Witaj ponownie!
Mail Grupowy pomaga Twojej grupie sprawnie się komunikować, dzielić notatkami, wydarzeniami i opiniami. Dowiedz się więcej »
Przedmioty Wykładowcy Uczelnie

analiza sitowa materiały- (2) badania makroskopowe


Prowadzący Iwona Deska
Informacja dla prowadzących
Podgląd

(2) badania makroskopowe.doc

Podgląd pliku (pełna wersja wyższej jakości po zalogowaniu):

1Wstęp teoretyczny


Badania makroskopowe mają na celu określenie nazwy, rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów. Najczęściej badania makroskopowe obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu, stanu gruntu, jego barwy i wilgotności oraz zawartości węglanu wapnia.

1.1Klasyfikacja gruntów


Ze względu na pochodzenie grunty dzieli się na antropogeniczne i naturalne.


Grunty antropogeniczne – to grunty nasypowe utworzone z produktów gospodarczej lub przemysłowej działalności człowieka (odpady komunalne, poflotacyjne itp.)

w wysypiskach, zwałowiskach, budowlach ziemnych itp.


Grunty naturalne – to grunty, których szkielet powstał w wyniku procesów geologicznych. Dzieli się je ze względu na pochodzenie na grunty nasypowe i rodzime.


  • Grunt nasypowy – grunt naturalny przerobiony w wyniku działalności człowieka

  • Grunt rodzimy – grunt, który znajduje się w miejscu powstania w wyniku procesów geologicznych


Ze względu na zawartość substancji organicznej grunty dzieli się na grunty mineralne i grunty organiczne.


Grunty mineralne - grunty rodzime nie zawierające więcej niż 2 % substancji organicznej. Dzieli się je na grunty skaliste mineralne i grunty nieskaliste mineralne


  • Grunty skaliste mineralne – grunty rodzime lite lub spękane o nie przesuniętych blokach, których próbki nie wykazują zmian objętości ani nie rozpadają się pod działaniem wody destylowanej i mają dużą wytrzymałość na ściskanie.


  • Grunty nieskaliste mineralne – grunt, którego nie można zaliczyć do gruntów skalistych (jest rozdrobnione, bez silnych wiązań krystalicznych). Grunty te dzieli się w zależności od ich uziarnienia na frakcje: kamienistą, żwirową, piaskową, pyłową oraz iłową.


Grunty organiczne – zawierające więcej niż 2 % substancji organicznej dzielimy, podobnie jak grunty mineralne, na grunty skaliste organiczne i grunty nieskaliste organiczne


  • Grunty skaliste organiczne – ze względu na stopień uwęglenia wyróżniamy: węgiel brunatny i węgiel kamienny


  • Grunty nieskaliste organiczne: grunty próchnicze, namuły, gytie, torfy.


1.2Oznaczanie nazwy gruntu


Oznaczenia i podziału gruntów skalistych makroskopowo dokonuje się przez oględziny i proste próby wytrzymałościowe (uderzanie młotkiem, rysowanie, ścieranie itp.). Najważniejsze informacje muszą dotyczyć wielkości ziaren, określenia ich stosunku do reszty gruntu, stwierdzenia stopnia ich obtoczenia oraz stwierdzenie obecności lub braku spoiwa ilastego. Przy opisie makroskopowym należy również podać, z jakich minerałów czy okruchów skalnych składają się poszczególne ziarna.

Przy oznaczaniu nazw gruntów gruboziarnistych i drobnoziarnistych należy oddzielić grunty spoiste od niespoistych. Grunt uznaje się za spoisty, jeżeli po wysuszeniu do stanu powietrznosuchego tworzy on zwarte grudki; ich rodzaj zależy przede wszystkim od zawartości frakcji pyłowej i piaskowej. Natomiast grunt uznaje się za niespoisty, jeżeli po wysuszeniu do stanu powietrznosuchego stanowi on nie związane ze sobą cząstki lub grudki rozpadające się pod wpływem lekkiego nacisku palcem.

Do badań makroskopowych gruntów spoistych zalicza się próby: wałeczkowania, rozmakania i rozcierania.

Grunty organiczne makroskopowo odróżniamy po „gnilnym” zapachu, ciemnej barwie, a także po dużej liczbie wałeczkowań, przy pozornie niewielkiej wilgotności gruntu.


Tab.1. Niektóre cechy rozpoznawcze składu granulometrycznego gleb w terenie.


