - masa picnometrului plin cu apa distilata (lichid) si cu material, g; r_l - densitatea lichidului folosit, g/cm³.

Ca rezultat se va considera media aritmetica a doua determinari, daca acestea nu difera intre ele cu mai mult de 2 %, in caz contrar se va realiza si o a treia determinare, rezultatul fiind in acest caz media aritmetica a doua determinari a caror valori sunt mai apropiate si care nu difera cu mai mult de 2 %. Rezultatele obtinute sunt inregistrate in fisa incercarii sau in buletinul de analiza a agregatelor.

Densitatea specifica aparenta a agregatelor

Inainte de a determina densitatea specifica aparenta a agregatelor, se fac determinari in vederea stabilirii densitatii specifice aparente, r_a, a rocii din care provin agregatele. Principiul metodei de determinare a acestei marimi consta in cantarirea masei epruvetei de roca uscata pana la masa constanta in etuva si raportarea ei la volumul aparent al acesteia, determinat prin masurarea directa a dimensiunilor epruvetei (in calcule se considera media aritmetica a fiecarei dimensiuni: se masoara 6 diametre si 4 inaltimi pentru cilindri, respectiv cate 4 masuratori pentru cele trei dimensiuni ale cuburilor, vezi . . . . . ..) sau prin metoda hidrostatica, dupa saturarea sau parafinarea in prealabil a epruvetei. Determinarea densitatii specifice aparente se face pe epruvete de roca de forma cilindrica sau cubica.

Densitatea specifica aparenta a agregatelor cu d_min > 7.1 mm

a) Aparatura necesara la determinarea densitatii specifice aparente consta in:

balanta tehnica avand sarcina maxima de 2 kg si clasa de precizie III si balanta hidrostatica prevazuta cu un cos din plasa de sarma sau tabla perforata cu dimensiunea ochiurilor de 1 . 2 mm;

etuva electrica;

vas cilindric din sticla;

set de ciururi.

b) Modul de lucru

Proba de analizat este redusa prin metoda sferturilor si dupa aceasta operatie se ia din acest material o cantitate de aproximativ 5 kg de agregate; daca materialul contine bucati cu d_min > 71 mm, acestea se sparg in granule care sa treaca prin ciurul cu ochiuri rotunde 71. Proba este uscata in etuva la (105 5) ^oC pana la masa constanta, dupa care se trece prin ciurul cu dimensiunea ochiurilor corespunzatoare limitei minime a sortului supus determinarii. Din materialul ramas pe acest ciur (refuzul ciurului) se cantaresc 3 probe a cate 1000 g fiecare (aceasta cantitate fiind valoarea minima a fiecarei probe).

Toate aceste trei probe se supun saturarii cu apa timp de 4 ore; dupa saturare, se scot probele din apa, se sterg granulele cu o bucata de material textil umed si apoi se cantaresc probele cu balanta analitica mai intai in aer, obtinandu-se masa m₁ si apoi in apa cu balanta hidrostatica, notandu-se in acest caz masa m₂.

c) Interpretarea rezultatelor

Densitatea aparenta se determina cu relatia:

in care: m - masa agregatului uscat, kg; m₁ - masa agregatului saturat cantarit in aer, kg; m₂ - masa agregatului saturat cantarit in apa, kg; r_w - densitatea apei, kg/m³.

Rezultatul final este considerat media aritmetica a trei determinari efectuate pe acelasi tip de agregat.

Densitatea aparenta in gramada a agregatelor

Densitatea aparenta in gramada se determina pentru agregate aflate in stare uscata afanata, indesata si in stare de umiditate naturala.

Densitatea aparenta in gramada in stare uscata afanata si indesata

a) Aparatura necesara consta din:

sursa de caldura;

balanta analitica, avand clasa de precizie III;

vase volumetrice cu peretii suficient de rigizi, pentru a nu suferi deformari, tabelul 1 . .. Dimensiunile acestor vase volumetrice se aleg in functie de dimensiunea maxima, d_max, a granulelor de agregat supus incercarii;

tava de otel nesmaltuita;

rigla metalica;

scafa.

Tabelul 1 . .- Dimensiunile vaselor volumetrice in raport cu dimensiunea maxima a agregatelor:

b) Metodologia de lucru

Pe tava de otel nesmaltuita se asaza agregatele si se usuca prin incalzire, pana cand, apropiind de suprafata materialului o placa de sticla rece, aceasta nu se mai abureste.

Pentru determinarea densitatii aparente a agregatelor in gramada in stare afanata, se introduc cu ajutorul scafei agregatele in vasul de masurat de masa m, care a fost cantarit in prealabil. Agregatele sunt introduse prin cadere libera de la o inaltime de 10 cm, pana la formarea deasupra vasului a unui con, dupa care, prin razuire cu rigla metalica, se inlatura surplusul de agregate.

La determinarea densitatii in gramada in stare indesata, agregatele se introduc in trei strate de aceeasi grosime. Dupa fiecare strat introdus, se bate vasul de o masa de lemn, de la o inaltime de 5 cm, de 50 de ori; la turnarea ultimului strat de agregate, se va adauga la vasul volumetric un prelungitor de forma unei rame cilindrice de acelasi diametru si cu inaltimea de 5 cm. Se umple vasul si rama procedandu-se asa cum s-a prezentat anterior, dupa care rama este scoasa. Pentru indesarea materialului poate fi folosita si o masa vibranta cu 3000 vibratii/min si cu o amplitudine de 0,30 - 0,35 mm. In aceasta situatie, vasul si inclusiv rama se vibreaza 3 min si apoi rama este scoasa. Surplusul de material este inlaturat cu rigla metalica; daca agregatele au dimensiuni mari si daca raman goluri, acestea vor fi umplute prin adaugarea si asezarea de agregate cu mana, pana cand vasul este plin.

Vasul impreuna cu agregatele in stare afanata, respectiv in stare indesata este cantarit, notandu-se masa m₁, respectiv masa m₂.

c) Interpretarea rezultatelor

Densitatea in gramada se determina cu relatia:

densitatea in gramada in stare afanata:

densitatea in gramada in stare indesata:

in care: r_ga - densitatea in gramada in stare afanata, kg/m³; r_gi - densitatea in gramada in stare indesata, kg/m³; m - masa vasului volumetric gol, kg; m₁ - masa vasului umplut cu agregat afanat, kg; m₂ - masa vasului umplut cu agregat indesat, kg; V - volumul vasului volumetric, dm³.

Densitatea in gramada in stare afanata sau in stare indesata este media aritmetica a trei determinari (pentru fiecare stare a agregatului).

Densitatea aparenta in gramada in stare de umiditate naturala

a) Aparatura necesara consta din:

balanta analitica, cu clasa de precizie III;

vase volumetrice (cilindri sau lada), tabelul 1 . ..;

rigla metalica;

set de ciururi.

