Визначення гранулометричного складу ґрунту за методом н.А. Качинського

МЕТА РОБОТИ: навчитись визначати механічний склад ґрунту в лабораторних умовах за методом Н.А. Качинського

ПРИЛАДИ ТА МАТЕРІАЛИ: зразок ґрунту, сита з отворами діаметром 1 та 0,25 мм, аналітичні терези, фарфорові чашки, етернітова плитка, сушильна шафа, секундомір, термометр, бюкси, скляна паличка, фільтри, лійки, пробірки, колба на 750 мл, мірний циліндр на 100 та 500 мл, піпетка Качинського, дистильована вода, 10-% розчин гідроксиду амонію NН₄ОН, 10-% розчин оцтової кислоти СН₃СООН, 10-% розчин щавлевокислого амонію (NН₄)₂С₂О₄, 5%-ний розчин азотнокислого срібла (АgNО₃), 10% розчин соляної кислоти НСl, 0,2 н. розчин НСl, 0,05 н. розчин НСl, 10%-ний розчин азотної кислоти НNO₃, 1 н. розчин гідроксиду натрію NаОН

Теоретична підготовка

Тверда фаза ґрунту складається із часток різних розмірів, які називаються механічними елементами або гранулами. Механічні елементи групуються за діаметром у фракції. Фракцією називають групу часток, діаметр яких знаходиться у визначених межах (таблиця 5.1).

Таблиця 5.1

Класифікація механічних елементів за Н.А. Качинським

№ п/п	Фракція часток	Діаметр часток, мм
1	Каміння	> 3
2	Гравій	3 - 1
3	Пісок крупний	1,0 – 0,5
4	Пісок середній	0,5 – 0,25
5	Пісок мілкий	0,25 – 0,05
6	Пил крупний	0,05 – 0,01
7	Пил середній	0,01 – 0,005
8	Пил мілкий	0,005 – 0,001
9	Мул грубий	0,001 – 0,0005
10	Мул тонкий	0,0005 – 0,0001
11	Колоїди	< 0,0001

Суму всіх механічних елементів ґрунту розміром менше 0,01 мм називають фізичною глиною, а більше 0,01 мм – фізичним піском. Крім того, виділяють дрібнозем, в який входять частки менше 1 мм, і ґрунтовий скелет – частки більше 1 мм.

Відносний вміст в ґрунті або породі механічних елементів називається механічним або гранулометричним складом, а кількісне їх визначення – механічним або гранулометричним аналізом. Для характеристики механічного складу ґрунту найбільш широко використовується класифікація Н.А. Качинського, заснована на співвідношенні кількості фізичного піску та фізичної глини в ґрунті (Додаток А).

Ціль механічного аналізу ґрунту зводиться до розподілу дрібнозему ґрунту на 6 фракцій елементарних ґрунтових часток:

1) 1-0,25 мм - середній пісок;

2) 0,25-0,05 мм - мілкий пісок;

3) 0,05-0,01 мм - крупний пил;

4) 0,01-0,005 мм - середній пил;

5) 0,005-0,001 мм - мілкий пил;

6) менше 0,001 мм - мул.

Гранулометричний аналіз складається з двох етапів: 1) підготовки ґрунту до аналізу; 2) розподілу ґрунтових часток на фракції та визначення їх вмісту.

Підготовка ґрунту до гранулометричного аналізу полягає в диспергуванні макро- та мікроагрегатів ґрунту до елементарних ґрунтових часток за допомогою механічного та хімічного впливу на ґрунт: розтирання, кип’ятіння з водою, струшування, обробки розбавленими розчинами кислот для руйнування карбонатів та витіснення поглинених катіонів Са²⁺ та Мg²⁺, диспергування гідроксидом натрію.

Для розподілу ґрунтових часток на фракції ЕГЧ розміром менше 0,05 мм використовують седиментацію, тобто осідання часток у воді. В основі даного методу лежить закон Стокса, що описує закономірність падіння твердих часток в воді. Визначення вмісту фракцій ЕГЧ за розмірами здійснюється методом піпетки, суть якого полягає у відборі ґрунтової суспензії визначеного об’єму з даної глибини через певний час після початку седиментації за допомогою спеціальної піпетки.