Толтырғыштың беріктігі.

Бастапқ ы жыныстық беріктігі толтырғ ышты тау жыныстарын уату арқ ылы алынатын жағ дайда анық талады. Бұ л ү шін бұ рғ ылау немесе тас кесу станогының (білдек) кө мегімен диаметрі жә не биіктігі 40.... 50 мм қ ырлы куб жасайды. Оларды сығ ылуғ ы сумен қ анық қ ан кү йіндк гидравикалық престе зерттеп беріктіктің шектеуін анық тайды (МПа):

σ _сж = Р/А; [ l ];

мұ нда Р – пресстың бұ зу кү ші, МН

А – ү лгінің кө лденең қ иманың ауданы, м².

Бірақ мұ ндай зерттеу жасау қ иын. Бір қ атар жағ дайларда бастапқ ы тау жыныстар (немесе жасанды толтырғ ыштарда жасау ө ндірісіндегі болатын жартылай ө нім) ірі кеуектермен немесе жарық шақ тармен ә лсізденуі мү мкін. Мұ ндай жыныстардан уақ тау арқ ылы алынғ ан щебень жеткілікті берікті болу мү мкін, ә сіресе оның уақ фракциялары, яғ ни тү йіршіктері уату процесінен кейін жыныстарының макроқ ұ рылымда болатын ә лсірететін дефектілері жоқ болып кетеді. Ірі стандарты ү лгілерді зерттеу кезінде щебньнның нақ ты сапасын кө рсетпейтін тө мендетілген беріктік кө рсеткіштер алынуы мү мкін. Р.Л. Манлян мә ліметі бойынша карбонатты тау жыныстарынан алынатын щебеньнның беріктігі бұ л жыныстар стандартты ү лгілерінен бірнеше ретке жоғ ары болу мү мкін.

Дайын щебньды алатын жә не оның беріктігін тексеруден ө ткізуге талап ететін тұ тынушы барлық жағ дайларда зерттеу ү шін бастапқ ы жыныстар ү лгілерін ала алмайды, ол гравий тү ріндегі толтырғ ыштар, ережегідей, сығ ылу кезінде тікелей беріктікке зертеу мү мкін емес. Сондық тьан ә рекеттегі стандарттар шартты механикалық зерттеу кө мегімен толтырғ ыштардың беріктігін анық тауын қ арастырғ ан. Мысалы, табиғ и тастан болатын щебень ү шін жә не гравийдан болатын гравий мен щебень ү шін болат цилиндрде сығ ылу (езу) кезінде уатылу дең гейін анық тау қ арасьтырылғ ан.

Зерттеудің методикасы келесіден тұ рады:

Бір фракциялы щебеньді немесе гравийды ішкі диаметрі 150мм. болат цилиндрге салады. Цилиндрге бірнеше тө мен диаметрі бар (148 мм.) болат пуансонын қ ойып цилиндрге салғ ан толтырғ ышты 200 кН кү шімен гидравикалвқ прессте сығ ады. Нә тижесінде толтырғ ыштың ү лгісі жартылай уатылып қ алады.

Содан соң ү лгіні цилиндрден алып ө лшейді, кейін зерттелетін толтырғ ыш фракциялар тү йіршіктерінің ең тө мен номиналды ө лшемінен 4 есе аз ө лшемдегі саң ылаулары бар електен ө ткізеді. (Дең. Тө мен 0, 25); 5.... 10 мм. фракциялар ү шін 1, 25 мм. саң ылаулары бар елек қ олданылады; 10.... 20 мм. фракциялар ү шін – 5 мм. Осындай ә діс арқ ылы уақ талғ ан бө лшектерді ү лгіден алып тастап, електе қ алғ ан қ алдық ты ө лшейді.

Уатылу кө рсеткіші, % Др = (m – m₁) / m * 100 [ 2 ]

Мұ нда m – барлық зерттелетін ү лгінің массасы, г

m₁ - зерттеуден кейінгі бақ ылау електегі қ алдық тың массасы, г.

Кеуекті толтырғ ыштар ү шін зерттеуді сә йкес ө ткізеді – цилиндрде сығ у арқ ылы, бірақ зерттеу иә тижелерін бағ алау басқ аша жү ргізіледі. Бір фракциялы қ ұ рамында кеуекті щебеньды немесе гравийды ішкі диаметрі 150 мм. 100 мм.

биіктікке цилиндрге салады, дұ рыстап (тү зетін) цилиндрге қ атысты пуансонның жағ дайын ұ стап тұ ратын белгілері бар арнайы пуансонды цилиндрге қ ояды. Зерттеуге дейін пуансондағ ы тө менгі белгі дең гей бойынша цилиндрдің жоғ арғ ы шетімен бірдей болып тұ ру керек.