Tabelul 1 . .- Dimensiunile vaselor volumetrice:

b) Modul de lucru

Agregatele destinate analizei sunt introduse prin cadere libera de la o inaltime de 10 cm, in vasul volumetric de volum V si masa m, cantarit in prealabil, pana cand deasupra vasului se formeaza un con.

Surplusul de agregate este indepartat prin razuire cu o rigla metalica si apoi vasul impreuna cu agregatele se cantareste, notandu-se masa m₁.

c) Interpretarea rezultatelor

Analiza: ZINCUL - metabolismul zincului - rolul biochimic al zincului Proiect: Hidrogen, oxigen, sulf, carbon - elemente chimice

Densitatea in gramada in stare de umiditate naturala se determina cu relatia:

in care: r_gu - densitatea in gramada in stare de umiditate naturala, kg/m³; m - masa vasului gol, kg; m₁ - masa vasului plin cu agregate, kg; V - volumul vasului volumetric, dm³.

Rezultatul final este media aritmetica a trei determinari, fiecare din aceste incercari fiind efectuate pe o noua cantitate de agregate; rezultatele obtinute sunt inregistrate in raportul sau buletinul de incercare.

Determinarea masei reale si a coeficientului de absorbtie

Incercarea are la baza principiul determinarii masei volumice reale plecand de la raportul masa / volum; masa se determina prin cantarirea probei de incercat saturate si cu suprafata uscata, respectiv dupa uscarea in etuva, iar volumul se calculeaza pe baza masei volumului de apa dislocuit, determinat fie prin reducerea masei, conform metodei cu cos de sarma sau prin cantarire prin metoda picnometrului.

Probele de incercat nu se incalzesc artificial inainte de incercare, deoarece caldura va avea impact asupra absorbtiei si in consecinta, valorile determinate sunt raportate la clasele granulare efectiv supuse incercarii. Daca agregatele sunt alcatuite din mai multe clase granulometrice, inainte de a pregati proba de incercat, esantionul va fi impartit in clase diferite: 0,063 - 4 mm, 4 - 31,5 mm, 31,5 - 63 mm, iar procentul reprezentat de fiecare clasa va fi mentionat in raportul de incercare.

Aparatura necesara, in functie de metoda care se utilizeaza in determinarea acestor caracteristici fizice si desigur in raport cu granulometria agregatelor, consta din:

etuva ventilata cu termostat, capabila sa mentina temperatura la (110 5) ^oC;

balanta pentru cantarire, cu precizia de 0,1 % din masa probei de incercat si capacitate care sa permita suspendarea si cantarirea in apa a cosului din sarma ce contine esantionul;

baie de apa controlata printr-un termostat, temperatura acesteia fiind mentinuta la (22 3) ^oC;

termometru cu precizie de 0,1 ^oC;

site de control de 0,063 mm, 4 mm, 31,5 mm si 63 mm;

tavi de inaltime corespunzatoare, care pot fi incalzite in etuva fara modificarea masei lor;

cronometru;

cos din sarma sau un recipient perforat a carui marime permite prinderea de balanta si care sa reziste la coroziune;

recipient etans la apa care contine apa la temperatura de (22 3) ^oC si in care cosul din sarma poate fi suspendat total, respectand o distanta minima de 50 mm intre cos si peretii recipientului;

picnometru compus dintr-un balon de sticla sau orice alt recipient adecvat, cu capacitatea intre 1000 ml si 5000 ml, constant la 0,5 ml pe toata durata incercarii (folosit la metoda cu picnometru, in cazul agregatelor din clasa 4 mm - 31,5 mm);

picnometru compus dintr-un balon de sticla sau orice alt recipient adecvat, cu capacitatea intre 500 ml si 5000 ml, constant la 0,5 ml pe toata durata incercarii (folosit la metoda cu picnometru, in cazul agregatelor din clasa 0,063 mm - 4 mm; volumul picnometrului se alege in functie de marimea probei de incercat);

picnometru compus dintr-un balon de sticla sau orice alt recipient adecvat, cu capacitatea intre 250 ml si 2000 ml, constant la 0,5 ml pe toata durata incercarii (folosit la metoda cu picnometru, in cazul agregatelor din clasa 0,063 mm - 31,5 mm), fig . ..;

tipar metalic in forma de trunchi de con cu dimensiunile: diametrul la partea superioara de (40 3) mm, la partea inferioara de (90 3) mm, inaltimea de (75 3) mm si grosimea minima a metalului de 0,8 mm;

mai metalic cu masa de (340 15) g, cu fata de indesare de diametru (25 3) mm, pentru folosire in tiparul metalic;

palnie de sticla, care ar putea inlocui tiparul si maiul metalic;

tava adanca din material impermeabil la apa, cu suprafata inferioara plata de minim 0,1 m² si inaltimea de cel putin 50 mm;

sursa de aer cald;

aparatura speciala pentru determinarea masei volumice reali si a coeficientului de absorbtie a apei pentru agregatele mari saturate la masa constanta, constand dintr-un recipient cu capacitate similara cu a cosului din sarma si destinat pastrarii esantionului in apa;

aparatura speciala pentru determinarea masei volumice reali si a coeficientului de absorbtie a apei pentru agregatele usoare uscate in prealabil si care este compusa dintr-un picnometru prevazut cu un balon de sticla avand capacitatea intre 1000 ml si 2000 ml, constant la 0,5 ml pe toata durata incercarii si palnie de sticla corespunzatoare (daca este nevoie, picnometrul va fi prevazut si cu un gratar pentru a impiedica granulele de agregat sa pluteasca), fig . .

Fig . ..- Exemplu de picnometru.

Metoda de determinare cu cos din sarma pentru agregate intre 31,5 mm - 63 mm

Metoda cu cos din sarma se foloseste in cazul agregatelor a caror granulometrie este cuprinsa intre 31,5 mm si 63 mm, in cazul sparturilor de roca marimea esantionului fiind redusa pentru ca apoi sa treaca prin sita de 63 mm si sa fie refuzata pe sita de 31,5 mm.

Agregatele sunt esantionate si reduse conform procedurilor standard; in tabelul 1 . . sunt prezentate valorile minime ale masei probelor de incercat.

Tabelul 1 . .- Valori minime ale masei probelor de incercat prin metoda cu cos din sarma:

Proba de incercat se spala pe sita de 63 mm si de 31,5 mm pentru eliminarea granulelor mai fine si se lasa esantionul sa se scurga (toate granulele ramase pe sita de 63 mm sunt indepartate).

