Akademia Rolnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Środowiska

Katedra Zaopatrzenia Osiedli I Geodezji

W Wodę i Kanalizację Rok: I

ĆWICZENIE 1

Ustalanie składu granulometrycznego metodą sitową

Rok akademicki 2004/2005 Dariusz Jaworski

Grupa 1

Ćwiczenie 1

Analiza sitowa, zastosowanie i zakres stosowania metody

1. Zakres

Analizę sitową należy stosować:

1. jako badanie podstawowe, w przypadku wszystkich gruntów niespoistych

2. jako badanie uzupełniające, w przypadku gruntów, dla których wykonuje się analizę areometryczną oraz pozostałość na sicie przy przygotowaniu zawiesiny przekracza 5%. W przypadku gruntów organicznych analizę sitową należy wykonać jedynie dla szkieletu mineralnego, z pominięciem składu organicznego, należy wybrać większe kawałki wziąć próbkę po oznaczeniu zawartości części organicznej.

2. Przyrządy

a) komplet składający się z sit o wymiarach boków oczek kwadratowych

40 ; 25 ; 10 ; 2 ; 0 ; 1 ; 0 ; 0,5 ; 0,25 ; 0,10 oraz 0,071 lub 0,063 mm wg PN-80/M-94008. Dopuszcza się zastąpienie sit o wymiarach oczek 0,071 i 0,063 mm sitami o wymiarach oczek 0,074 i 0,06 mm

b) wstrząsarka

c) waga stołowa ( o dokładności ważenia 1 g), waga technologiczna ( o dokładności ważenia 0,1 g) lub waga laboratoryjna ( o dokładności ważenia 0,01 g), rodzaj wagi należy dobierać w zależności od wielkości próbki badanego gruntu.

3. Przygotowanie próbek do analizy

Część pobranej próbki gruntu przeznaczonej do oznaczenia uziarnienia metodą analizy sitowej nie powinna zawierać ziaren o wymiarach większych niż 40 mm, należy je odsiać. Po wysuszeniu do stałej masy w temperaturze 95 - 110 ° C masa próbki powinna wynosić

1. dla piasku drobnego 200 - 250 g

2. dla piasku średniego 250 - 500 g

3. dla piasku grubego 500 - 5000 g

Masę próbek przeznaczonych do analizy należy tak dobrać, by masa pojedynczego największego ziarna (d<40 mm) nie przekraczała 5 % ogólnej masy suchej próbki. Próbki przeznaczone do oznaczenia należy ważyć z dokładnością nie mniejszą niż 0,1 %. W przypadku dostrzegalnego zlepiania się cząstek gruntu, próbkę należy przemyć w celu oddzielenia cząstek pyłowych i iłowych. Oddzielenie cząstek należy wykonać przez rozcieranie gruntu w naczyniu z wodą i zlewanie powstającej zawiesiny na sito o najdrobniejszych oczkach. Osad z sita należy spłukać do parownicy. Przemywanie wykonać tak długo, aż spływająca z sita woda będzie klarowna. Do rozcierania próbek zaleca się używać gumowego pręta o średnicy 10 - 15 mm.

4. Wykonanie analizy sitowej

Przygotowujemy komplet suchych i czystych sit, sita powinny być ułożone jedno na drugim w ten sposób, aby najwyżej znalazło się sito o największym wymiarze oczek (25mm), a pod nim sita o coraz to mniejszych oczkach. Każe sito powinno być osadzone w sztywnej ramce zabezpieczające je przed odkształceniem podczas przesiewania. Pod sitem dolnym umieszczamy płaskie naczynie do zbierania przesiewu, następnie na górne sito wsypujemy badaną próbkę, całość przykrywamy szczelnym wieczkiem. Tak przygotowany zestaw sit ustawiamy na wstrząsarce i włączamy ją na około 5 minut. Po upływie tego czasu sprawdzamy stopień rozdzielenia frakcji. W warunkach polowych stosuje się przesiew ręczny ze względu na utrudniony dostęp do stałego źródła zasilania. Jeżeli po zakończeniu przesiewu ręcznego na arkuszu znajdą się cząstki badanego gruntu, za pomocą pędzelka przenosimy je do naczynia z przesiewem i ponownie przesiewamy za pomocą wstrząsarki. Po zakończeniu przesiewu pozostałość na poszczególnych sitach należy oddzielnie zważyć.

5. Zawartość poszczególnych frakcji

Zi = mi/MS * 100%

mi - masa frakcji gruntu pozostałej na sicie

ms - masa szkieletu gruntu

Różnica między masą szkieletu gruntu a masą wszystkich frakcji nie powinna przekraczać

0,5 % wartości ms. Wyniki analizy sitowej należy nanieść na wykres i aproksjomować linią o monotonicznej krzywiźnie.

Zestawienie danych do wykreślenia krzywej kumulacyjnej uziarnienia

Średnica poszczególnych frakcji w mm	Waga frakcji w dkg	% zawartość wagowa poszczególnych frakcji	Suma % wagowych kolejnych frakcji
<0,063	0,5	0,61	0,61
0,063 - 0,1	0,5	0,61	1,22
0,1 - 0,25	1	1,22	2,44
0,25 - 0,50	12,5	15,24	17,68
0,50 - 1,0	20,5	25	42,68
1,0 - 2,0	11,5	14,02	56,7
2,0 - 4,0	19	23,17	79,87
4,0 - 6,3	8,5	10,37	90,24
>6,3 + 15	8	9,76	100,0
	82	100

Liczbowym wyrazem nierównomierności uziarnienia jest współczynnik nierównomierności. Sposób jego obliczenia podał Hazen. Określa go iloraz :

U = d₆₀ / d_e = 2,2 [mm]/ 0,40 [mm]= 5,50 [-]

d₆₀ - średnica zastępcza odpowiadająca 60% ziarn na krzywej sumowania

d_e - średnica miarodajna

U zawiera się w przedziale o 5 do 15 i z tego wynika żę grunt jest nierównomiernie uziarniony

Badana próbka była nierównomiernie uziarniona.

---