Материал: 2202
линдр с внутренним диаметром 60 2 мм (5); воронка стеклянная d = 14 см (6); мешалка (7); чашки фарфоровые (8); промывала (9); стеклянный стаканчик (10); ступка фарфоровая с резиновым пестиком (11); технические весы с точностью взвешивания до 0,01 г (12); термометр; песчаная баня; пипетка на 25 мл; 4 или 6,7% - ный пирофос-
Сфорно-кислый натрий; 25% - ный раствор аммиака. и
бАРис. 4. О орудование, необходимое для проведения гранулометрического анализаДареометрическим методом
1.3.2. Подготовка к испытанию
Методом квартования по ГОСТ 8735 [3] отбирают среднюю пробу грунта массой 100 г в воздушно-сухомИсостоянии и просеивают сквозь колонку из набора сит диаметром отверстий 10; 5; 2; 1 мм с поддоном.
Взвешивают фракции грунта, задержавшиеся на ситах и прошедшие в поддон.
Примечание. Если в образце нет крупных частиц, просеивание сквозь сито с размером отверстий 2 мм и более не производят.
Результаты заносятся в табл. 9. Масса пробы грунта m = __________ г.
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
Журнал определения масс фракций грунта от 10,0 до 1 мм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
|
|
|
Размер частиц, мм |
|
|
|||
|
|
|
|
|
>5 |
|
5–2 |
|
2–1 |
<1 |
|
||
|
Номер чашки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Масса чашки m0 , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Масса чашки с грунтом mсi г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Масса грунта mi mci m0 , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
одержан е фракц |
|
|
|
q1= |
|
q2= |
|
q3= |
qс= |
|
||
|
qi 100 mi |
/m,% |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
строки |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
По данным та л. 9 путем суммирования результатов трех столб- |
||||||||||||
|
цов последней |
определяют qс = q1+ q2+ q3 – содержание в грунте |
|||||||||||
|
фракц |
|
пробы |
|
|
|
|
||||||
|
|
(%) крупнее 1 мм. Суммарное содержание в грунте фракций |
|||||||||||
|
крупнее 1 мм , qс = |
|
%. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для определен я гранулометрического состава ареометрическим |
||||||||||||
|
методом |
з грунта, |
прошедшего сквозь сито с диаметром отверстий |
||||||||||
|
1,0 мм, отб рают методом квартования среднюю пробу массой 30 г. |
||||||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|||||||
|
Одновременно от ирают |
|
грунта массой не менее 15 г ка- |
||||||||||
|
ждая для определения гигроскопической влажности Wг и плотности |
||||||||||||
|
частиц грунта s по ГОСТ5180–2015[4]. |
|
|
|
|
||||||||
|
Определение плотности частиц грунта s |
рассматривается далее в |
|||||||||||
3 |
|
|
|
3 |
Д |
||||||||
|
п. 2.3[4]. Гигроскопическая влажность, соответствующая влажности |
||||||||||||
|
грунта в воздушно-сухом состоянии, определяется так же, как и |
||||||||||||
|
влажность грунта в естественном состоянии методом высушивания |
||||||||||||
|
пробы грунта до постоянной массы, который изложен в п. 2.4[4]. |
||||||||||||
|
Навеску грунта, отобранную для проведения гранулометрическо- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||
|
го состава ареометрическим методом, переносят в колбу емкостью |
||||||||||||
|
500 см , доливают 200 см |
|
|
дистиллированной воды и добавляют в |
|||||||||
|
получившуюся суспензию 1 см3 |
25% раствора аммиака. Тщательно |
|||||||||||
|
перемешивают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Колбу закрывают воронкой диаметром 4 – 5 см и кипятят (кипячение не должно быть бурным) суспензию в течение 30 мин – для супесей, песков и 1 ч – для суглинков, глин. После кипячения необходимо охладить суспензию до комнатной температуры.
Охлажденную до комнатной температуры суспензию переливают в стеклянный цилиндр емкостью 1 л сквозь сито с диаметром отверстий 0,1 мм, помещенное в воронку диаметром приблизительно 14 см.
17
Оставшиеся на внутренней поверхности колбы частицы грунта тщательно смывают дистиллированной водой на поверхность сита.