Proba de incercat astfel pregatita este asezata in cosul din sarma si imersata in recipientul cu apa aflata la o temperatura de (22 3) ^oC, avand in vedere ca inaltimea apei deasupra cosului sa fie de minim 50 mm. Inca de la inceputul incercarii, aerul oclus este eliminat din proba de incercat prin ridicarea si coborarea ei pana la circa 25 mm deasupra fundului recipientului in 25 de reprize, una pe secunda. Cosul cu granulele de agregat se lasa scufundat complet dupa aceasta operatie pentru o perioada de (24 0,5) h, dupa care se scutura cosul si continutul sau si se cantareste in apa, la temperatura de (22 3) ^oC, notandu-se masa m₂ si temperatura apei la care s-a obtinut aceasta valoare. In situatia in care cantarirea probei de incercat implica un transfer in alt recipient, atunci cosul cu proba se scutura de 25 de ori in noul recipient si inainte de a fi cantarit (inainte de stabilirea masei m₂).

Se scoate cosul in care se afla proba de incercat si se lasa sa se scurga cateva minute; se golesc incet granulele din cos pe o bucata de material textil uscata, se repune cosul in apa, se scutura de 25 de ori si apoi se cantareste in apa, inregistrandu-se masa m₃. Se usuca incet suprafata agregatelor si atunci cand se constata ca bucata respectiva de material nu mai absoarbe apa, agregatele se transfera pe o alta bucata textila moale, absorbanta si uscata. Se intind bine granulele fara sa se suprapuna intre ele si se lasa expuse la aer liber, insa ferite de razele soarelui sau de orice alta sursa de caldura, pana cand filmele de apa vizibile dispar, granulele prezentand totusi aspectul umed. Se cantaresc granulele si se noteaza masa acestora m₁.

Granulele se trec pe o tava si se introduc in etuva unde se usuca la o temperatura de (110 5) ^oC pana la masa constanta, dupa care se cantaresc si se noteaza masa m₄. Rezultatele obtinute in urma cantaririlor probei de incercat, m₄, se noteaza cu o precizie de 0,1 % sau mai mare.

Cu datele obtinute se calculeaza masele volumice reale, dupa cum urmeaza:

masa volumica absoluta:

masa volumica reala determinata dupa uscarea in etuva:

masa volumica reala pe suprafata uscata saturata:

Coeficientul de absorbtie a apei dupa imersarea timp de 24 h, WA₂₄ in % din masa uscata, se calculeaza cu relatia:

in care: m₁ - masa de agregate saturate si uscate superficial cantarite in aer, g; m₂ - masa cosului cu proba de agregate saturate si cantarite in apa, g; m₃ - masa cosului gol cantarit in apa, g; m₄ - masa probei de incercat uscata in etuva si cantarita in aer, g; r_w - masa volumica a apei la temperatura la care s-a determinat masa m₂, Mg/m³.

Valoarea masei volumice este rotunjita pana la 0,01 Mg/m³, iar a coeficientului de absorbtie a apei pana la 0,1 %. Dupa determinarea acestor caracteristici, calculele pot fi verificate cu relatia:

Metoda picnometrului pentru agregate din clasa 4 mm - 31,5 mm

Dupa esantionarea si reducerea agregatelor, se va lua o cantitate de material conform tabelului 1 . ..

Tabelul 1 . ..- Valori minime ale masei probei de incercat in cazul metodei picnometrului:

Proba de incercat pregatita este spalata pe o sita de 31,5 mm si 4 mm, pentru a elimina granulele prea fine, se indeparteaza granulele refuzate pe sita de 31,5 mm si apoi se lasa esantionul sa se scurga.

Se ia proba de incercat si se imerseaza in picnometrul umplut cu apa la temperatura de (22 3) ^oC; aerul oclus este eliminat prin rotirea si oscilarea usoara a picnometrului in pozitie inclinata. Picnometrul cu proba de incercat este asezat in baia de apa si se mentine timp de (24 5) h la o temperatura de (22 3) ^oC. La sfarsitul imbibarii, se scoate picnometrul din baia de apa si se elimina orice rest de aer oclus, prin rotirea si oscilarea usoara a picnometrului (pentru eliminarea aerului oclus se poate face si cu ajutorului vidului).

Se umple excesiv picnometrul cu apa si se asaza capacul; se usuca picnometrul si se cantareste, notand masa m₂ si temperatura corespunzatoare in acel moment. Se scot agregatele din apa si se lasa sa se scurga cateva minute; se umple din nou picnometrul cu apa si se pune capacul, apoi acesta se usuca la exterior si se cantareste, notand masa m₃ si inregistrand si temperatura corespunzatoare in momentul cantaririi. Diferenta de temperatura a apei din picnometru la stabilirea maselor m₂ si m₃ nu trebuie sa depaseasca 2 ^oC.

Se transfera proba de incercat din picnometru pe o bucata de material textil uscata, se usuca usor suprafetele granulelor, iar atunci cand materialul nu mai absoarbe apa, agregatul este trecut pe o alta bucata de material textil absorbant, se intind granulele intr-un singur strat si se lasa expuse la aer, fara a fi expuse la razele solare sau vreo sursa de caldura. Agregatul este mentinut astfel, pana la disparitia filmelor vizibile de apa, granulele avand totodata aspect umed.

Se transfera din nou proba de incercat saturata si uscata la suprafata, de data aceasta pe o tava si se cantaresc agregatele, dupa care se introduc in etuva si se usuca la temperatura de (110 5) ^oC pana la masa constanta, m₄. Rezultatele fiecarei cantariri a probei de incercat sunt notate cu o precizie minima de 0,1 %.

Cu datele obtinute in urma cantaririlor se calculeaza, dupa caz, masele volumice reale, astfel:

masa volumica absoluta:

masa volumica reala determinata dupa uscarea in etuva:

masa volumica reala pe suprafata uscata saturata:

Coeficientul de absorbtie a apei dupa imersarea timp de 24 h, WA₂₄ in % din masa uscata, se calculeaza cu relatia:

in care: m₁ - masa de agregate saturate si uscate superficial cantarite in aer, g; m₂ - masa picnometrului cu proba de agregate saturate, g; m₃ - masa picnometrului umplut cu apa, g; m₄ - masa probei de incercat uscata in etuva si cantarita in aer, g; r_w - masa volumica a apei la temperatura la care s-a determinat masa m₂, Mg/m³.

Valorile maselor volumice sunt rotunjite pana la 0,01 Mg/m³, iar valoarea coeficientului de absorbtie a apei pana la 0,1 %. Si in acest caz, calculele pot fi verificate cu ajutorul ecuatiei ( . .).

Metoda picnometrului pentru agregate din clasa 0,063 mm - 4 mm

Metoda picnometrului descrisa anterior (paragraful 1.11.2) poate fi aplicata si pentru agregatele cu dimensiunile granulelor cuprinse intre 0,063 mm si 4 mm, daca acestea trec prin sita de 4 mm si raman in totalitate pe sita de 2 mm.

