OZNACZENIE SKŁADU GRANULOMETRYCZNEGO

Metoda areometryczna Casagrande'a w modyfikacji Prószyńskiego

Metoda ta należy do grupy metod sedymentacyjnych i jest powszechnie stosowana w laboratoriach gleboznawczych w Polsce.

Metoda areometryczna w modyfikacji Prószyńskiego polega na pomiarze gęstości zawiesiny glebowej przy użyciu specjalnego areometru (gęstościomierza) w odstępach czasów potrzebnych na opadnięcie określonej frakcji. Cząstki glebowe mają gęstość większą niż woda. Ponieważ opadają z prędkością zależną, od ich średnic można, biorąc pod uwagę odstęp czasu od początku pomiaru, określić w procentach pozostałą w zawiesinie ilość cząstek. Areometr według Prószyńskiego (rys.) wyskalowany jest w procentach i wskazuje każdorazowo sumę frakcji granulometrycznych będących jeszcze w zawiesinie.

Możliwe to jest przy stałej ilości gleby i wody w cylindrze. Czasy odczytów dla

poszczególnych frakcji podane są w tabelach w zależności od składu granulometrycznego

utworu glebowego i temperatury zawiesiny.

Przygotowanie próbki do analizy

1. Przesiać próbkę gleby przez sito siatkowe, o oczkach l mm średnicy, rozcierając ją uprzednio

w moździerzu porcelanowym. Do analizy odważa się 40 g części ziemistych gleby absolutnie

suchej bez wody higroskopowej. Gleba, którą bierzemy do analizy - powietrznie sucha zawiera

wodę higroskopową, którą uprzednio należy oznaczyć (suszenie w temperaturze 105 °C) i doliczyć

do naważki gleby, wg wzoru: 40*100: (100-Wh).

2. Naważkę wsypujemy do specjalnego naczynia i dodajemy 300 cm3 wody destylowanej po

czym 20 cm3 calgonu (roztwór wodny metasześciofosforanu sodu Na₆P₆O₁₈ (35,7g/l) i węglanu

sodu Na₂CO₃ (7,94 g/l); (peptyzator dodawany w celu rozseparowania cząstek glebowych -

rozgruźlenie utworu),

3. Zawiesina ta jest mieszana mieszadłem elektrycznym przez 5 min. w przypadku piasków; 10 min w przypadku pyłów i glin: lekkiej i średniej; ponad 15 min. w przypadku iłów i glin ciężkich.

Wykonanie analizy

1. Po wymieszaniu przenieść ilościowo zawiesinę (przy pomocy bagietki, z gumką i tryskawki) do litrowego cylindra szklanego o średnicy około 60 mm (rys), dopełniając wodą do kreski miarowej.

2. Sporządzenie roztworu poprawkowego na zawartość calgonu i węglanu sodu dodanego do zawiesiny glebowej.

Taką samą ilość calgonu i węglanu sodu, jaką dodano do gleby, rozpuścić w drugim cylindrze w wodzie destylowanej i dopełnić do l dm³, dokładnie mieszając roztwór w cylindrze (calgon i soda, nadają wodzie nieco wyższą gęstość). Poprawka służy również do wyeliminowania wpływu wahań temperatury i związanych z nimi zmian lepkości i gęstości zawiesiny i roztworu.

3. Zanurzyć areometr w roztworze poprawkowym bardzo powoli hamując jego opadanie trzymając w palcach (uwaga: areometru nie należy wpuszczać gwałtownie do zawiesiny jak i roztworu poprawkowego, ponieważ może się rozbić).

4. Zmierzyć temperaturę roztworu poprawkowego i zawiesiny (różnica nie powinna przekraczać 0,5 °C).

5. W celu zlikwidowania piany powstającej w trakcie mieszania zawiesiny, a utrudniającej odczyt z areometru należy przed pomiarem zarówno do zawiesiny jak również do roztworu poprawkowego dodać 3-5 kropel alkoholu amylowego (zmniejsza napięcie powierzchniowe i ma wpływ na odczyt).

6. Przygotować czasy odczytów, dobrane z odpowiedniej tabeli według spodziewanego składu granulometrycznego (oznaczonego wcześniej metodą organoleptyczną) oraz zmierzonej temperatury.

7. Zatykając cylinder szczelnie dłonią (lub korkiem gumowym) obrócić cylinder dnem do góry w celu oderwania osadu od dna cylindra, po czym na przemian odwracać cylinder do góry dnem co najmniej 30 razy.

8. Po ostatnim przewrocie do normalnego położenia stawia się cylinder na stole i równocześnie uruchamia stoper, (nie wolno przez cały czas pomiaru zatrzymywać stopera - ciągłość czasów odczytu).

9. Przenieść areometr z roztworu poprawkowego do zawiesiny glebowej w taki sposób, aby areometr nie kołysał się pionowo na boki, tj. hamuje się jego osiadanie aż do właściwego zanurzenia przenoszenie

powinno trwać kilka sekund, gdyż czas pierwszego odczytu jest zawsze po dwudziestu kilku sekundach. Jeżeli pierwszy odczyt nie uda się, należy traktować go jako orientacyjny i całą operację" powtórzyć od początku. Pierwszy i drugi odczyt wykonuje się bez przenoszenia areometru do roztworu poprawkowego.

10. Po drugim odczycie przenosi się areometr z zawiesiny glebowej do roztworu poprawkowego i nie spłukując osadu z areometru odczytuje się poprawkę - poczym przez obrót areometru spłukuje się z niego osad. Około 30-60 sęk. przed upływem czasu wykonania trzeciego odczytu przenosi się areometr z roztworu poprawkowego do zawiesiny glebowej i w określonym czasie wykonuje trzeci odczyt. Jeżeli oznacza się dalsze podfrakcje cząstek spławialnych, należy obliczyć godzinę i minutę o której, ostrożnie zanurza się areometr w zawiesinie glebowej powtarzając opisane czynności związane z odczytaniem poprawki i opłukaniem areometru.

11. Obliczenie wyników

Każdorazowy odczyt z areometru pomniejsza się o odpowiadającą mu poprawkę P (dla odczytu drugiego zawsze bierze się poprawkę pierwszą). Każdy odczyt jest sumą wszystkich frakcji z wyjątkiem tych które już opadły, wobec tego po odjęciu poprawki otrzymuje się sumę zawieszonych frakcji i poprzez odjęcie kolejnych wyników od poprzednich oblicza się procentową zawartość kolejnych frakcji.

2

---