GĘSTOŚĆ WŁAŚCIWA SZKIELETU GRUNTOWEGO

wg PKN-CEN ISO/TS 17892-3

Gęstość właściwa „ρ

s

” - stosunek masy cząstek do ich objętości.

METODA PIKNOMETRU

Zastosowanie:

Metodę piknometru stosuje się w przypadku gruntów o średnicy ziaren

poniżej 4 mm.

Sprzęt laboratoryjny:

 Waga o dokładności przynajmniej do 0,001 g
 Piknometr o pojemności min. 50 ml ze szklaną zatyczką w której umieszczona jest

rurka kapilarna

 Łaźnia wodna z termostatem
 Termometr
 Kolba
 Suszarka
 Płyn kontrolny ( destylowana, demineralizowana lub dejonizowana woda ) – w

wyjątkowych przypadkach można użyć innego płynu kontrolnego np.: etanolu,
trichloroetylenu, chlorku metylu, naftaliny czy nafty, jednak należy

zachować wówczas

szczególną ostrożność z uwagi na zagrożenie dla zdrowia lub bezpieczeństwa

!

Przebieg badania:

1. Przygotowanie próbki:

 próbka powinna być reprezentatywna dla gruntu,
 masa próbki minimum 10 g,
 próbka może być suszona lub pobrana z gruntu w stanie naturalnym.

METODA A: Próbki suszone w suszarce

2. Ważenie czystego, wysuszonego piknometru z dokładnością do 0,001 g ( m

0

).

3. Wypełnienie piknometru płynem kontrolnym.

4. Umieszczenie piknometru w łaźni wodnej do momentu osiągnięcia temperatury wody

w łaźni.

5. Kontrola poziomu płynu w piknometrze - dolewanie lub usuwanie go w celu

osiągnięcia oznaczonego poziomu.

6. Wysuszenie wyjętego piknometru.

7. Natychmiastowe ważenie piknometru całkowicie wypełnionego płynem kontrolnym z

dokładnością do 0,001 g ( m

1

).

8. Suszenie próbki gruntu w temp. 105ºC ± 5°C do stałej masy.

9. Umieszczenie wysuszonej próbki w czystym piknometrze.

10. Usunięcie powietrza jednym z poniższych sposobów:

 przyłączenie piknometru bezpośrednio do aspiratora / pompy próżniowej / albo

użycie kolby z odpowietrzeniem,

 przytrzymywanie piknometru pod pewnym kątem, obracając nim wzdłuż

dłuższej osi i lekko opukując.

11. Ważenie piknometru z wsypaną próbką z dokładnością do 0,001 g ( m

2

).

12. Wypełnienie piknometru płynem kontrolnym / poziom płynu 10 – 20 mm powyżej

gruntu /.

13. Usunięcie powietrza jednym z poniższych sposobów:

 gotowanie próbki przez 10 min i ostudzenie jej do temp. pokojowej,
 umieszczenie próbki w próżni na ≥ 30 min albo przyłączenie piknometru

bezpośrednio do aspiratora / pompy próżniowej / albo użycie kolby z
odpowietrzeniem,

 przytrzymywanie piknometru pod pewnym kątem, obracając nim wzdłuż

dłuższej osi i lekko opukując.

14. Umieszczenie piknometru całkowicie wypełnionego próbką i płynem kontrolnym w

łaźni wodnej do momentu osiągnięcia temperatury wody w łaźni.

15. Kontrola poziomu płynu w piknometrze - dolewanie lub usuwanie go w celu

osiągnięcia oznaczonego poziomu.

16. Szybkie wysuszenie wyjętego piknometru.

17. Ważenie piknometru całkowicie wypełnionego nasyconą próbką i płynem kontrolnym

z dokładnością do 0,001 g ( m

3

).

Zestawienie wyników badania:

m

1

= ……………… [g]

m

2

= ……………… [g]

m

3

= ……………… [g]

Obliczenia:

 Masa szkieletu gruntowego próbki:

m

2

– masa szkieletu gruntowego piknometru z suchą próbką,

m

0

– masa szkieletu gruntowego piknometru.

 Gęstość właściwa:

ρ

s

– gęstość właściwa,

m

1

– masa piknometru całkowicie wypełnionego płynem kontrolnym,

m

3

– masa piknometru całkowicie wypełnionego nasyconą próbką i płynem kontrolnym,

ρ

w

– gęstość płynu kontrolnego / gęstość odczytuje się z tabeli na podstawie

wykorzystywanej podczas badania temperatury płynu kontrolnego /.

W przypadku gdy m

1

i m

3

wyznaczane są w różnych temperaturach:

ρ

w;1

– gęstość płynu kontrolnego przy oznaczonym m

1

,

ρ

w;3

– gęstość płynu kontrolnego przy oznaczonym m

3

.

METODA B: Próbki wilgotne

2. Ważenie czystego, wysuszonego piknometru z dokładnością do 0,001 g ( m

0

).

3. Wypełnienie piknometru płynem kontrolnym.

4. Umieszczenie piknometru w łaźni wodnej do momentu osiągnięcia temperatury wody

w łaźni.

5. Kontrola poziomu płynu w piknometrze - dolewanie lub usuwanie go w celu

osiągnięcia oznaczonego poziomu.

6. Wysuszenie wyjętego piknometru.

7. Natychmiastowe ważenie piknometru całkowicie wypełnionego płynem kontrolnym z

dokładnością do 0,001 g ( m

1

).

8. Umieszczenie próbki w pustym piknometrze.

9. Wypełnienie piknometru płynem kontrolnym / poziom płynu 10 – 20 mm powyżej

gruntu /.

10. Usunięcie powietrza jednym z poniższych sposobów:

 gotowanie próbki przez 10 min i ostudzenie jej do temp. pokojowej,
 umieszczenie próbki w próżni na ≥ 30 min albo przyłączenie piknometru

bezpośrednio do aspiratora / pompy próżniowej / albo użycie kolby z
odpowietrzeniem,

 przytrzymywanie piknometru pod pewnym kątem, obracając nim wzdłuż

dłuższej osi i lekko opukując.

11. Umieszczenie piknometru w łaźni wodnej do momentu osiągnięcia temperatury wody

w łaźni.

12. Kontrola poziomu płynu w piknometrze - dolewanie lub usuwanie go w celu

osiągnięcia oznaczonego poziomu.

13. Wysuszenie wyjętego piknometru.

14. Ważenie piknometru całkowicie wypełnionego nasyconą próbką i płynem kontrolnym

z dokładnością do 0,001 g ( m

3

).

15. Suszenie wyjętej z piknometru próbki do stałej masy w temp. 105ºC ± 5ºC.

16. Ważenie suchej próbki z dokładnością do 0,001 g ( m

4

).

Zestawienie wyników badania:

m

1

= ……………… [g]

m

3

= ……………… [g]

m

4

= ……………… [g]

Obliczenia:

 Masa szkieletu gruntowego piknometru z suchą próbką:

m

4

– masa szkieletu gruntowego próbki,

m

0

– masa szkieletu gruntowego piknometru.

 Gęstość właściwa:

ρ

s

– gęstość właściwa,

m

1

– masa piknometru całkowicie wypełnionego płynem kontrolnym,

m

3

– masa piknometru całkowicie wypełnionego nasyconą próbką i płynem kontrolnym,

ρ

w

– gęstość płynu kontrolnego.

W przypadku gdy m

1

i m

3

wyznaczane są w różnych temperaturach:

ρ

w;1

– gęstość płynu kontrolnego przy oznaczonym m

1

,

ρ

w;3

– gęstość płynu kontrolnego przy oznaczonym m

3

.