Agregatele care urmeaza a fi analizate sunt esantionate si reduse conform normelor. Din agregatele reduse se ia o cantitate de cel putin 1 kg, care va constitui proba de incercat. Se spala proba pe o sita de 4 mm si de 0,063 mm pentru eliminarea granulelor mai fine si se indeparteaza particulele ramase pe sita de 4 mm.

Proba de incercat astfel pregatita este imersata in picnometru umplut cu apa la (22 3) ^oC si prin miscari de rotire si oscilare usoara a picnometrului in pozitie inclinata se elimina aerul oclus. se asaza picnometrul intr-o baie de apa si se mentine proba de incercat timp de (24 0,5) h la temperatura de (22 3) ^oC. La finalul imbibarii, picnometrul se retrage din baia de apa si se elimina orice rest de aer oclus, prin rotirea si oscilarea usoara a picnometrului (sau se poate elimina cu ajutorul vidului). Se umple picnometrul cu exces de apa, se asaza capacul pentru a evita pierderea de aer din recipient, se usuca picnometrul in exterior si se cantareste, notandu-se masa m₂ si temperatura corespunzatoare momentului cantaririi.

Se lasa picnometrul cu material si apa in repaus, o perioada de timp in care cea mai mare parte a apei care acopera proba de incercat decanteaza si apoi se goleste continutul picnometrului pe o tava. Se umple din nou picnometrul cu apa si se asaza capacul, se usuca picnometrul la exterior si se cantareste din nou, inregistrand masa m₃ si temperatura corespunzatoare a apei. Diferenta intre masuratorile temperaturii apei din picnometru, efectuate pentru cantaririle m₂ si m₃, nu trebuie sa depaseasca 2 ^oC.

Proba de incercat imbibata cu apa se intinde astfel incat sa formeze un strat regulat in tava, se expune intr-un curent de aer cald pentru a pierde umiditatea, agitand agregatele pentru ca toate sa se usuce bine, pana cand nu se mai observa nici o urma semnificativa de umezeala pe suprafata si cand practic granulele nu mai adera unele de altele. Esantionul se lasa sa se raceasca, agitandu-se din timp in timp.

Pentru a fi siguri ca este realizata uscarea la suprafata, se asaza tiparul de forma tronconica pe fundul tavii, cu diametrul bazei mari in jos, se umple tiparul cu proba de incercat in curs de uscare si materialul se compacteaza usor in 25 de reprize cu ajutorul maiului. Dupa ce agregatele au fost compactate, nu se mai adauga altele in tipar. Se ridica tiparul cu atentie si in cazul in care conul de agregate format nu se darama, inseamna ca agregatele trebuie lasate sa-si continue uscarea, incercarea reluandu-se pana cand conul format se prabuseste odata cu retragerea tiparului, fig . ..

Fig.1 . ..- Indicatii privind starea suprafetei uscate saturate a agregatelor - nisipuri.

Se cantareste proba de incercat saturata si uscata la suprafata, obtinand masa m₁, dupa care agregatele se usuca in etuva ventilata la o temperatura de (110 5) ^oC pana la masa constanta. Toate masele probei de incercat se vor nota cu o precizie de minim 0,1 % (m₄).

Cu datele obtinute in urma incercarii, se calculeaza masele volumice, conform relatiilor:

masa volumica absoluta:

masa volumica reala determinata dupa uscarea in etuva:

masa volumica reala pe suprafata uscata saturata:

Coeficientul de absorbtie a apei dupa imersarea timp de 24 h, WA₂₄ in % din masa uscata, se calculeaza cu relatia:

in care: m₁ - masa de agregate saturate si uscate superficial, cantarite in aer, g; m₂ - masa picnometrului cu proba de agregate saturate, g; m₃ - masa picnometrului umplut cu apa, g; m₄ - masa probei de incercat uscata in etuva si cantarita in aer, g; r_w - masa volumica a apei la temperatura la care s-a determinat masa m₂, Mg/m³.

Valorile maselor volumice sunt rotunjite pana la 0,01 Mg/m³, iar valoarea coeficientului de absorbtie a apei pana la 0,1 %. Si in acest caz, calculele pot fi verificate cu ajutorul ecuatiei ( . .).

Determinarea masei volumice reale preuscate a agregatelor

Metodele care permit determinarea masei volumice reale preuscate a agregatelor care au o masa volumica reala mai mare de 1 Mg/m³ si care pot fi aplicate granulelor cuprinse intre 0,063 mm si 63 mm, sunt: a) metoda cu cos din sarma pentru agregatele cuprinse intre 31,5 mm si 63 mm sau metoda hidrostatica(poate inlocui metoda cu picnometru pentru agregatele cuprinse intre 4mm si 31,5 mm, dar in cazul unor neconcordante se poate conveni sa se utilizeze metoda cu picnometru ca metoda de referinta); b) metoda cu picnometru pentru agregatele cuprinse intre 0,063 mm si 31,5 mm.

Incercarea se realizeaza cu scopul de a determina masa si volumul probei de incercat si de a stabili masa volumica reala a acestei probe. Principiul incercarii are la baza cantarirea esantionului dupa uscare in etuva si determinarea volumului plecand de la greutatea volumului dislocuit de particulele uscate, fie prin reducerea masei intr-un cos metalic imersat, fie intr-un picnometru de volum cunoscut.

Metoda hidrostatica pentru agregate cuprinse intre 31,5 mm si 63 mm

Pregatirea probei de incercat se realizeaza identic modului de pregatire descris la paragraful 1.11.1. Proba de incercat este uscata in etuva la (110 5) ^oC pana la masa constanta, se lasa sa se raceasca la temperatura ambianta si se cantareste, notandu-se masa m₁.

Se asaza proba de incercat in cosul metalic si se imerseaza ansamblul proba - cos in recipientul plin cu apa la temperatura de (22 3) ^oC, pastrand o inaltime a apei deasupra cosului de minim 50 mm. Inca de la inceputul imersarii, aerul oclus din proba de incercat este eliminat prin ridicarea si coborarea sa pana la cca. 25 mm deasupra fundului recipientului, in 25 de reprize, cate una pe secunda. Imersarea completa a cosului care contine agregatele nu se face mai mult de 10 min. Se scutura cosul si continutul sau, se cantaresc in apa la o temperatura de (22 3) ^oC si se noteaza masa obtinuta m₂, respectiv temperatura apei la care a fost determinata aceasta masa.

Se goleste cosul si se reintroduce in apa, scuturandu-se de 25 ori, dupa care se cantareste in apa, notandu-se masa lui m₃. Toate cantaririle se fac cu o precizie minima de 0,1% din masa probei de incercat m₁.

