石料压碎值用于相对地衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力,它是衡量石料力学性质的指标之一。
(一)标准粒径石料压碎值测定
1.仪器设备
标准压碎值试验需要下列仪器:
(1 )一个内径150毫米两端部开口的钢制圆形试筒,一个压柱和一块底板,其形状和详细尺寸见附图4.1及附表4.1。试筒的内壁、压柱的底面及底板的上表面,即凡与石料接触的表面都应该进行热处理,使其表面硬化,达到维氏硬度65°,并保持光滑状态。
(2)一根直的圆截面的金属夯棒,其直径为16毫米,长45~60厘米,一头加工成圆形(半球面)。
(3 )一台称量2~3千克,感量1克的天平。
(4)圆孔筛,筛孔尺寸16、12 及3毫米。
(5 )一台能够加载到450千牛的压力机,压力机应该能够均匀地增加荷载,并在10分钟内达到400千牛。
(6)一个圆柱形的金属量筒(可以用铁皮制作),其内径为112.0毫米、高179.4毫米(容积1767厘米 3 ),用以量试样。
2.准备试样
用于标准粒径石料压碎值试验的石料应该完全通过16毫米的筛孔并全部停留在12毫米筛孔的筛上。所筛分的石料数量应该足够做两个试验。
试验时,石料的表面应该是干燥的,可以采用风干的石料。如果石料需要加热烘干,温度应该不超过110℃,烘干的时间不要超过4小时。试验前,石料应该冷却到室温。
每次试验的石料数量应按下述方法夯击后石料在试筒的深度恰为10厘米。
附图 4 石料压碎值试验仪器
1.压柱 2 .试筒 3.底板
在金属筒中确定石料数量的方法如下:
将石料分三层倒入量筒中,每层的数量大致相同。每层都用夯棒(用具有半球面的一端)从石料表面上大约五厘米的高度自由下落夯击25次(击数应在石料表面均匀分布)。最后用夯棒作为直刮刀将表面刮平。称取量筒中试样的重量(重量A)。以后用此相同数量的试样进行压碎值试验。
3.试验步骤
(1 )将试筒安放在底板上。
(2 )将上面所得数量的试样分三次(每次的数量相同)倒入试筒中。每次倒入试样后,将试样表面整平,用夯棒按上述程序对试样夯击25次。最上一层石料的表面应该仔细整平。
(3)将压柱放入试筒内的石料表面上。应该注意使压柱水平地安放在石料表面上:不得楔挤试筒壁。
附图 4.1中试筒、压柱和底板的尺寸表
附表 4.1
(4)将装有试样的试筒连同压柱放到压力机上。以尽可能均匀的速度施加荷载,并在10分钟时达到总荷载400千牛。
(5)达到总荷载400千牛后,立即解除荷载,将试筒等从压力机上取下。
(6)将筒内试样取出,注意不要进一步压碎试样。
(7)用3毫米筛孔的筛子筛分经过压碎的全部试样。应分几次筛分。每次筛分时,均需筛到在1分钟内没有明显数量的细料通过筛孔为止。
(8 )称取通过 3 毫米筛孔全部细料重量(重量B)。在筛分和称量过程中,都要注意不使细料损失。一种石料应做两个平行试验。
4.计算
每次试验后,计算所得细料重量与成样总量的比值,即石料压碎值。并用百分数表示。结果只需取一位小数。
其中:A —风干试样的重量(克);
B —通过 3 毫米筛孔的细料的重量(克)。
(二)非标准粒径石料压碎值的测定
需要时或者没有标准粒径的石料时,可以采用附表4 .2 所列较标准粒径小的石料进行压碎值试验。此时,可以使用标准的仪器,也可使用下面所述的较小的仪器。
由于石料的不均值性以及由于作分离细料的筛孔尺寸不一定很合适,用非标准粒径石料试验所得的结果与上述标准粒石料的试验结果有一些差别。一般,用5 ~8毫米石料试验所得的石料压碎值略小于标准粒径石料压碎值;用8~12毫米石料试验所得的石料压碎值大于标准粒径石料的压碎值。它们的比值随不同岩石类型的石料而不同。
1.试验仪器
较小的试验仪器如下:
(1 )一个内径75毫米、两端部开口的钢制圆形试筒,一个压柱和一块底板,其形状和详细尺寸见附图4.1。对试筒、压柱和底板的要求同标准压碎值试验仪器的规定。
(2 )一根直的圆截面的金属夯棒,其直径为 8 毫米,长30厘米,一头加工成半球面形。
(3 )一台称量500克,感量0.2克的天平。
(4 )圆孔筛,筛孔尺寸5、8、12、2 及 1.5 毫米(如无1.5毫米的圆孔筛,可以用1.2毫米的方孔筛代替)。
(5)一台能够加载到150千牛的压力机,压力机应该能够均匀地增加荷载,并在10分钟内到达100千牛。
(6)一个圆形的金属量筒。其内径为56毫米,高89.7毫米(容积220.9厘米 3 )。
2.准备试样
非标准粒径的石料粒径应该符合附表4.2中的规定,并应完全介于两个筛孔之间。所筛分的石料数量应足够做两个试验。
对石料的要求同前述对标准粒径石料的规定。
采用较小仪器时,每次试验的石料数量应该是,夯击后石料在试筒中的深度恰为 5 厘米。
用小的金属量筒和小的夯棒,按标准粒径石料准备试样的方法确定试样的数量。
3.试验步骤
试验步骤同于标准粒径石料的试验步骤。但总荷载改为100千牛。
试样从试筒中倒出后,用附表4.2中所列相应筛孔尺寸的筛子筛分压碎的细料。筛分的要求同前所述。
4.计算
计算方法与标准粒径石料试验相同。
石料压碎値试验的筛孔尺寸
附表 4.2