The relationship between the mechanical properties of aggregates and their geometric parameters on the example of polish carpathian sandstones

The basic tests that allow the mechanical properties of grained material to be evaluated are tests of an aggregate’s resistance to crushing - the Los Angeles coefficient, and resistance to abrasion - the micro-Deval coefficient. These parameters primarily depend on the physical and mechanical properties of the raw material from which they are produced. The available literature widely describes the relationship between these parameters and bulk density, porosity, ultrasonic wave velocity, compression strength, tensile strength and point strength. This paper presents the relationship between the mechanical properties of aggregates and their geometrical properties. The analysis was carried out for the relationship between the Los Angeles and micro-Deval coefficients and the flatness and shape indices. As a result of the conducted considerations, the influence of the aggregate assortment on the analysed coefficients was also noted. All of the tests were carried out for aggregates (arch stones and mixtures) produced from sandstones from the Magura, Cergo and Krosno layers.

Najważniejszymi parametrami opisującymi właściwości mechaniczne kruszyw są współczynniki Los Angeles oraz micro-Deval. Wyrażają one odporność na fragmentację i ścieralnie. Bardzo duży wpływ na rozdrabianie i ścieralność kruszyw ma ich litologia oraz właściwości strukturalne i tekstualne. Istnieje również ścisła korelacja pomiędzy tymi parametrami a właściwościami fizycznymi i mechanicznymi skały, z której wykonano dane kruszywo. Wiele pozycji literatury zawiera zestawienia ubytków masy kruszywa po badaniu w bębnie Los Angeles i Mikro-Devala z właściwościami uzyskiwanymi z badań gęstości objętościowej, porowatości, badań z użyciem młotka Schmidta i ultradźwięków oraz wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie, czy też wytrzymałości punktowej. Natomiast brakuje publikacji dotyczących zależności właściwości mechanicznych kruszyw od ich właściwości geometrycznych. W związku z tym, celem niniejszej pracy było ustalenie relacji empirycznych między właściwościami mechanicznymi kruszyw, reprezentowanymi przez współczynnik Los Angeles LA oraz współczynnik mikro-Devala MDE a właściwościami geometrycznymi, tj wskaźnikiem kształtu i wskaźnikiem płaskości. W celu przeprowadzenia eksperymentów przygotowano próbki kruszyw wykonane z trzech rodzajów piaskowców karpackich występujących w południowo-wschodniej części Polski, tj. piaskowiec magurski, piaskowiec cergowski i piaskowiec krośnieński. Próbki do badań odporności na rozdrabnianie i ścieralnie oraz do badania wskaźnika kształtu i płaskości, przygotowano z kruszyw asortymentu: kliniec o uziarnieniu 5-20 mm i 5-31,5 mm oraz mieszanka o uziarnieniu ciągłym 0-31,5 mm i 0-63 mm. Próbki analityczne uzyskano metodą przesiewania.