Se calculeaza masa volumica reala preuscata (uscata in prealabil), r_p, dupa relatia:

in care: m₁ - masa esantionului supus incercarii si uscat in etuva, g; m₂ - masa cosului din sarma ce contine esantionul pentru incercat cantarite in apa, g; m₃ - masa cosului gol cantarit in apa, g; V - volumul picnometrului, ml; r_w - masa volumica a apei, Mg/m³, tabel 1 . .

Tabelul 1 . - Valorile masei volumice a apei in functie de temperatura:

Valoarea obtinuta pentru masa volumica se va rotunji pana la 0,01 Mg/m³.

Metoda cu picnometru pentru granule cuprinse intre 0,063 mm si 31,5 mm

Dupa esantionarea si reducerea agregatelor care fac obiectul analizei, se pregatesc doua probe de incercat, a caror masa trebuie sa fie mai mare sau egala cu valorile prezentate in tabelul 1 . .

Tabelul 1 . .- Valorile minime ale masei probelor de incercat la metoda cu picnometru:

Pe toata durata incercarii temperatura apei se va mentine la valoarea de (22 3) ^oC. Se spala proba de incercat pentru a indeparta granulele aderente si se elimina tot refuzul de pe sita de 31,5 mm si granulele trecute pe sita de 0,063 mm. Proba se usuca in etuva la (110 5) ^oC pana la masa constanta, dupa care se lasa sa se raceasca la temperatura ambianta.

Se cantareste picnometrul si palnia acestuia si se noteaza masa m₁; se introduce cu grija proba de incercat in picnometru, se introduce palnia pana in partea de sus a picnometrului si se cantareste ansamblul picnometru - proba - palnie, notand masa m₂ (pe zonele de contact ale palniei cu picnometrul se poate aplica un strat subtire de gel de silicon inainte de cantarire, pentru a evita aderenta intre cele doua subansamble).

Se umple picnometrul cu apa la temperatura de (22 3) ^oC pana la aproximativ 30 mm de partea rodata a gatului, se agita cu atentie cu o tija de sticla pentru eliminarea aerului oclus si a bulelor de aer aderente (sau prin rotire si agitare sau chiar prin asezarea picnometrului pe o masa vibranta). Dupa eliminarea aerului, se umple din nou picnometrul cu apa (palnia fiind instalata deja) pana la aproximativ 20 mm de reperul de pe palnie si se asaza ansamblul intr-o baie de apa la temperatura de (22 3) ^oC, unde este mentinut timp de 1 h (se convine ca nivelul apei din baia de apa sa se afle la 20 mm sub gatul picnometrului). Se umple picnometrul cu apa pana la reper, se scoate ansamblul din baia de apa, se usuca exteriorul picnometrului si se cantareste, notandu-se masa m₃.

Intreaga procedura se aplica si pentru cea de-a doua proba de incercat.

Pentru fiecare proba de incercat se calculeaza masa volumica reala preuscata, r_p, conform relatiei:

in care: m₁ - masa picnometrului si a palniei, g; m₂ - masa picnometrului, a palniei si a probei de incercat, g; m₃ - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat si a apei, g; V - volumul picnometrului, ml; r_w - masa volumica a apei la temperatura de incercare, Mg/m³.

Valoarea masei volumice reale preuscate se rotunjeste pana la 0,001 Mg/m³, iar media rezultatelor obtinuta din cele doua probe de incercat se rotunjeste pana la 0,01 Mg/m³.

Determinarea masei volumice reale si a coeficientului de absorbtie a apei pentru agregate de dimensiuni mari saturate pana la masa constanta

Metodologia se aplica pentru agregate grosiere aflate la saturatie pana la masa constanta si poate fi aplicata daca proba de incercat este compusa din fragmente (spre exemplu balast de cale ferata). Metoda se bazeaza pe principiul metodei cu cos, prezentata in paragraful 1.11.1. Masa volumica reala a agregatelor saturate pana la masa constanta este echivalenta cu masa volumica reala determinata pe suprafata uscata saturata, lasand insa absorbtia sa continue pana la masa constanta.

Agregatele sunt esantionate si reduse conform procedurilor corespunzatoare fiecarei operatii.

Proba de incercat trebuie sa fie compusa dintr-un singur fragment de roca ce cantareste minim 150 g. Pentru a determina coeficientul de absorbtie a apei, masa probei de incercat trebuie sa fie de maxim 350 g. din proba de incercat se vor scoate initial toate sparturile desprinse din aceasta si se va spala cu apa curenta in vederea eliminarii particulelor fine aderente. In cazul agregatelor omogene, se convine ca la incercare sa fie supuse cel putin 10 fragmente, iar pentru agregatele neomogene se accepta un minim de 5 fragmente.

Daca proba de incercat este practic un balast de cale ferata, atunci se iau 10 fragmente ale caror dimensiuni sunt situate in intervalul 40 mm - 50 mm sau 50 mm - 63 mm, iar intervalul de variatie al masei fiecarui fragment este intre 150 g - 350 g.

Dupa eliminarea sparturilor si a particulelor fine aderente, se asaza proba de incercat pregatita intr-un recipient sau o cuva si se imerseaza complet in apa in vederea saturarii pana la masa constanta, fapt constatat prin cantariri succesive. La atingerea unei valori constante a masei, se asaza proba de incercat in cosul de sarma suspendat la balanta de cantarire si acestea se scufunda in recipientul umplut cu apa, pastrand o inaltime a apei deasupra cosului de minim 50 mm. Se cantareste proba de incercat in apa si se noteaza masa acesteia m₂, masurandu-se totodata si temperatura apei din vas (care se rotunjeste pana la 1 ^oC).

Se scoate proba de incercat din apa, se usuca imediat la suprafata ei cu ajutorul unei bucati de material textil absorbant, pana cand proba trece de la un aspect umed stralucitor la un aspect mat. Se cantareste proba de incercat in aer si se noteaza masa acesteia m₁. Se usuca proba in etuva la temperatura de (110 5) ^oC pana la masa constanta, m₃. Rezultatele cantaririlor probei de incercat, m₃, se vor nota cu o precizie de minim 0,05 %.

Cu datele obtinute din incercarea probei se calculeaza masa volumica reala a agregatelor grosiere saturate pana la masa constanta, r_cm, conform relatiei:

Coeficientul de absorbtie a apei, ca procent din masa uscata, se determina cu relatia:

in care: m₁ - masa probei de incercat saturata si superficial uscata, g; m₂ - masa absoluta a probei de incercat saturata si cantarita in apa, g; m₃ - masa probei de incercat uscata in etuva, g; r_w - masa volumica a apei la temperatura inregistrata cand a fost determinata masa m₂, Mg/m³, tabel 1 . .

