Файл: Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

роста осаждения частиц разной крупности центробежной силой, развивающейся при вращении центрифуги (величина центробеж­

ной силы в ультрацентриф}rax

современной конструкции в

500 000—900 000 раз превышает

силу земного тяготения).

Наибольшее распространение в инженерно-геологической практике получили следующие методы гранулометрического ана­

лиза: 1) ситовый

анализ;

2) метод

двойного отмучивания;

3) пипеточный метод;

4)

ареометрпческий

анализ; 5) метод

Рутковского.

расчета

скоростей

при

гранулометрическом

За основу для

анализе была принята

(в 1957 г.) формула Стокса.

г р а н у л о м е т р и ч е с к и й а н а л и з н а си тах

Гранулометрический анализ на ситах производится при по­ мощи набора сит с штампованными отверстиями диаметром 10, 5, 2, 1 и 0,5 мм. Разделение на ситах применимо только для крупнозернистых частей глинопорошков. Предельная величина зерен, которые можно отсеивать, 0,1 мм.

ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦА II ПРОИЗВОДСТВО АНАЛИЗА

1.Довести глинистый порошок до воздушно-сухого состоя­ ния. Для этого рассыпать его на листе бумаги, растереть все крупные комки и структурные агрегаты резиновым пестиком н оставить на бумаге в течение 1—2 сут.

2.Взять среднюю навеску: высушенный на воздухе образец тщательно перемешать, шпателем пли ложкой распределить по листу бумаги тонким слоем в несколько миллиметров и разде­ лить на квадраты со сторонами 3,5—4,0 см. Из каждого квадра­ та взять ложкой небольшую часть порошка в таком количестве, чтобы из всех квадратов собрать навеску примерно 200 г (можно брать целые квадраты в шахматном порядке).

3.Отобранную пробу взвесить с точностью до 0,01 г и про­ пустить через всю колонну сит, вложенных одно в другое, до полного разделения глинопорошка. Просеивание осуществляет­ ся с помощью горизонтального встряхивания.

4.Содержимое каждого сита взвесить, на технических весах

ивыразить в процентах к общей навеске.

Для контроля сложить веса отдельных фракций н сравнить полученное значение с первоначальным весом пущенного в ана­ лиз образца. Расхождение до 1 % считается нормальным. До­ вольно большое расхождение показывает, что допущена ошибка или грубая утеря частиц образца, анализ в этом случае должен быть повторен. Допустимое расхождение в параллельных ана­ лизах ±1% (абсолютный) для каждой фракции, если ее содер­ жание менее 10%, и ±3%, если ее содержание более 10%.

30


П р и м е р . Анализу подвергнута навеска глинопорошка 500 г. При отде­ лении на ситах получено:

фракции 10 мм 5 г, что составляет

5-100

= 1%

 

 

 

 

 

500

»

10—5

» 20

»

»

20-100

=4%

 

 

 

 

 

500

»

5—2

» 25

»

»

25-100

500 =5%

»

2—1

» 50

»

ъ

50-100

= 10%

 

 

 

 

 

500

»

1 ,0 — 0 ,5

» 105

»

»

105-100 =21%

 

 

 

 

 

500

»

0,5

» 295

»

»

295-100

=59%

 

 

 

 

 

500

 

Итого

 

 

100%

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ГЛИН ПИПЕТОЧНЫМ МЕТОДОМ

ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ПИПЕТОЧНОГО МЕТОДА

Взять методом квартования среднюю пробу воздушно-сухого грунта, прошедшего через 0,5-мм сито, поместить в стаканчик или фарфоровую чашку и определить вес на аналитических ве­ сах с точностью 0,01 г. Вес средней пробы должен составлять: для глин около 5—10 г, для суглинков 12 г, для супесей около 20 г (в пересчете на сухое). Одновременно с отбором пробы для гранулометрического анализа отобрать пробы на влаж­ ность и содержание солей.

Пипеточный анализ производится припомощи прибора (рис. 6), главную часть которого составляет пипетка емкостью 25 см3.