Во избежание коагуляции (сгущения) в грунтовую суспензию в качестве стабилизатора добавляется 5 см3 4%-ного или 6,7%-ного пирофосфорнокислого натрия: 4%-ного – из расчета на безводный пирофосфорнокислый натрий и 6,7%-ного – из расчета на водный пирофосфорнокислый натрий.
Част цы грунта, задержавшиеся на сите, смывают струей воды в фарфоровую чашку, где их тщательно растирают пестиком с резиновым наконечн ком, после чего сливают образовавшуюся в чашке
взвесь в ц |
л ндр сквозь сито с диаметром отверстий 0,1 мм. Растира- |
С |
|
ние осадка |
чашке сливание взвеси сквозь сито в цилиндр следует |
продолжать до полного осветления воды над частицами, оставшимися |
|
на дне чашки.
Уровень воды в ц л ндре не должен превышать отметку 1000 см3.
Част цы грунта, |
|
|
на сите, |
тщательно смывают водой в |
|||||
оставшиеся |
|
|
|
|
|
||||
фарфоровую чашку |
высушивают в сушильном шкафу при темпера- |
||||||||
туре 105±5 °С до постоянной массы. |
|
|
|
|
|||||
Высушенные до постоянной массы частицы грунта просеивают |
|||||||||
сквозь сита с диаметром отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм. |
|
|
|||||||
Определение масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм следует вести в |
|||||||||
табличной форме (табл.10). |
|
|
|
|
|
||||
|
бА |
Таблица 10 |
|||||||
|
|
|
|||||||
|
Журнал определения масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса |
|
Масса |
|
|
|
|
|
|
|
чашки |
|
Масса |
|
|
|
Размеры |
|
Номер |
|
|
чашки mч, г |
|
||
Номер |
|
|
с сухим |
|
сухого |
|
|||
проб |
фракций, |
фарфоровой |
|
Достатком остатка |
|
||||
|
мм |
|
чашки |
|
mcо, г |
|
|
mcо-mч, г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1–0,5 |
|
|
|
|
|
|
m1= |
|
2 |
0,5–0,25 |
|
|
|
|
|
|
m2= |
|
3 |
0,25– 0,1 |
|
|
|
|
|
|
m3= |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
Частицы грунта, прошедшие сквозь сито размером отверстий 0,1 мм, следует перенести в цилиндр с суспензией.
Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, взвешивают. Суспензию в мерном цилиндре доводят до объема 1000 см3.
18
1.3.3. Проведение испытаний
Суспензию в цилиндре тщательно перемешивают мешалкой в течение 1 мин до полного взмучивания осадка со дна цилиндра, не допуская выплескивания суспензии и вспенивания. Момент оконча-
|
ния перемешивания суспензии фиксируется по секундомеру. |
|||||
С |
|
|
|
|
||
|
По табл. 11 определяется время взятия отсчета по ареометру по- |
|||||
|
сле окончания перемешивания суспензии. |
Таблица 11 |
||||
|
|
|
Время взятия отсчета по ареометру |
|||
|
Диаметр |
|
|
|||
|
|
|
(Извлечение из ГОСТ 12536–2014 [2]) |
|||
|
фракц |
зерен грунта d, мм |
|
Время от конца перемешивания сус- |
||
|
|
|
|
|
пензии до замера ее плотности |
|
|
Менее 0,05 |
|
|
1 мин |
||
|
будут |
|
30 мин |
|||
|
Более 0,01 |
|
|
|||
|
Более 0,002 |
|
|
11 ч |
||
|
Пр мечан е. |
Для удо ства ра оты |
с ареометром следует брать уп- |
|||
рощенные отсчеты, т. е. в отсчете плотности суспензии на шкале ареометра отбросить единицу и перенести запятую на три знака вправо; в этом случае ты-
сячные деления |
представлять собой целые числа, а десятитысячные, ко- |
торые берут на глаз, — десятые. |
|
За 10 – 12 с до замера плотности суспензии в нее |
|
осторожно опускается ареометр (рис.5), который должен |
|
|
Д |
свободно плавать, не касаясь стенок цилиндра. Затем бе- |
|
рется отсчет по ареометруА. Продолжительность взятия |
|
отсчета не должна превышать 10 с. |
|
Контроль за температурой суспензии необходимо |
|
осуществлять замером температуры с погрешностью до |
|
|
И |
0,5 °С в течение первых 5 мин (до начала опыта) и затем после каждого замера плотности суспензии ареометром. При температуре, отличающейся от +20 °С, к снимаемым отсчетам по ареометру следует внести температурную поправку, определяемую по табл. 12.
