Hiekan paisuminen – syy, testit ja merkitys

Hienojakoisen kiviaineksen tai hiekan paisuminen on ilmiö, jossa hiekan tilavuus kasvaa kosteuden lisääntyessä. Hienokiviaineksille on tehtävä täyteyskokeet ennen niiden käyttöä rakentamisessa.

Tässä artikkelissa kuvataan hienokiviainesten täyteisyyden määrittämisen menettely ja merkitys.

Hiekan täyteisyyden syyt

Hiekan kosteuspitoisuus muodostaa ohuita kalvoja hiekkahiukkasten ympärille. Näin ollen jokainen hiukkanen aiheuttaa painetta. Näin ne siirtyvät toisistaan poispäin aiheuttaen tilavuuden kasvua. Kiviaineksen paisuminen riippuu kahdesta tekijästä:

1. Kiviaineksen hienojakoisuus
2. Kosteusprosentti

Kuten alla olevasta kuvasta 1 käy ilmi, hiekan paisuminen lisääntyy kosteuspitoisuuden kasvaessa. Tämä tapahtuu tiettyyn rajaan asti, jonka ylittyessä mikä tahansa kosteuden lisäys pienentää tilavuutta.

Täysin kyllästyneessä hienossa kiviaineksessa ei esiinny pullistumaa. Täyttymisnopeus on kääntäen verrannollinen kiviaineksen kokoon. Näin ollen hienot kiviainekset paisuvat enemmän kuin karkeat kiviainekset.

Hiekan paisumisen määrittäminen

Hienojen kiviainesten prosentuaalisen paisumisen määrityslaitteisto ja -menettely kuvataan jäljempänä. Tämä paino mitataan W1

Jäähtynyt hiekka otetaan ilmatiiviiseen astiaan. Tämä paino mitataan W2:ksi.

Näytteen vesipitoisuus lasketaan seuraavasti

Wc = (W1-W2)x 100/W1 Yht.1

1. Pannuun otetaan 250 grammaa hiekkaa
2. Tälle lisätään 2 painoprosenttia vettä. Tämä sekoitetaan kunnolla
3. Seos kaadetaan 250 ml:n sylinteriin. Tämä konsolidoidaan ravistamalla
4. Pinta tasoitetaan. Lukema mitataan Y1.
5. Koe toistetaan jäljelle jäävälle hiekkamäärälle 2 painoprosenttia vettä joka kerta. Lukemat mitataan Y2, Y3…..etc, kunnes havaitaan tilavuuden vähenevä lukema.
6. Tämän tason jälkeen lisätään 4 % vettä ja testiä jatketaan, kunnes näyte on täysin kyllästynyt.
7. Mittasylinterissä olevaan vakionäytteeseen lisätään noin 50 ml vesimalmia ja näytettä sekoitetaan hyvin.
8. (xi) Merkitään muistiin kyllästyneen hiekan pinnankorkeus (Y ml).

Laskelmat

Hiekan täyttöaste = (Y1-Y)x100/Y

Tulokset

Tulokset

Piirretään kuvaaja, jossa vesipitoisuus on prosentteina X-akselia pitkin ja täyttöaste prosentteina y-akselia pitkin. Kuvaajasta saadaan seuraavat tulokset:

1. % tapahtunut täyttöaste =
2. % vesipitoisuus suurimmalla täyttöasteella=
3. % vesipitoisuus, kun täyttöaste on nolla=
4. % täyttöaste näytteen alkuperäiselle vesipitoisuudelle (W) =

Hiekan täyttöasteen kenttäkoe

Kenttäkoe. testillä määritetään hienojakoisten kiviainesten täyttöön tarvittava säätö

Välineistö

1. 250 ml:n mittapullo
2. Hienojakoinen kiviaines

Menetelmä

1. Kaadetaan hiekkaa 250 ml:n mittapulloon 200 ml:n merkkiin asti.
2. Täytetään sylinteri vedellä ja sekoitetaan hyvin (vettä kaadetaan niin paljon, että hiekka uppoaa kokonaan ja voidaan nähdä, että hiekan pinta on nyt alkuperäistä tasoa alempana)
3. Lukema otetaan hiekan pinnalta (Y ml)

Laskelmat

Hiekan täyttöaste = x100

Tulos

Kenttänäytteen täyttöaste=

Täyttöasteen määrittämisen merkitys

Hienojakoisen kiviaineksen tilavuus on epärealistinen täyttöasteen vuoksi. Kun betonin annostelu on suoritettava, hiekan täyttöön liittyvät kysymykset ovat huolenaihe. Jos bulkkauksen vaikutusta ei tutkita kunnolla, suunnitellussa betonissa on riittämätön määrä hiekkaa, mikä johtaa karkeaan seokseen. Hiekan paisuminen vaikuttaa betonin saantoon tietyllä sementtipitoisuudella.