Содан соң гидравликалық прессте пуансон арқ ылы пуансон 20 мм – ге кіргенге дейін толтырғ ыш ү лгісіне жү ктеме жасапсығ ады жә не пресстің манометр кө рсеткішін жазып қ ояды. Цилиндрді сығ у кезінде бкріктіктің шектеуі (МПа)

σ _п = Р/А; [3]

мұ нда Р – жоғ арғ ы белгіге дейін пуансонды кіргізу кезіндегі болғ ан жү ктеме, МН

А – цицлиндрдің кө лденең қ иманың ауданы, А = 0, 0177 м².

Зерттеу барысында цилиндрдегі толтырғ ыштың ү йінді тығ ызды стандартты ө лшеуіш сосудта анық талғ ан нә тижесіне сә йкес болып стандарттан айырымды болмауын бақ ылап тұ ру керек.

Цилиндрде сығ ылу кезінде болатын беріктіктің шектеуі толтырғ ыштың меншікті сипаттамасы. Сығ у кезінде жү ктеме цилиндрдің қ иманың барлық ауданы бойынша таратылмайды. Бұ л тек тү йіршіктер арасындағ ы бө лек нү ктелер арқ ылы беріледі. Сондық тан цилиндрдің кө лденең қ иманың ауданына жү ктемені бө лу кезінде толтырғ ыш беріктігі бірнеше есеге тө мендейді. Осындай мө лшерде жоғ арыда кө рсетілген уатылуғ а зерттеуде меншікті.

Осындай зерттеулердің нә тижелері толтырғ ыштың нақ ты беріктігіне қ оса оның тү йіршіктер пішініне де тә уелді болады. Сондық тан толтырғ ыштардың ә р тү лпі тү рлері ү шін беріктікті цилиндрде сығ у немесе уату зерттеулердің нә тижелері бойынша салыстыруғ а болмайды.

Толтырғ ыштардың беріктігі R олардың тығ ыздығ ы мен қ ұ рылымына тә уелді. Ө ткізілген тау жыныстардың, толтырғ ыштардың жә не басқ а материалдардың бірнеше зерттеу нә тижелерін талдау негізінде С.М. Цуковичпен келесі жалпы тә уелділік ұ сынылғ ан:

R = R₁ (p/p₁)ⁿ, [4]

Мұ нда R₁ – p₁ – тығ ыздық ты материалдың зерттеу жолымен анық талғ ан беріктік шектеуі.

p – R беріктікке сә йкес материалдың тығ ыздығ ы (толтырғ ыш тү йіршіктерінің тығ ыздығ ы)

n – материалдың қ ұ рылымына байланысты дә реже кө рсеткіші.

R₁/p₁ = A мә н – берілген материалдың параметрі, тең мө лшерде тығ ыздығ ы 1 – ге тең болғ анда оның беріктігіне тең. Оның мә ні ә ртү рлі болуы мү мкін. Мысалы, ә к тас, ә йнек, керамика жә не т.б ү шін.

Сондық тан [4] формуласын келесі тү рде жазуғ а болады.

R =A*pⁿ

Яғ ни, кеуекті материалдың беріктігі оның тығ ыздығ ына пропорционалды болады.

Дә реженің кө рсеткішін (n) ұ ялы қ ұ рылымды материалдар ү шін (2.2 сур - а) 2 тең деп қ абылдауғ а болады. Сонымен ұ ялы қ ұ рылымды кеуекті материалдардың беріктігі квадратты параболаның тең деу арқ ылы жазылады. Егер, мысалы, кеуектілік жоғ арлау нә тижесінде материалдың беріктігі 2 есеге тө мендесе, лнда оның беріктігі 4 есеге тө мендеп қ алады. Соғ ан сә йкес, егер мұ ндай материалдардың тығ ыздығ ы 10% кө терілсе, онда оның беріктігі 21% ұ лғ аяды (1, 10² = 1, 21).

Тү йіршікті қ ұ рылымды материалдар ү шін (2.2 сур (б)) дә реже кө рсеткіші (n) материалдық ұ райтын тү йіршіктердің пішініне жә не олардың жанасу беріктігіне тә уелді болады.

Зерттеулердің иә ліметтері бойынша ә ртү рлі материалдар ү шін n = 3....6, ал орташа мә ні 4 шамасында болады. Сонымен, тү йіршікті қ ұ рылымды кеуекті материалдардың беріктігі тө ртінші немесе басқ а жоғ арғ ы қ атардағ ы парабола тең деумен жазылады.

Тү йіршікті жә не ұ ялы қ ұ рылымды материалдардың айырылымды ерекшеліктерін материал тығ ыздығ ының оның беріктігіне ә сері бойынша кө руге болады (2.3сур.).

Бірдей меншікті тығ ыздығ ы болғ ан кезде тү йіршікті қ ұ рылымдағ ы материалдың беріктігі едә уір тө мен ұ ялығ а қ арағ анда. Мысалы, тығ ыздық 2 есеге азайса, онда беріктік 4 есеге емес, 16 есеге тө мендеп қ алады.

Сондық тан бастапқ ы материалдардың кеуектілігі мен бірге толтырғ ыштарды анық талатын сипаттамасын бағ алау қ ажет.