Valorile celor doua caracteristici determinate se rotunjesc pana la 0,01 Mg/m³ pentru masa volumica reala, respectiv pana la 0,1 % pentru coeficientul de absorbtie a apei.

Determinarea masei volumice reale si a coeficientului de absorbtie a apei pentru agregate usoare

Pentru agregatele usoare, a caror granule sunt situate in intervalul 4 mm si 31,5 mm, se foloseste o metoda ce utilizeaza un picnometru pentru stabilirea masei volumice reale si a coeficientului de absorbtie a apei in functie de timp. Agregatele sunt esantionate si reduse conform metodologiilor corespunzatoare.

Incercarea se realizeaza pe doua probe de incercat, fiecare din acestea fiind pregatite pentru a obtine un volum cuprins intre 0,5 l si 0,6 l. Materialul este spalat pe sita de 4 mm pentru a indeparta toate granulele mai fine si apoi se lasa sa se scurga; granulele ramase pe sita de 31,5 mm sunt indepartate.

Pentru exactitatea rezultatelor, inainte de fiecare incercare se va etalona picnometrul, operatie care consta in urmatoarele:

se cantareste picnometrul uscat si palnia, iar daca se utilizeaza si gratarul se va cantari tot ansamblul, notand masa m_p;

se determina volumul picnometrului plin cu apa la (22 3) ^oC si lasat cel putin o ora in baia de apa la (22 1) ^oC, se completeaza cu apa pana la reperul de pe palnie, se retrage din baia de apa, se usuca peretii sai exteriori si se cantareste, notand masa m;

se calculeaza diferenta (m - m₁), iar rezultatul este corectat tinand seama de masa volumica a apei, impartind masa apei care umple picnometrul la masa volumica a apei la temperatura de etalonare masurata, pentru a obtine volumul calculat V_p.

Incercarea se realizeaza pe doua probe de incercat, pe toata durata acesteia temperatura apei fiind mentinuta la o valoare de (22 1) ^oC. Initial se cantareste picnometrul si palnia, iar daca se analizeaza agregate usoare plutitoare, se cantareste ansamblul picnometru - palnie - gratar, notandu-se masa m₁.

Proba de incercat este uscata in etuva la (110 5) ^oC pana la masa constanta, se lasa sa se raceasca la temperatura ambianta si se asaza cu grija prima proba in picnometru. Se cantareste picnometrul care contine proba de incercat (daca sunt agregate usoare plutitoare se introduce si gratarul in picnometru), se asaza palnia la varf si se cantareste totul, notand masa m₂.

Dupa aceasta cantarire, se umple picnometrul cu apa la temperatura de (22 1) ^oC pana la reperul marcat pe palnie, se declanseaza cronometrul si se asaza totul in baia de apa a carei temperatura este de (22 1) ^oC. Pe parcursul incercarii, se adauga apa necesara pentru ca nivelul acesteia sa se mentina in permanenta in dreptul reperului de pe palnie. Dupa 5 min se scoate ansamblul din baia de apa, se amesteca agregatele prin agitare si rotire usoara a picnometrului sau printr-o vibrare usoara pentru a elimina aerul oclus. Se umple din nou picnometrul cu apa pana la reperul de pe palnie, se usuca exteriorul picnometrului, se cantareste si se noteaza masa m₅, dupa care se repune picnometrul in baia de apa.

Dupa 24 h, se repeta operatia descrisa mai sus si dupa cantarire se noteaza masa m₂₄. La finalul masuratorii, picnometrul se goleste, iar agregatele sunt transferate pe o bucata de material textil uscata si apa de pe suprafata lor se elimina prin rotirea granulelor pe aceasta bucata de material timp de 15 s, dupa care ele se cantaresc si se noteaza masa m_w. Incercarea se repeta in mod identic si pentru cea de-a doua proba de incercat (pentru majoritatea incercarilor masa m_w se determina dupa 24 h).

Masa volumica absoluta a agregatelor usoare, r_a, se calculeaza cu relatia:

in care: m₁ - masa picnometrului, a palniei si a gratarului (daca acesta este utilizat), g; m₂ - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat uscata si a gratarului (daca aceste este folosit), g; r_w - masa volumica a apei la temperatura de 22 ^oC, Mg/m³; m_p - masa picnometrului la etalonarea lui, g; V_p - volumul picnometrului la etalonare, ml; m_w - masa agregatelor uscate superficial la sfarsitul incercarii, g; m_F - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat, a apei si a gratarului (daca aceste este folosit) in momentul masurarii finale, g.

Rezultatul final al masei volumice reale a agregatelor se calculeaza cu o precizie de 0,001 Mg/m³.

Masa valorilor pentru cele doua probe de incercat, rotunjita la 0,01 Mg/m³, reprezinta masa volumica reala preuscata a agregatelor usoare.

Coeficientul de absorbtie a apei in momentul masurarii finale, W_F, stabilit ca procent din masa uscata, se determina cu relatia:

Coeficientul de absorbtie a apei in momentul masuratorilor intermediare, W_i, calculat ca procente din masa uscata, se determina conform relatiei:

in care: m₁ - masa picnometrului, a palniei si a gratarului (daca acesta este folosit), g; m₂ - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat uscata si a gratarului (daca aceste este folosit), g; m_F - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat, a apei si a gratarului (daca aceste este folosit) in momentul masurarii finale, g; m_i - masa picnometrului, a palniei, a probei de incercat, a apei si a gratarului (daca aceste este folosit) in momentul masuratorilor intermediare, g.

Valoarea coeficientului de absorbtie a apei se va calcula cu precizia de 0,1 %; se ia media a doua probe de incercat, rotunjita pana la 0,1 %, ca fiind coeficientul de absorbtie a apei pentru fiecare perioada de masurare.

Porozitatea aparenta si porozitatea totala. Volumul de goluri

Pentru determinarea porozitatii aparente, aparatura necesara consta: dintr-o balanta cu sarcina maxima de 10 kg si clasa de precizie III; etuva termoreglabila; ciur cu ochiuri rotunde 31,5 mm.

Pentru realizarea incercarii, se ia o proba de incercat de minim 5 kg de agregate spalate si uscate in etuva pana la masa constanta. Agregatele astfel pregatite se intind pe ciur, astfel incat nici o granula sa nu fie acoperita de alta si ciurul cu agregatul aranjat este imersat in apa; imersarea completa si cantarirea se repeta din 24 in 24 de ore, pana cand se constata ca masa devine constanta.

Porozitatea aparenta se determina conform relatiei:

Sau:

in care: m - masa agregatului in stare uscata, g; m₁ - masa agregatului in stare saturata, g; - coeficientul de absorbtie, %; r_ap - densitatea aparenta a agregatului, g/cm³; r_w - densitatea apei, g/cm³.