К данным по плотности суспензии (отсчетам по ареометру) необходимо внести поправки на нулевое показание ареометра, высоту мениска и диспергатор.
Для определения поправки на нулевое показание
ареометра его опускают в мерный цилиндр с дис -
Рис. 5. Ареометр
19
тиллированной водой, имеющей температуру 20 °С, и производят отсчет плотности воды. Полученный отсчет принимают за единицу
|
плотности. Разность между принятой единицей и замеренным отсче- |
|||||||||
|
том по ареометру равна поправке, которую вводят в расчет. Поправку |
|||||||||
|
прибавляют к каждому отсчету по шкале ареометра, если ареометр |
|||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
при проверке показывает менее 1,000, и вычитают, если ареометр по- |
|||||||||
|
казывает более 1,000. |
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
|||
|
|
|
|
Поправки к отсчету по ареометру |
|
|||||
|
|
|
(Извлечение из ГОСТ 12536–2014 [2]) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Поправки |
Температура |
Поправки к |
|
Температура |
Поправки к |
||||
|
Температура |
|
|
к |
|
|||||
|
суспенз , |
отсчету по |
суспензии, |
отсчету по |
|
суспензии, |
отсчету по |
|||
|
0 |
ареометру R |
°С |
|
ареометру R |
|
0С |
ареометру R |
||
|
10,0 |
-1,2 |
|
17,0 |
|
-0,5 |
|
24,0 |
+0,8 |
|
|
10,5 |
-1,2 |
|
17,5 |
|
-0,4 |
|
24,5 |
+0,9 |
|
|
11,0 |
-1,2 |
|
18,0 |
|
-0,3 |
|
25,0 |
+1,0 |
|
|
11,5 |
-1,1 |
|
18,5 |
|
-0,3 |
|
25,5 |
+1,1 |
|
|
12,0 |
-1,1 |
|
19,0 |
|
-0,2 |
|
26,0 |
+1,3 |
|
|
12,5 |
-1,0 |
|
19,5 |
|
-0,1 |
|
26,5 |
+1,4 |
|
|
13,0 |
-1,0 |
|
20,0 |
|
0,0 |
|
27,0 |
+1,5 |
|
|
13,5 |
-0,9 |
|
20,5 |
|
+0,1 |
|
27,5 |
+1,6 |
|
|
14,0 |
-0,9 |
|
21,0 |
|
+0,2 |
|
28,0 |
+1,8 |
|
|
14,5 |
-0,8 |
|
21,5 |
|
+0,3 |
|
28,5 |
+1,9 |
|
|
15,0 |
-0,8 |
|
22,0 |
|
+0,4 |
|
29,0 |
+2,1 |
|
|
15,5 |
-0,7 |
|
22,5 |
|
Д |
+2,2 |
|||
|
|
|
+0,5 |
29,5 |
||||||
|
16,0 |
бА-0,6 23,0 +0,6 30,0 |
+2,3 |
|||||||
|
16,5 |
-0,6 |
|
23,5 |
|
+0,7 |
|
|
|
|
Поправку на высоту мениска вводят в расчет, если ареометр градуирован на заводе по нижнему краю менискаИ. ля этого ареометр опускают в цилиндр с дистиллированной водой, имеющей температуру 20 0С. Производят отсчеты по нижнему и верхнему краям мениска. Разница между замеренными отсчетами и будет поправка на высоту мениска. Поправку прибавляют к каждому отсчету по шкале ареометра при замерах плотности суспензии. Если ареометр градуирован по верхнему краю мениска, то поправка не требуется.
Для определения поправки на диспергатор ареометр опускают в мерный цилиндр с налитой 950 см3 дистиллированной водой, имеющей температуру 20 °С, и производят отсчет по верхнему краю мениска. Добавляют в цилиндр диспергирующее вещество. Затем доливают в цилиндр воду до 1 л, смесь взбалтывают, вторично опускают
20