Пипетка 1 закреплена в держателе 2 штатива 3, на котором нанесены миллиметровые деления. Зажим может быть закре­ плен на любом делении. На штатив насажена муфта 4, служа­ щая упором для зажима при опускании пипетки на ту или иную глубину. Верхний конец пипетки соединен с аспиратором 5 кау­ чуковой трубкой 6, снабженной зажимом Мора 7. В каучуко­ вую трубку 6 между пипеткой и аспиратором включен стеклян­ ный тройник 8 и на третий конец тройника надета каучуковая трубка 9 с зажимом Мора. Аспиратор соединен с бутылью при помощи каучуковой трубки 10 с зажимом.

Для анализа рекомендуется применять пипетку, у которой нижний конец ствола запаян и имеет четыре боковых отверстия, через которые суспензия поступает внутрь. Боковые отверстия должны быть направлены не вертикально вниз, а немного вверх,

31


чтобы отбирать пробу ие из нижнего, а из верхнего слоя су­ спензии.

Конструкция пипетки должна обеспечивать быстрый и точ­ ный отбор необходимого объема суспензии и возможность смы­ вания небольшой струей воды частиц грунта, задерживающихся на стенках

пипетки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗА ПИПЕТОЧНЫМ МЕТОДОМ

 

Взять

5 г сухой глины (если

вести

 

анализ

в

цилиндре

на

500 см3) или

 

10 г (если анализ проводить в цилинд­

 

ре на

1 000 см3),

залить

дистиллиро­

 

ванной

водой

на

2/3

колбы

емкостью

 

1 л и

добавить

2 см3 25%-ного или

 

12 см3 12%-ного раствора NH4OH и

 

кипятить на плитке до тех пор,.пока

 

объем суспензии в колбе не уменьшит­

 

ся на половину первоначального объ­

 

ема. Затем после кипячения суспензию

 

остудить и слить в фарфоровую чаш­

 

ку, пропуская через сито с отверстия­

 

ми 0,25 мм.

 

 

 

 

 

 

 

Частицы, оставшиеся на сите, пере­

 

нести струей

дистиллированной

воды

 

из промывалки в другую

фарфоровую

 

чашку. В фарфоровой чашке пробкой

 

или резиновым пестиком растереть ко­

 

мочки и слить в цилиндр на 500 или

 

1000 мм через сито. Это делается до

 

тех пор,

пока

вода

в

чашке

после

Рис. 6. Прибор для гра­

взбалтывания

пестиком

не

станет чи­

нулометрического анали­

стой. Промытый осадок

на

сите

пере­

за пипеткой.

носят в тигель, выпаривают

на

песча­

ной бане и высушивают до постоянно­ го веса. Цилиндр с суспензией, прошедшей через сито, доводят дистиллированной водой до метки 500 мл, размешивают специ­ альной мешалкой и отстаивают 2 мин. Пипеткой отбирают 25 мл суспензии, причем пипетку погружают точно на глубину 15 см; отстаивают 10 мин и затем снова отбирают 25 мл. После ча­ сового стояния пипетку погружают на глубину 10 см н отбира­ ют 25 мл суспензии, после 24 ч — на глубину 7 см (время отбо­ ра уточняют по табл. 4). Пипетку каждый раз ополаскивают ди­ стиллированной водой и выливают ее в тот же тигель.

32


л

 

 

 

rJ

 

о

-

 

 

со

т*

ѵо

 

 

S

 

 

 

частиц

 

 

У

 

 

 

твердых

 

СЧ

 

 

 

ш

 

зависимостиот температуры и плотности

Интервалывремени при температтре, °С

 

s

U0

 

 

 

о

 

 

С4*

в

 

 

г

взятий суспензии

 

о

=

времени

 

 

 

S

I I

 

 

Интервалы

, 4.

 

 

щштPJГ- MJ^

 

 

о

о і\о

 

 

г га ^ с.

 

 

(_

:: с

 

 

 

а sfn

 

 

Пло Н0С1 часті: г/см

у

л 2

CU cg в*

2 И. Е. Шептала

см

 

о

о

СП

о

СП

см

со

со

ч*<

Ч*

 

 

 

см

со

ІЛ

 

ю

00

см

со

см

 

ІЛ

о

 

ч^ CD t-»

 

ч*

Г-

г-

 

 

о

ІЛ

 

 

іЛ

 

 

 

іЛ

Tt*

 

 

 

Г-

 

 

 

Г"-

 

 

 

со

со

о

ю

со

о

ІЛ

——

СО

h-

со

Ч**

о

о

о

 

о

см

см

 

со

см

 

CD

о

см

чф

 

Г-

00

Г-.