Rezultatul final este dat de media aritmetica a doua determinari realizate pe acelasi tip de agregat.

Porozitatea totala a agregatului se calculeaza cu relatia:

in care: r_ap - densitatea aparenta a agregatului, g/cm³; r_w - densitatea apei, g/cm³.

Pentru determinarea volumului de goluri se folosesc: o balanta cu clasa de precizie III, vase volumetrice, rigla metalica, set de ciururi si scafa.

Agregatele sunt introduse intr-un vas cu apa pentru a fi saturate pana la masa constanta, dupa care ele se trec pe un ciur cu diametrul ochiurilor mai mic decat cel care a servit la separarea fractiunii respective pentru a permite apei sa se scurga. Dupa 30 min, agregatele se iau cu scafa si sunt introduse de la o inaltime de 10 cm intr-un alt vas a carui dimensiuni sunt prezentate in tabelul 1 . (paragraf 1.10.2.1), iar excesul de agregate este indepartat cu rigla metalica. Se cantareste vasul umplut cu agregat, notandu-se masa m, se umple vasul cu apa potabila pana la margine si se cantareste din nou, m₁, obtinand prin deducere masa apei care reprezinta volumul de goluri. In timpul acestei operatii nu trebuie sa fie agitat.

Volumul de goluri se calculeaza cu relatia:

in care: m - masa vasului umplut cu agregat saturat, kg; m₁ - masa vasului cu agregat saturat si apa, kg; r_w - densitatea apei, kg/dm³; V - volumul vasului volumetric folosit, dm³.

Agregatele cu dimensiunea maxima d_max 7,1 mm nu se satureaza in prealabil cu apa.

Daca se cunoaste densitatea aparenta si densitatea in gramada in stare afanata si uscata a agregatelor, volumul de goluri poate fi determinat si cu relatia:

in care: r_ga - densitatea in gramada a agregatului in stare afanata si uscata, determinata conform paragrafului 1.10.2.1; r_ap - densitatea aparenta a agregatelor determinata conform paragrafului 1.10.1.

Determinarea densitatii volumice in vrac si a porozitatii intergranulare

Masa sau densitatea volumica in vrac se obtine prin raportarea masei agregatului necompactat care umple un vas de volum dat la volumul vasului, iar porozitatea intergranulara se refera la spatiile umplute de aer intre agregatele din vas.

Principiul incercarii consta in cantarirea masei de agregate uscate care umplu un volum stabilit si calculul corespunzator al densitatii in vrac si plecand de la aceasta marime si valoarea densitatii reale se stabileste porozitatea intergranulara.

a) Aparatura necesara incercarii consta din:

vas cilindric etans, realizat dintr-un metal rezistent la coroziune, pentru care raportul dintre diametrul interior si adancimea vasului sa fie cuprins intre 0,5 si 0,8, capacitatea minima a vasului fiind prezentata in tabelul 1 . .. Vasul trebuie sa prezinte o suprafata interna neteda, suficient de rigida pentru a nu se deforma in caz de soc; marginea superioara trebuie sa fie neteda , plana si paralela cu partea inferioara a vasului. Daca incercarea se realizeaza pe agregate usoare, atunci masa probei supusa incercarii va fi mult mai mica decat a vasului, caz in care poate fi folosit si un vas nemetalic mai usor, cu conditia ca acesta sa fie etans si rigid;

balante de capacitate suficienta, cu precizie de 0,1 % din masa probei de incercat;

scafa de dimensiuni corespunzatoare;

rigla de otel cu lungimea mai mare cu 50 mm decat diametrul exterior al vasului si suficient de rigida pentru ca sa nu sufere deformari in timpul nivelarii;

termometru capabil sa masoare temperatura apei de la 20 ^oC cu precizia de 0,5 %;

etuva termoreglabila;

placa de sticla cu dimensiuni suficiente pentru a acoperi vasul.

Tabelul 1 . - Capacitatea minima a vasului in functie de granulometria agregatului:

b) Metodologia de incercare

Din agregatele care trebuie analizate, se extrag trei probe de incercat a caror masa este cuprinsa intre 120 % si 150 % din masa necesara umplerii vasului si se usuca in etuva la temperatura de (110 5) ^oC pana la masa constanta. In cazul agregatelor usoare, atunci cand este necesar, dupa uscarea in etuva se atinge un continut in apa de echilibru la (23 3) ^oC pentru o umiditate relativa de (50

Vasele goale, uscate si curate se cantaresc si se noteaza masa lor m₁; se asaza vasul pe o suprafata orizontala si se umple cu agregate cu ajutorul scafei, pana ce acesta se revarsa. In timpul umplerii se va evita orice segregare a agregatelor, prin apasarea la marginea superioara si mentinerea marginii scafei la inaltime maxima de 50 mm deasupra vasului.

Se inlatura surplusul din varful vasului si se urmareste ca suprafata agregatelor introduse in vas sa fie uniforma, pentru a evita aparitia fenomenului de segregare. Suprafata agregatelor se niveleaza cu rigla metalica, evitand orice compactare de suprafata. Daca nu este posibil acest lucru, atunci suprafata agregatelor este nivelata cu mana si se va incerca pe cat posibil sa se estimeze volumul agregatelor in raport cu capacitatea vasului.

Vasul plin cu agregate este cantarit la balanta, inregistrand masa m₂, cu o precizie de 0,1 %.

Incercarea se realizeaza pe 3 probe de incercat.

c) Interpretarea rezultatelor

pentru fiecare din cele 3 probe incercate se calculeaza densitatea in vrac, r , conform relatiei:

in care: r - densitatea in vrac, kg/m³; m₁ - masa vasului gol, kg; m₂ - masa vasului plin cu agregate, kg; V - capacitatea vasului, l.

densitatea in vrac este media aritmetica a celor trei valori obtinute si se exprima, pentru agregate uzuale, rotunjita la doua cifre dupa virgula si respectiv, pentru agregatele usoare la trei cifre dupa virgula.

Porozitatea intergranulara, v, corespunde valorii procentuale de goluri intergranulare din vas si se determina cu relatia:

in care: v - porozitatea intergranulara, %; r - densitatea in vrac, kg/m³; r_p - densitatea reala determinata conform paragrafului 1.11, pe o proba de incercat provenind din acelasi esantion de laborator, kg/m³.

