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
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 |
||||
|
|
|
lЛ |
|
|
|
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: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*і |
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: |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
*г = 100 |
261-500-100 |
„ |
\ |
г |
||
|
|
— |
5-25 |
|
+ 2 ,1 8 4 ^ - 1 5 ,3 8 . |
34