 

со

со

см

 

со

4f

оо

 

 

о

ІЛ

 

 

о

 

 

о

 

 

 

 

CD

 

 

 

CD

 

 

 

00

іл

Tt*

ІЛ

h-

см

CD

4f

(D

<D

со

Ч*<

ч*

 

 

о

 

 

ю

LO

 

со

СО

о

 

о

см

rf

 

CD

со

іЛ

 

со

4tf*

ІЛ

 

оо

см

СО

 

 

 

CM

 

 

см

тГ

 

 

 

о

 

 

 

CM

 

 

 

см

 

 

 

см

 

 

 

CM

 

 

 

 

 

 

о

ю

о

oo

Г-

со

ІЛ

со

СО

 

іЛ

со.

см

см

со

 

Ч**

см

CM

 

о

см

 

 

см

о

 

CM

СО

CM

 

см

см

со

 

о

см

со

 

см

CM

 

со

 

см

іЛ

 

 

 

 

 

 

чф

 

 

 

СО

 

 

 

CM

 

 

 

см

 

 

 

см

CD

CM

Г-

 

ІЛ

Г--

Г-

со

о

 

00

 

 

CO

ГГ

 

см

см

 

ю

см

 

о

см

ІЛ

 

со

 

ч^

CD

о

 

см

со

1

 

со

со

со

 

CM

СО

 

 

со

о

 

см

со

 

 

 

 

CD

 

 

 

со

 

 

 

Г"-

 

 

 

CM

 

 

 

см

 

 

 

см

LO

о

о

r-

ІЛ

о

о

t"-

ю

о

о

г-

см

 

 

 

см

 

 

см

 

— •

 

о

о

о

о

ІЛ

ІЛ

ІЛ

ІЛ

‘о

о

о

о

со

со

СО

CO

со

со

СО

со

f-

г-

ъ-

г-

см

см

см

CM

см

см

см

см

см

см

см

см

о

о

іЛ

о

о

о

ІЛ

__

о

о

ІЛ

о

ю

о

о

ІЛ

о

о

о

ю

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о" о

о

о

о

о

о

о

33


ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТО В

I. Фракция на сите рассчитывается по формуле

-

,

а ,-100

где Х\ — процентное содержание фракции на сите; В — навеска, взятая для анализа; а\ — вес сухого остатка в тигле.

Процентное содержание фракции определяется следующим образом.

Фракции 0,1—0,05 мм

100- (я2У-100

+ -*“і

)■

ВѴ1

 

где х2— процентное содержание фракции 0,1—0,05 мм; а2— вес сухого остатка в тигле суспензии после 2 мин отстаивания; V — объем цилиндра; 1Л — объем пипетки.

Фракции 0,05—0,01 мм

а.,Ѵ- 100

а3Ѵ■100

400 (а, — а3),

 

ВѴг

ВѴі

 

 

где a2— вес сухого

остатка

в тигле суспензии, отобранной пос­

ле 2 мин; а3 — вес

сухого

остатка в тигле суспензии после

10 мин.

 

 

 

Фракции 0,01—0,005 мм

хі = 400 (а3 — а4),

где Й4— вес сухого остатка в тигле суспензии, отобранной после 1 ч.

 

Фракции 0,005 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

*в = 400(п„ — о6),

 

где

as — вес в г сухого остатка

в тигле

через 24 ч.

 

Фракции 0,001 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

X,

а5Ѵ-100 400а5.

 

 

 

 

 

ВѴі

 

 

 

 

 

П р и м ер . Определение процентного содержания фракций.

Хі

а.

Высушенный остаток составляет 0,1092 г

(оі). Подставив в форму

весовое значение

остатка,

получим

его

процентное содержание на

0,25-мм

сите:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,192-100

2,184.

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б.

Отобранный через

2 мим от начала анализа, высушенный до посто

ного веса остаток составляет 0,2061 -г

сухого вещества (а2). Подставляя зна­

чение весового количества в формулу

х2, определяем

процентное содержание

фракции 0,1—0,05 мм:

 

 

 

 

 

 

 

 

= 100

261-500-100

\

г

 

 

5-25

 

+ 2 ,1 8 4 ^ - 1 5 ,3 8 .

34