Примесью иногда также являются органические вещества, в том числе и мелкие частицы угля в количестве до 15–20%, которые увеличивают пористость, а при неравномерном распределении снижают прочность керамического черепка.

1.2. Отбор средней пробы

От правильности отбора средней пробы в значительной мере зависит

1.3. Определен е содержания грубых включений

Количественное определение крупнозернистых включений (более 0,5 мм) в соответствии с требованиями ГОСТ 9169–59 производится мокрым способом с помощью сита диаметром отверстия 0,5 мм. Отбирают 0,5 кг глины с ненарушенной текстурой, замачивают водой на 12−14 ч и осторожно отмывают на сите под струей воды. Промытый и высушенный остаток взвешивают, затем подвергают осмотру и обмеру зерен. Визуально устанавливают наличие примесей и включений (полевого шпата, кварца, известняка, пирита, гипса, корней растений и т.д.). Результаты записывают по форме табл. 2. Глины по содержанию включений согласно требованиям ГОСТ 9169–59 делят в зависимости:

- от размера включений:

на мелкие – содержащие зерна менее 2 мм; средние – 2–5 мм;

14

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

Приборы и материалы:

– набор стандартных сит с поддоном и крышкой;

– лоток для анализируемого грунта;

– чашка фарфоровая для взвешивания фракций;

– лабораторные весы с точностью взвешивания до 0,01 г;

– фарфоровая ступка и пестик с резиновым наконечником;

– мерные цилиндры (100 см3);

– стеклянная палочка с резиновым наконечником;

ной величины, формы и состава. Основная задача анализа – определить количественное содержание частиц разных размеров в процентах от веса исследуемой пробы, что характеризует гранулометрический (зерновой) состав глинистой породы. От него зависят такие важные характеристики свойств глинистого сырья, как пластичность, сопротивление сдвигу, усадка, набухание и т.д.

ния на ситах, набухания, оседания в спокойной и движущейся воде под действием силы тяжести или центробежной силы. Все известные методы анализа гранулометрического состава объединены в две группы: прямые и косвенные.

Прямые методы позволяют непосредственно установить размер частиц, слагающих породу, и определить содержание последних. Сюда относятся: ситовой метод анализа, где используется набор сит с диаметрами отверстий: 3; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм; метод подсчета частиц различных размеров под микроскопом и метод электронно-микроскопический с обработкой микрофотографий.

Номера сит нормированы и соответствуют размеру стороны ячейки в свету (мм) и, таким образом, характеризуют максимальный размер просеявшихся частиц. Если размер ячейки менее 1 мм, то в обозначении номера запятая после нуля не ставится (табл. 3).

16

обозначениями иностранных систем сит и чаще всего с немецкой по DJN №1171 (табл. 4). В этой системе номер сита равен числу отверстий на

17

Рис. 5. Оборудование, необходимое для определения гранулометрического состава глинистых пород:

1 – набор стандартных сит с поддоном и крышкой; 2 – лоток для анализируемого грунта; 3 – чашка фарфоровая для взвешивания фракций; 4 – лабораторные весы

с точностью взвешивания до 0,01 г; 5 – фарфоровая ступка и пестик с резиновым наконечником

Ситовой анализ может проводиться двумя способами: мокрым и су-

либо косвенному признаку: весу частиц, способности к набуханию, отражению света, скорости падения частиц вДводе или другой жидкости и т.д.

Косвенные методы позволяют установитьИразмер частиц по какому-

отмучивания Рутковского, Сабанина); методы определения количества

Косвенные методы можно разделить на две группы: методы определения частиц различных размеровАс полным выделением фракций (методы

частиц различных размеровббез выделения фракций: метод Робинзона, ос-

нованный на различной скорости падения в воде частиц разных размеров; метод Фигуровского ииметод с применением торзионных весов, основанные на непрерывном взвеш ван осадка, выпадающего из суспензии; метод нефелометрии, связанный с змерением степени мутности глинистой суспензии, когдаСпо номограмме определяется весовое количество частиц в суспензии; метод ареометрический с измерением плотности суспензии ареометром через определенные промежутки времени и др.

Далее подробно рассматривается наиболее простой метод определения зернового состава глинистой породы – полевой метод Рутковского.

2.1. Определение гранулометрического состава глин по методу Б.И. Рутковского

Метод основан на способности глинистых частиц набухать в воде и на различной скорости падения частиц в воде, в зависимости от их размера (седиментометрии или скорости осаждения).

Вещественный состав глин представлен собственно глинистой частью (каолинитом, монтмориллонитом, гидрослюдой и др.) и примесями (кварцем, полевым шпатом, карбонатами, гипсом, пиритом, растворимы-

18

ми солями, органическими включениями и др.). При взаимодействии с водой способны набухать только минералы глинистой части.

Физический смысл набухания заключается в следующем: кристаллическая решетка глинистых минералов относится к типу слоистых, причем некоторые минералы (типа каолинита) имеют асимметричное строение пакета, т.е. на одной стороне пакета расположены водородные ионы, на другой – ионы кислорода. Примыкая разными слоями, такие пакеты связываются достаточно прочно друг с другом; поэтому вода очень слабо проникает между слоями монокристалла каолинита, не увеличивая межплоскостные расстояния, и в основном адсорбируется на поверхности слоев.

Другие минералы (типа монтмориллонита) имеют симметричное строение пакета, т.е. на обеих поверхностях его расположены ионы кислорода.

В результате между пакетами очень слабая связь, и вода, проникая туда, расширяет кристаллическую решетку минералаИ. Наибольшая вели-

чина набухания характерна для монтмориллонитовых глин, наименьшая – для каолинитовых. Скорость падения, илиДосаждения, глинистых и мелких

алевритовых частиц (песчанистых, полевошпатовых и т.д.) зависит от ряда факторов и пропорциональна квадрату их радиуса. По скорости падения можно определить размер частиц. Наиболее простой зависимостью является формула Стокса

19