Grupa mechaniczna

Określenie na podstawie obserwacji

Zachowanie się gleby w stanie:

suchym

plastycznym

Żwir piaszczysty

Przewaga części żwirowych, części spławialnych brak lub bardzo mało

Utwór sypki

Utwór nieplastyczny

Żwir gliniasty

Przewaga części żwirowych, znaczna domieszka części spławialnych

Tworzy bryły scementowane częściami spławialnymi; trzeba wysiłku aby je złamać

Części żwirowe zlepione spławialnymi, części ziemiste wykazują plastyczność

Piasek luźny

Widoczne tylko części piasku

utwór sypki, przy rozcieraniu szorstki, w porach skóry nie pozostają cząstki

Drobne agregaty, rozpadające się przy bardzo lekkim nacisku; przy wysychaniu nie brudzi rąk

Piasek słabogliniasty

Widoczne części piaszczyste z niewielką ilością części drobniejszych

utwór sypki, przy rozcieraniu szorstki, w porach skóry zostaje niewielka ilość części spławialnych

Nieplastyczny, agregaty ostrokrawędziste, przy bardzo małym nacisku rozpadające się; lekko brudzi palce

Piasek gliniasty lekki

Widoczne dobrze części piaszczyste i spławialne

Przy rozcieraniu wyczuwalna przewaga piasku; agregaty, które przy niewielkim nacisku rozpadają się; w porach skóry pozostają części spławialne

Nieplastyczny, agregaty ostrokrawędziste, przy bardzo małym nacisku rozpadające się; brudzi wyraźnie palce

Piasek gliniasty mocny

Widoczna przewaga części piaszczystych, lecz dość dużo części drobniejszych

Przy rozcieraniu wyczuwa się części spławialne i przewagę piasku; w porach skóry pozostają części spławialne; tworzy drobne agregaty, które rozpadają się przy lekkim nacisku

agregaty ostrokrawędziste, rozpadające się przy lekkim nacisku; przy rozcieraniu szorstki; brudzi palce, lecz nie można uformować wałeczka

Glina lekka

Wyraźnie widoczne ziarenka piasku na tle drobnego proszku

Przy rozcieraniu wyczuwa się cząsteczki piasku; agregaty pod małym naciskiem rozpadają się na drobniejsze, ostrokrawędziste

Tworzy agregaty; w dotyku szorstkie; brudzi palce; plastyczność i lepkość niewielka; przez wałeczkowanie otrzymuje się krótkie wałeczki


Grupa mechaniczna

Określenie na podstawie obserwacji

Zachowanie się gleby w stanie:

suchym

plastycznym

Glina średnia

Widoczne ziarna na tle drobnego proszku

Twarde agregaty ostrokrawędziste, rozpadające się przy dość silnym nacisku, przy rozcieraniu szorstkie; brudzi palce

Miękkie agregaty, rozpadające się przy nacisku; plastyczność i lepkość wyraźna; przy wałkowaniu otrzymuje się długie wałeczki; brudzi palce; można wygładzić do słabego połysku

Glina ciężka

Na tle gliniastej masy widoczne nieliczne ziarenka piasku

Tworzy agregaty twarde i zbite, ostrokrawędziste; silny nacisk kruszy je na odłamki; brudzi palce

Twarde agregaty; uformowana kuleczka przy nacisku pęka; przy wałkowaniu wałeczki są długie i cienkie; brudzi silnie palce

Jednolita, drobnoziarnista masa

Bardzo twardy i zbity; rozpada się pod bardzo silnym naciskiem na agregaty drobnoziarniste; przy rozcieraniu śliski; brudzi palce

Agregaty ostrokrawędziste; bardzo plastyczny i lepki; nie wyczuwa się piasku; wałeczek długi i cienki; paznokciem wygładza się do połysku; silnie brudzi palce

Utwór pyłowy zwykły

Jednolita, drobnoziarnista masa; ziarenka piasku prawie niewidoczne; powierzchnia łupliwości matowa

Sypki lub w postaci agregatów, które łatwo się kruszą przy nacisku; przy rozcieraniu słabo wyczuwalne ziarenka piasku, wrażenie suchej mąki

Drobne agregaty rozsypują się przy lekkim nacisku, miękki w dotyku, przy rozcieraniu matowy, słabo szorstki

Utwór pyłowy ilasty

Jednolita, drobnoziarnista masa; powierzchnia przełamu matowa

Agregaty, które przy niewielkim nacisku rozsypują się, przy rozcieraniu nie wyczuwa się piasku; wrażenie suchej, nieco śliskiej mąki

Plastyczny, lecz nie można uformować z niego długiego wałeczka gdyż kruszy się


1.3Barwa gruntu

Barwę gruntu określa się na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej. Określenie barwy może być wyrazem kilkuczłonowym. Unika się określeń takich jak: beżowy, amarantowy lub tp. Jeżeli barwa gruntu jest niejednorodna określamy rodzaj tej niejednorodności np. grunt o barwie jasnobrązowej z czerwonymi smugami. Barwę określa się w gruncie o wilgotności naturalnej, ponieważ po wysuszeniu zmienia on najczęściej barwę. Związki żelaza trójwartościowego nadają gruntom zabarwienie o odcieniach czerwonych lub brunatnych, natomiast związki żelaza dwuwartościowego zabarwienie o odcieniach zielonych i czarnych.


