Tomasz Kosik gr. III

Oznaczanie składu granulometrycznego metodą areometryczną
Casagrande'a w modyfikacji Prószyńskiego

Metoda Casagrande'a wymaga po każdym pomiarze wielu obliczeń, dlatego w celu jej uproszczenia i przygotowania do masowych analiz należało określić czas wykonywania odczytów na areometrze od momentu skłócenia za­wiesiny glebowej, aby otrzymać frakcję cząstek o żądanej średnicy.

W tym celu M. Prószyński zanalizował metodą Casagrande'a typowe gleby i podłoża, wykreślając dla nich krzywe, na których podstawie można określić w glebach procentową zawartość frakcji, których szukamy. Następnie, znając w zba­danej próbce zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych, można obli­czyć dla każdego areometru szybkość (v)i czas (t) opadania cząstek. Znając zaś czas opadania cząstek o określonej średnicy, możemy oznaczyć procentową zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych w takich próbkach, które pod względem składu granulometrycznego nie odbiegają zbytnio od zanalizowanych typowych próbek glebowych.

Dla poszczególnych utworów glebowych M. Prószyński ułożył tablice sedy­mentacji cząstek o określonych średnicach w danej tempe­raturze, zależnie od zawartości w nich części spławialnych.

Wykonując areometrem wyskalowanym przez M. Prószyńskiego odczyt w zawiesinie glebowej po ściśle określonym czasie od momentu skłócenia zawiesiny i odejmując od odczytu w zawiesinie glebowej odczyt wykonany w roztworze poprawkowym (woda + kalgon) oznaczamy bezpośrednio procentową zawartość cząstek glebowych o żądanej średnicy.

WYKONANIE

1. Oznaczanie części szkieletowych

Na wadze technicznej odważamy 100 g. suchej gleby, następnie wsypujemy odważoną próbkę do moździerza porcelanowego i dokładnie rozdrabniamy porcelanowym tłuczkiem. Roztartą próbkę przesiewamy na sicie średnicy oczek l mm. Na sicie pozostają części szkieletów a przechodzą części ziemiste. Części szkieletowe przenosin do parownicy porcelanowej i przemywamy je wodą wodociągową w celu usunięcia zlepionych części ziemistych. Później powinno się przemyte części szkieletowe wysuszyć w parowniczce na kuchence, po wysuszeniu jeszcze raz je przesiać przez sito o średnicy oczek l mm, a pozostałe na sicie części ważymy, otrzymując procentową ich zawartość w badanej glebie. Zawartość części szkieletowych badanej przeze mnie gleby wynosi 1,31 g. (czyli 1,31%)

2. Preparowanie części ziemistych

Celem preparowania części ziemistych jest rozdzielenie agregatów i mikroagregatów glebowych na ich elementarne cząstki glebowe.

Z części ziemistych przesianych przez sito o średnicy oczek l mm odważamy 40 g, które wsypujemy do specjalnej plastikowej butelki i dodajemy 0,25l kalgonu oraz wodę. W ten sposób przygotowaną zawiesinę glebową umieszczamy w mieszarce na 20-25 minut, tak aby wszystkie składniki dobrze się ze sobą wymieszały.

Po upływie danego czasu przenosimy zawartość butelki do szklanego cylindra o pojemności l l. (dokładnie płuczemy butelkę aby nic w niej nie zostało). Zawartość cylindra uzupełniamy wodą destylowaną ściśle do określonej objętości(do kreski).

3. Ustalanie właściwego czasu pomiarów

Czas pomiaru dla poszczególnych grup granulometrycznych zestawiony w tablicach przez pana M. Prószyńskiego.

Do ustalenia prawidłowego czasu pomiaru potrzebujemy: areometr, cylinder z cieczę poprawkową ( w tym przypadku jest to woda) oraz wcześniej już przygotowaną w cylindrze zawiesinę glebową.

Ustalenia właściwego czasu pomiaru dokonujemy następująco: Cylinder z zawiesiną zamykamy korkiem gumowym, mieszamy ją około 30 s, następnie stawiamy na stole, jednocześnie uruchamiając stoper. Po 10 min wykonujemy w zawiesinie pomiar areometrem. Pomiar areometrem przeprowadzamy również roztworze poprawkowym. Różnica między pomiarem w zawiesinie i w roztworze poprawkowym określa w przybliżeniu zawartość części spławialnych (ø< 0,02 mm w badanej glebie).

Odczyt w zawiesinie - 60

Odczyt poprawkowy – 45
60 - 45 = 15 - odczyt z aerometru.

Odszukujemy taką tablicę, którą sporządzono dla gleby o zbliżonej zawartości części spławialnych. W moim przykładzie jest to tablica VIII opracowana dla piasku gliniastego mocnego pylastego. Z tablicy tej, po zmierzeniu temperatury zawiesiny (np. 20°C), odczytujemy właściwe czasy pomiaru.

