Коефіцієнт ущільнення щебеню – методика визначення

Щебінь – матеріал, без якого важко уявити виробництво будівельних робіт. Його основними технічними характеристиками є: матеріал (граніт, вапняк), фракційність (від 5 до 120 мм), міцність на стиск, щільність, морозостійкість та коефіцієнт ущільнення щебеню (при транспортуванні та трамбуванні).

Ущільнення під час транспортування

При перевезенні щебеню (як і будь-якого іншого сипучого матеріалу) від місця виробництва до будівельного майданчика відбувається зменшення його обсягу. Величина ущільнення залежить від тривалості транспортування та дорожніх умов. ДЕРЖСТАНДАРТ визначає лише граничну величину коефіцієнта ущільнення при транспортуванні (Ку) у розмірі не більше 1,1÷1,15 (незалежно від розміру фракцій). За погодженням між виробником і споживачем його величина може бути меншою за граничну ГОСТівську (це має бути відображено в договорі на поставку).

Наприклад: ви замовили 10 м? У супровідних документах зазначено, що в машину було завантажено 10 м сировини в розпушеному стані і при транспортуванні Ку становить 1,09. Вимірявши кузов машини з допомогою рулетки, і зробивши нехитрі математичні обчислення, ви легко обчислюєте обсяг доставленого матеріалу V=9,3 мᶟ. Застосовуємо заявлений у документах Ку та отримуємо обсяг відвантаженої сировини V₁=V·1,09=9,3·1,09=10,14 мᶟ. Тобто, вам доставили весь оплачений товар.

Ущільнення при трамбуванні

При підготовці основ фундаментів будівель або дорожнього покриття щебінь трамбують (катком, віброплитою або ручною трамбуванням). Після трамбування обсяг матеріалу природно зменшується. У розрахунках необхідної кількості матеріалу використовують коефіцієнт ущільнення щебеню притрамбування (Ктр). Можна скористатися усередненою табличною величиною цього коефіцієнта (для певної фракції та марки за міцністю), замовити лабораторний вимір коефіцієнта (економічно виправдано при будівництві великих будівельних об'єктів або проведення дорожніх робіт у великих обсягах) або розрахувати його самостійно.

V₂ = (10 · 0,4 · 2 + 7,2 · 0,4 · 2) · 0,3 = 4,13 м?

Необхідний обсяг матеріалу у розпушеному стані, який треба придбати для проведення вищеописаних робіт:

V₁ = V₂·1,38 = 4,13·1,38 = 5,696 ≈ 7 мᶟ

Як визначити коефіцієнт ущільнення щебеню при трамбуванні самостійно

Допустимо, ви робите стрічковий фундамент і вам необхідно на дно викопаної траншеї засипати подушку із щебеню, яку ви плануєте ущільнити за допомогою ручного трамбування. Але виникає слушне питання: скільки кубометрів будівельного матеріалу замовити у найближчого постачальника. Розрахунки можете зробити самостійно, обов'язково враховуючи ущільнення щебеню під час трамбування.

Вчиняєте так:

Спочатку з дощок виготовляєте ящик із внутрішніми розмірами: шириною – 1 м, довжиною – 1 м, висотою – 0,4 м.
Ящик, ручне трамбування, лопату і товсту рейку довжиною 1,2÷1,3 м вантажте в багажник і їдете до продавця щебеню.
Наповнюєте ящик щебенем (зазвичай гору цього корисного будівельного матеріалу мають поруч із побутівкою продавця) і розрівнюєте його рейкою (одночасно видаляючи всі надлишки).
Трамбуєте щебінь у ящику.
За допомогою лінійки або рулетки вимірюєте відстань від верхнього краю скриньки до рівня утрамбованого щебеню.
Робите нехитрі обчислення та отримуєте шуканий Ктр.

Наприклад, після трамбування відстань відверхнього краю рівня щебеню становило 10 див = 0,1 м.

Об'єм повного ящика з не утрамбованим щебенем V₁ = 1 · 1 · 0,4 = 0,4 м?.

Об'єм щебеню після трамбування V₂ = 1 · 1 · 0,3 = 0,3 м?.

Коефіцієнт ущільнення при трамбуванні для нашого конкретного матеріалу (за фракційністю, вологістю та міцністю) та пристрої для трамбування:

Ктр = V₁ : V₂ = 0,4 : 0,3 ≈ 1,33

Вимірювання коефіцієнта ущільнення у лабораторних умовах

Для визначення коефіцієнта ущільнення при трамбуванні в лабораторних умовах застосовують спеціальний вібраційний прилад, який складається з:

вібростолу;
вимірювального контейнера (зазвичай місткістю 50 літрів);
кришки контейнера, з вмонтованим у неї трамбувальним вібропоршнем.

Вимірювальний контейнер заповнюють матеріалом у розпушеному стані.
Поверхню насипаного матеріалу вирівнюють по верхній кромці контейнера.
Прикручують кришку з вібропоршнем.
Включають віброприлад і виконують віброущільнення (зазвичай трохи більше 2÷3 хвилин).

Після вимкнення приладу за допомогою лінійки вимірюють висоту вільної частини контейнера, розраховують об'єм вільної частини, і за співвідношенням повного контейнера з пухким матеріалом до об'єму щебеню утрамбованого розраховують коефіцієнт при трамбуванні.

Наприклад, об'єм вимірювального контейнера V₁ = 50 літрів. Об'єм вільної частини після закінчення трамбування V₀ = 14 літрів. Об'єм утрамбованого матеріалу V₂ = V₁ - V₀ = 50 - 14 = 36 літрів.

Тоді Ктр = V₁ : V₂ = 50 : 36 = 1,3888 ≈ 1,39.

В ув'язненні

Правильне використання коефіцієнта ущільнення при транспортуванні дозволить вам проконтролювати доставлений обсяг оплаченого матеріалу, азнаючи коефіцієнт ущільнення при трамбуванні ви зможете замовити саме кількість матеріалу, яка необхідна для проведення запланованих будівельних робіт, уникнувши при цьому матеріальних витрат на надлишки.