CCF20130221064

2.2. Całkowita powierzchnia właściwa

Stwierdzono doświadczalnie, że całkowita powierzchnia właściwa S jest w przybliżeniu sześć razy większa od zewnętrznej

S = 6-S ,    (13.2)

gdzie:

iV - całkowita powierzchnia właściwa [m²/g],

S’ - zewnętrzna powierzchnia właściwa [m²/g].

Zależność powyższa jest słuszna zarówno w przypadku bentonitów, jak i kaoli-nitów, jednak w tym drugim przypadku, jak napisano powyżej, powierzchnia wewnętrzna nie jest dostępna dla wody.

2.3. Crubość cząstki ilastej

Na podstawie pewnych rozważań geometrycznych i stałości stosunku zewnętrznej powierzchni właściwej można oszacować grubość cząstki z wzoru

gdzie:

8

S’

7675

5'

+ 63,

(13.3)

grubość cząstki ilastej [A], zewnętrzna powierzchnia właściwa [m²/g].

2.4.    Przybliżona wartość montmorylonitu

Skłonność gruntów spoistych do pęcznienia wynika z faktu występowania w nich montmorylonitu. Pęcznienie następuje na skutek zmian odległości między-pnkietowej w ruchomej sieci krystalicznej tego minerału. Dlatego też bardzo istotna - z inżynierskiego punktu widzenia - jest możliwość oszacowania zawartości montmorylonitu w danym gruncie spoistym. Pomocne może okazać się równanie

M = ^S~^S , 100 ,    (13.4)

790-S

gdzie:

M - zawartość montmorylonitu [%],

S’ - zewnętrzna powierzchnia właściwa [m²/g],

S - całkowita powierzchnia właściwa [m²/g],

790 - teoretyczna wartość całkowitej powierzchni montmorylonitu [m²/g].

2.5.    Woda silnie związana

Pewne dane wskazują, że wodę silnie związaną można utożsamić z wilgotnością higroskopijną, to znaczy z wodą sorbowaną przy pipo = 0,95, a oznaczoną w takiej temperaturze, jak wilgotność, tzn. 110°C gdzie:

W/, - wilgotność higroskopijna (zawartość wody silnie związanej) [%],

W_a - wilgotność w postaci ułamka, uzyskana przez suchą próbkę gruntu na skutek sorpcji w warunkach względnej prężności pary wodnej p/p₀ =

0.95 i wyznaczona przez suszenie w temperaturze I 10°C do stałej masy [g wody/g suchego gruntu].

Względna prężność pary wodnej 0,95 występuje nad powierzchnią 10% roztworu kwasu siarkowego H2SO4.

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

3.1.    Wyposażenie laboratoryjne

1.    Tygielki o średnicy ok. 2 cm.

2.    Eksykator z roztworem nasyconym azotanu magnezu (Mg(N0₃)₂)

- eksykator I.

3.    Eksykator z 10% roztworem kwasu siarkowego - eksykator II.

4.    Eksykator z bezwodnym chlorkiem wapnia (CaCl₂) - eksykator III.

5.    Waga analityczna i komplet odważników.

6.    Suszarka z możliwością uzyskania temperatury 220°C.

3.2.    Wykonanie badania

1.    Pobrać dwie reprezentatywne próbkę badanego gruntu w ilości 2 -5- 3 g każda i zważyć na wadze analitycznej w tygielkach o znanej masie.

2.    Suszyć w temperaturze 110°C w ciągu doby, zważyć po wysuszeniu w eksy-katorze III (masa nio).

3.    Wstawić próbki do eksykatora I na okres 10 dni w temperaturze pokojowej ok. (20°C), po czym zważyć na wadze analitycznej (masa m\).

4.    Wstawić próbki do eksykatora II na okres 14 dni w temperaturze pokojowej ok. (20°C), po czym zważyć na wadze analitycznej (masa m₂).

5.    Próbki wysuszyć w temperaturze 110°C w ciągu doby, po wystudzeniu w eksykatorze III zważyć (masa m₃ - powinna być teoretycznie porównywalna z masą nu).

6.    Próbki wysuszyć w temperaturze 220°C w ciągu doby, po wystudzeniu w eksykatorze III zważyć (masa nu).

3.3.    Obliczenia

1. Na podstawie wyznaczonych dla każdej próbki czterech mas (mi - m_Ą) obliczyć

wilgotności sorpcyjne według wzorów:

125