4. Przebieg analizy

Mając ustalone czasy pomiarów, przygotowujemy alkohol amylowy w kroplomierzu, korek gumowy, stoper i areometr. Korkiem gumowym zamykamy cylinder z zawiesiną, mieszamy ją 30 razy (30 s), stawiamy na stole i jednocześnie uruchamiamy stoper. Wszystkie czynności od chwili zakończenia mieszania zawiesiny należy wykonywać szybko, ponieważ czas od zakończenia mieszania do odczytu jest bardzo krótki (ok. 20 s). Wyjmujemy korek z cylindra; gdy nad zawiesiną wytworzy się piana, podczas mieszania, gasimy ją, dodając parę kropli alkoholu arylowego. Po upływie określonego czasu (w moim przypadku było to 24,5s.) wykonujemy pierwszy odczyt na skali areometru (odczyt ten przeprowadzamy dla części mniejszych od 0,1 mm). Po odczycie zostawiamy w zawiesinie, areometr nie przenosimy go do cylindra z poprawką, ponieważ jest to za mały okres czasu aby to robić. Następny pomiar wykonujemy po czasie (1 min.43s.) dla cząsteczek mniejszych niż 0,05 mm.

Po tym pomiarze wyciągamy areometr aby otrzymać poprawny pomiar ponieważ cząsteczki gleby która opada mogła by się na nim osadzić. W analizie skróconej przeprowadzamy w analogiczny sposób jeszcze jeden pomiar dla cząstek mniejszych niż 0,02 mm po czasie (11 min. 13s.). Wszystkie wyniki pomiarów w zawiesinie i w roztworze poprawkowym znajdują się w tabelki poniżej.

CZĄSTECZKI	CZAS ODCZYTU	ODCZYT W ZAWIESINIE	ODCZYT W ROZTWORZE POPRAWKOWYM	RÓŻNICA	Frakcje w %
< 0,1	24,5 s.	90	45	45	16
<0,05	1 min. 43s.	74	45	29	12
<0,02	11 min. 13s.	62	45	17	17

Po skończonych pomiarach zawiesinę znad osadu wylewamy do zlewu, a osad stały na dnie cylindra przenosimy ilościowo do parownicy; przemywamy go dokładnie wodą bieżącą i suszymy w parowniczce cienkościennej na kuchence.

Po wysuszeniu osad nanosimy na sito o średnicy oczek 0,5 mm i przesiewamy. Na sicie zostaje frakcja piasku grubego 0,5-1 mm, którą ważymy i obliczamy w procentach w stosunku do próbki wziętej do analizy, czyli 40 g. W moim przypadku na sicie zostało 1,93g frakcji piasku grubego.

Pozostałą część, która przeszła przez sito o średnicy oczek 0,5 mm wysypujemy na sito o oczkach 0,25 mm i przesiewamy. Na sicie o średnicy oczek 0,25 mm ostaje frakcja piasku średniego (0,25-0,5 mm), którą ważymy i również obliczamy w procentach. Frakcji piasku drobnego nie oznaczamy, gdyż obliczamy ją z różnicy,ustalenia procentowej zawartości wszystkich frakcji granulometrycznych w badanej próbce glebowej.

5. Obliczenia frakcji glebowych:

- części piaszczystych o ø1-0,1 mm jest 55%

- części pyłowych o ø0,1-0,002 mm jest 28%

• zawartość frakcji pyłu grubego: (0,1-0,05 mm) jest 16%

• zawartość pyłu drobnego: (0,05-0,002 mm) jest 12%

- części ilastych oø<0,002 mm jest 17%

CZĘŚĆ SZKIELE-TOWA ø>1 mm		CZĘŚĆ ZIEMISTE ø<1mm		FRAKCJI ZIEMISTYCH w (%)							NAZWA GRUPY MECHANI-CZNEJ
				1,0 -0,5		0,5 - 0,25	0,25 – 0,1	0,1 –0,05	0,05 – 0,002	<0,002
1,31	98,69		4,8		28,6	21,6	16	12	17	Piasek gliniasty mocny pylasty (pgmp)

WNIOSKI

Na piaskach gliniastych mocnych pylastych mogą powstawać następujące gleby:

• brunatne

• płowe

• opadowo-glejowe

• bielicowe

Powyżej wymienione gleby zalicza się do klas:

• IIIa

• IIIb

• IVa

Gleby powstałe na piaskach gliniastych mocnych pylastych należą do kompleksów:

• żytnich bardzo dobrych

• pszennych dobrych

• zbożowo-pastewnych mocnych

• pszennych wadliwych(rzadko)

Uprawia się :

-na kl. IIIa

• żyto

• jęczmień

• owies

• ziemniaki

-na kl. IIIb, IVa:

• pszenica

• buraki cukrowe

• kończyna czerwona

5