1.4Określenie wilgotności gruntu


Makroskopowo wilgotność gruntu określa się wyróżniając pięć stopni wilgotności gruntów spoistych. Grunt spoisty określamy jako:


  • suchy, jeśli grudka gruntu przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek,

  • mało wilgotny, jeśli grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie, lecz papier lub ręka przyłożone do gruntu nie stają się wilgotne,

  • wilgotny, jeśli grudka gruntu przyłożona do papieru lub ręki pozostawia na nich wilgotny ślad

  • mokry, jeśli przy ściskaniu grudki gruntu w dłoni z gruntu odsącza się woda

  • nawodniony, jeśli z gruntu płynnego lub nasyconego wodą woda odsącza się grawitacyjnie.


Grunt sypki określa się jako:


  • suchy, gdy nie wykazuje śladu wilgoci, a przy przesypywaniu kurzy się,

  • wilgotny, gdy zostawia ślad na papierze lub dłoni,

  • nawodniony, gdy woda odsącza się z niego samoczynnie.


1.5Określenie stanu gruntów spoistych


Pojęcie „stanu gruntu spoistego” określa pewną zawartość układu cząsteczek tego gruntu, niezależną od zawartości w niej wody oraz stanu fizycznego cząsteczek. Wyróżnia się 6 stanów gruntu: zwarty, półzwarty, twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny i płynny. Makroskopowo stan gruntów określa się za pomocą tzw. próby wałeczkowania. Wałeczkowanie przeprowadza się na gruncie o wilgotności naturalnej w taki sam sposób, jak się to robi przy określeniu rodzaju gruntu, przy czym nie wolno zwilżać gruntu, nawet jeśli jest on suchy. Stan gruntu wyznacza się na podstawie liczby wałeczkowań, po uprzednim oznaczeniu rodzaju gruntu.


Tab. 2. Makroskopowe oznaczanie stanu gruntu.


Rodzaj gruntu


Stan gruntu w zależności od liczby wałeczkowań


twardoplastyczny

plastyczny

miękkoplastyczny

Mało spoisty

Średnio spoisty

Zwięzło spoisty

Bardzo spoisty

1

<2

<3

<5

2

2–4

3–7

5 -10

>2

>4

>7

>10


Jeżeli z gruntu nie można uformować kulki, grunt znajduje się w stanie zwartym.

Jeżeli z gruntu można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego wałeczkowania, grunt znajduje się w stanie półzwartym.


2Wykonanie badań

2.1Odczynniki i sprzęt pomocniczy


  1. Siatka o wymiarach boków oczek kwadratowych 5 mm

  2. Zlewka o pojemności 0,5 dm3

  3. Papier do oznaczenia wilgotności

2.2Oznaczenie nazwy gruntu

Otrzymane próbki gruntu należy zaklasyfikować do odpowiedniej grupy na podstawie zdobytych informacji i tabel zawartych w instrukcji do ćwiczenia. Wybór uzasadnić opierając się na własnych spostrzeżeniach i próbach.

Próba wałeczkowania

  • Ze środka większej bryły gruntu pobrać grudkę o wilgotności naturalnej

  • Usunąć ziarna żwirowe i uformować palcami kuleczkę o średnicy 7 mm

  • Z kuleczki uformować wałeczek, na wyprostowanej lewej dłoni, prawą nieznacznie naciskając grunt

  • Prowadzić czynność, aż do uzyskania średnicy wałeczka ok. 3 mm

  • Jeżeli wałeczek nie wykazuje spękań i nie łamie się przy podniesieniu go do góry, zgnieść ponownie, uformować kuleczkę i ponownie wałeczkować

  • Kolejne wałeczkowania prowadzi się tak długo, aż wałeczek po uzyskaniu średnicy 3 mm rozsypuje się lub zaczyna pękać

  • W czasie wałeczkowania obserwować rodzaj spękań (podłużne czy poprzeczne) oraz zmiany wyglądu powierzchni wałeczka (matowość czy połysk)

  • Próbę wałeczkowania przeprowadza się na co najmniej dwóch grudkach

  • spostrzeżenia zanotować


Próba rozmakania

  • próbkę umieścić na siatce o wymiarach oczek 5 mm i zanurzyć w zlewce z wodą destylowaną

  • mierzyć czas rozmiękania grudki od chwili zanurzenia w wodzie aż do momentu przeniknięcia jej przez oczka siatki w wyniku rozpadnięcia

  • czas rozmiękania, zależny od zawartości frakcji iłowej pozwala na zaliczenie jej do odpowiedniego rodzaju gruntu

  • spostrzeżenia zanotować


Próba rozcierania

  • próbkę gruntu przeznaczonego do badań rozcierać między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie

  • sklasyfikować próbkę zgodnie z tab. 1

  • spostrzeżenia zanotować

2.3Oznaczenie barwy, stanu i wilgotności gruntu

Zgodnie z informacjami zawartymi w części teoretycznej oznaczyć barwę, stan i wilgotność gruntu; wyniki zanotować.





Literatura:

[1] Myślińska E.: Laboratoryjne gadania gruntów; Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 1992.

[2] Białousz S., Skłodowski P.: Ćwiczenia z gleboznawstwa i ochrony gruntów; Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej; Warszawa 1999.





7


Współpraca

Wczytywanie...