Determinarea masei volumice in vrac a filerului in kerosen

Principiul metodei are la baza dispersarea unei mase de proba de incercat in kerosen, sedimentarea acesteia si masurarea volumului sedimentat al probei in vederea stabilirii masei volumice in vrac.

a) Aparatura necesara realizarii acestei determinari consta in:

eprubeta cilindrica de sticla, gradata in ml, prevazuta cu dop si cu capacitatea de 50 ml;

balanta pentru o capacitate de minim 100 g, cu precizia de cantarire de 0,01 g;

etuva termoreglabila ventilata, capabila sa mentina o temperatura de (110 5) ^oC;

exicator de racire si produs deshidratant;

kerosen (ulei de parafina), petrol distilat intre 190 ^oC si 260 ^oC.

b) Mod de lucru

Initial, esantionul de laborator se reduce folosind una din metodele de reducere (vezi paragraf 1.3.3) astfel incat sa se obtina o proba de incercat cu masa suficienta pentru a forma 5 probe. Proba de incercat de filer se usuca in etuva la temperatura de (110 5) ^oC, minim 4 ore, dupa care se raceste in exicator pana la temperatura ambianta. Din aceasta cantitate de filer se cantaresc 3 probe, fiecare avand o masa de aproximativ 10 g; masa m pentru fiecare proba se rotunjeste la 0,1 g.

Se ia prima proba si o cantitate de kerosen de aproximativ 35 ml si se introduc in eprubeta gradata; se astupa cu dopul, se agita pentru ca filerul sa se umecteze bine, se adauga in continuare kerosen pentru ca nivelul sa fie la circa 40 mm de varf, se astupa si se agita din nou continutul.

Pentru asigurarea unei suspensii bune a filerului in kerosen, imediat dupa a doua agitare, se intoarce eprubeta si se pastreaza in aceasta pozitie pana cand toate bulele de aer traverseaza intreaga proba. Se repune imediat eprubeta in pozitia normala si se asteapta ca bulele de aer sa se ridice la partea superioara; operatia se repeta cu rapiditate, de cel putin 4 ori si apoi eprubeta este asezata pe o suprafata unde nu exista nici o vibratie. Daca particulele de filer raman pe peretele eprubetei, deasupra nivelului de kerosen, atunci se va mai adauga cu grija kerosen, se lasa eprubeta in repaus cel putin 6 ore si se noteaza volumul in vrac al filerului, V in ml, la gradatia apropiata.

Procedeul se aplica in mod identic si pentru celelalte doua probe.

c) Interpretarea rezultatelor

Pentru fiecare proba supusa incercarii, se calculeaza masa volumica in vrac, cu o precizie de 0,010 Mg/m³, cu relatia:

in care: m - masa probei de incercat, g; V - volumul in vrac al filerului, ml.

Masa volumica in vrac va fi media aritmetica a celor trei valori obtinute pentru probele de incercat, prin rotunjirea cu o exactitate de 0,01 Mg/m³. Daca o valoare individuala difera cu mai mult de 0,05 Mg/m³ fata de valoarea medie, aceasta este eliminata si se va determina masa volumica in vrac pe doua probe provenite din aceeasi proba de incercat.

Umiditatea agregatelor

Umiditatea reprezinta cantitatea de apa existenta in agregate in momentul efectuarii determinarii (W, %).

a) Aparatura necesara determinarii umiditatii agregatelor consta din:

balanta cu sarcina maxima de 10 kg si clasa de precizie III;

ciur 7,1;

tava de otel nesmaltuita;

scafa;

sursa de caldura.

b) Modul de lucru

Cantitatea de material supusa incercarii este functie de diametrul granulei maxime, si anume:

pentru nisip incercarea se efectueaza pe minim 1 kg (uzual se folosesc 2 kg);

pentru pietris incercarea se efectueaza pe 5 kg.

Din proba supusa analizei, se cantareste 1 kg de agregat cu d_max < 7,1 mm sau 5 kg din agregatul cu d_min > 7,1 mm; se intind agregatele intr-un strat subtire intr-o tava (tavi, in functie de cantitatea de agregate) de otel nesmaltuita si se incalzesc la o sursa de caldura (spre exemplu, un cuptor electric), evitandu-se insa inrosirea tavii, amestecand in permanenta agregatele.

Incalzirea agregatelor se face pana cand, apropiind o placa de sticla rece si uscata de suprafata agregatelor fierbinti, aceasta nu se mai abureste.

Se lasa agregatele sa se raceasca putin, dupa care se vor cantari din nou, notandu-se masa obtinuta m.

c) Interpretarea rezultatelor

Umiditatea agregatelor se stabileste cu relatia:

in care: m₁ - masa agregatelor umede (cu umiditatea lor naturala), g; m - masa agregatelor uscate, g;

Rezultatul este media aritmetica a trei determinari. Se poate efectua si o singura determinare, cu conditia  sa se lucreze cu o cantitate de cel putin 3 ori cantitatea prescrisa pentru o determinare.

Variatia de volum a agregatelor cu d_max 7.1 mm

Variatia volumului agregatelor cu dimensiunea maxima sub 7,1 mm (nisip) este cunoscut sub denumirea de fenomen de infoiere, adica de modificare a volumului agregatelor cu umiditatea.

a) Aparatura necesara determinarii variatiei de volum a agregatelor consta din:

balanta cu sarcina maxima de 10 kg si clasa de precizie III;

tava de otel nesmaltuita;

capsule metalice;

sursa de caldura pentru uscarea agregatelor.

b) Modul de lucru

Din agregatele supuse analizei, se ia o cantitate de 2000 g de nisip, care se usuca pana la masa constanta si pentru care se determina densitatea in gramada in stare uscata si afanata, conform metodologiei descrise la paragraful 1.10.2.

Se transfera toate agregatele intr-o capsula de metal si apoi, in mod succesiv, se adauga cate 2 % apa fata de masa initiala a agregatelor uscate, se omogenizeaza bine si dupa fiecare operatie de adaugare de apa se determina succesiv densitatea in gramada in stare de umiditate impusa, r_gui, similar cu metoda de determinare pentru densitatea in gramada in stare de umiditate naturala.

Apa se adauga treptat, pana cand aceasta nu mai este absorbita de agregate si ramane libera in vasul de amestecat, deasupra agregatelor (a nisipului).

c) Interpretarea rezultatelor

La fiecare adaos succesiv de apa se obtin perechi de valori: procente de apa, densitate in gramada. Avand aceste valori, se traseaza curba de variatie a densitatii in gramada, intr-un sistem de axe de coordonate in care pe abscisa se reprezinta procentele de apa, iar in ordonata valorile densitatii in gramada a agregatelor afanate, exprimata in kg/m³.

Cresterea volumului agregatelor umede fata de volumul agregatelor uscate - infoierea - se determina cu relatia:

in care: r_ga - densitatea in gramada in stare afanata uscata, kg/m³; r_gui - densitatea in gramada in stare afanata la umiditate impusa, kg/m³; W_i - umiditatea impusa, %.