ГОСТ 5180-2015. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

13. Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

 

Примечание - Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему.

 

13.1 Необходимое оборудование

- пикнометры емкостью 100, 200 см³ по ГОСТ 22524;

- сушильный шкаф;

- лабораторные весы по ГОСТ 24104;

- металлические или стеклянные бюксы по ГОСТ 25336;

- термометр по ГОСТ 28498;

- песчаная баня;

- дистиллированная вода по ГОСТ 6709;

- ступка с пестиком по ГОСТ 9147;

- сито с отверстием 2 мм по действующей нормативной документации.

13.2 Подготовка к испытаниям

13.2.1 Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают методом квартования по ГОСТ 8735 среднюю пробу массой 100 - 200 г и просеивают сквозь сито с сеткой 2 мм, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

13.2.2 Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями 5.2 - 5.3. Навеску заторфованного грунта или торфа следует отбирать из средней пробы из расчета 5 г сухого грунта на каждые 100 мл емкости пикнометра, которая в этом случае должна быть не менее 200 мл.

Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

13.2.3 Дистиллированную воду следует прокипятить в течение 1 ч и хранить в закупоренной бутыли.

13.3 Проведение испытаний

13.3.1 Пикнометр, наполненный на 1/3 дистиллированной водой, взвешивают. Затем через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

13.3.2 Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей - 30 мин, для суглинков и глин - 1 ч.

13.3.3 После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке - до шейки пикнометра.

Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до +/- 0,5 °C термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

13.3.4 После охлаждения пикнометра следует поправить положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду. В пикнометре с мерной риской низ мениска должен совпадать с ней. Возможные капли воды выше риски удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр с капилляром доливают примерно до середины шейки пикнометра, закрывают пробку и удаляют выступившую из капилляра воду фильтровальной бумагой. Проверяют отсутствие пузырьков воздуха под пробкой и при их наличии вновь доливают воду.

Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

13.3.5 Далее выливают содержимое пикнометра, ополаскивают его, наливают в него дистиллированную воду и выдерживают в ванне с водой при той же температуре. Затем выполняют операции, указанные в 13.3.4, и взвешивают пикнометр с водой.

Примечание - При большом количестве испытаний следует заранее определить объемы пикнометров (до мерной риски) и их массы с водой при различных температурах, находящихся в интервале температур испытаний.

 

Объем пикнометра V_п, см³, вычисляют по формуле

 

, (8)

 

где - масса пикнометра с дистиллированной водой (или нейтральной жидкостью) - при температуре тарировки, г;

m_п - масса пустого пикнометра, г;

- плотность воды (или нейтральной жидкости) при той же температуре, г/см³, (см. приложение И - для дистиллированной воды).

Массу пикнометра с дистиллированной водой или нейтральной жидкостью m₂, г, при температуре испытаний вычисляют по формуле 9:

 

, (9)

 

где - плотность воды (или нейтральной жидкости) при температуре испытаний.

13.4 Обработка результатов

Плотность частиц грунта , г/см³, вычисляют по формуле

 

, (10)

 

где m₀ - масса сухого грунта, г;

m₁ - масса пикнометра с водой и грунтом после кипячения при температуре испытания, г;

m₂ - масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

- плотность воды при той же температуре, г/см³.

Примечание - Массу сухого грунта m₀ определяют как разность результатов двух взвешиваний, выполненных 13.3.1.

 

В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии m₀ вычисляют по формуле

 

m₀ = m/(1 + 1,01w_g), (11)

 

где m - масса пробы воздушно-сухого грунта, г;

w_g - гигроскопическая влажность грунта, %.

Результаты испытаний следует внести в журнал (приложение Ж).