ГОСТ Р 70090-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Материалы геосинтетические бентонитовые рулонные для гидроизоляции. Общие технические условия

Приложение В

(обязательное)

 

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА, ПРОХОДЯЩЕГО

ЧЕРЕЗ ОБРАЗЦЫ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКОГО ГЛИНОМАТА, И КОЭФФИЦИЕНТА

ФИЛЬТРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРМЕАМЕТРА С ГИБКИМИ СТЕНКАМИ

 

В.1 Сущность метода

 

Настоящий метод измерения предназначен для оценки проницаемости геосинтетического глиномата путем определения показателя интенсивности потока и коэффициента фильтрации через образцы геосинтетического глиномата с использованием пермеаметра с гибкими стенками.

 

В.2 Оборудование и материалы

 

В.2.1 Система гидравлическая

Гидравлическая система с постоянным напором должна иметь возможность поддержания постоянного гидравлического давления в пределах +/- 5% и включать средства измерений гидравлического давления в пределах установленного допуска.

 

В.2.2 Система противодавления

В гидравлической системе предусматривают возможность применения к образцу противодавления для облегчения насыщения. Для системы противодавления предусматривают возможность отключения, регулирования и измерения в пределах +/- 5% приложенного давления.

 

В.2.3 Система измерения потока

Объемы потока измеряют с помощью градуированного приемника, градуированной пипетки, вертикального цилиндрического резервуара в сочетании с электронным датчиком давления или другим устройством измерения объема с установленной точностью +/- 5%.

 

В.2.4 Система напорная камеры пермеаметра

Для системы создания избыточного давления в камере пермеаметра должна быть предусмотрена возможность приложения и регулирования давления в камере в пределах +/- 5% приложенного давления. Устройство для создания избыточного давления в камере пермеаметра состоит из резервуара, соединенного с камерой пермеаметра, частично заполненного деаэрированной водой и соединенного с источником давления.

 

В.2.5 Камера пермеаметра

Камера пермеаметра состоит из образца, находящегося между пористыми дисками, заключенными в гибкую мембрану, изолированную от крышки и основания, основания, крышки и прозрачной цилиндрической стенки.

Схема установки пермеаметра с гибкой стенкой для определения интенсивности потока и коэффициента фильтрации глиномата представлена на рисунке В.1.

 

 

1 - нагнетательная линия; 2 - источник давления; 3 - линия

оттока; 4 - линия притока; 5, 12 - регуляторы давления;

6 - резервуар линии притока; 7 - резервуар линии оттока;

8 - основание; 9 - прозрачная стенка; 10 - отвод линий;

11 - резервуар камеры; 13 - верхняя крышка; 14 - камера

пермеаметра; 15 - пористый диск;

16 - образец; 17 - гибкая мембрана

 

Рисунок В.1 - Схема жидкостного

пермеаметра и испытательной установки

 

В.2.6 Крышка верхняя и основание

Непроницаемое жесткое основание и верхняя крышка используются для поддержки образца для испытаний и обеспечения передачи постоянного потока жидкости к образцу и от образца. Диаметр верхней крышки и диаметр основания должны быть равны диаметру образца с точностью +/- 5%. Основание должно предотвращать утечки, боковое перемещение или наклон образца. Поверхности основания и верхней крышки, контактирующие с гибкой мембраной, должны быть гладкими и без царапин.

 

В.2.7 Мембрана гибкая

Обеспечивает защиту от утечек. Мембрану тщательно проверяют перед использованием, а при наличии видимых дефектов - отбраковывают. Диаметр нерастянутой мембраны - 90% - 95% диаметра образца. Мембрану изолируют от основания и верхней крышки с помощью резиновых уплотнительных колец, внутренний диаметр которых составляет 90% диаметра верхней крышки или основания.

 

В.2.8 Диски пористые

Пористые диски изготавливают из карбида кремния, оксида алюминия или другого материала, не подверженного взаимодействию с образцом для испытаний или постоянным потоком жидкости. Пористые диски должны иметь плоскую, гладкую поверхность без трещин, сколов и неоднородностей. Диаметр пористых дисков - не более 100 мм, но не менее 98 мм, а толщина - достаточная для предотвращения их повреждения. Гидравлическая проводимость пористых дисков существенно выше, чем у образцов для испытаний, чтобы избежать значительного сопротивления потоку. Необходимо постоянно проверять на закупоренность поры дисков. При закупоривании пор диски следует заменить или промыть под струей воды.

 

В.2.9 Бумага фильтровальная

Один или несколько листов фильтровальной бумаги по ГОСТ 12026 располагают между верхним и нижним пористыми дисками для предотвращения проникновения частиц образца в поры пористых дисков.

 

В.2.10 Линейки измерительные металлические для измерения размеров образца

Линейки измерительные металлические для измерения размеров образца с точностью до 0,3 мм или выше по ГОСТ 427.

 

В.2.11 Весы

Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ Р 53228 с точностью +/- 0,01 г.

 

В.2.12 Насос

Насос вакуумный для деаэрации системы пермеаметра и насыщения образцов.

 

В.2.13 Устройство поддержания постоянной температуры

Температуру пермеаметра, испытуемого образца и резервуара с поступающей жидкостью поддерживают на уровне (21 +/- 2) °C. Этого можно достичь за счет проведения испытаний в помещении с постоянной температурой. Значение температуры проведения испытаний фиксируется в протоколе испытаний.

В.2.14 Водонепроницаемая коробка, нож или ножницы, шаблон, глубоковакуумная силиконовая смазка.

 

В.2.15 Вода дистиллированная

Вода по ГОСТ Р 58144 должна быть дегазирована и деионизирована.

 

В.3 Подготовка к контролю

 

В.3.1 Подготовка образцов глиномата

Подготовку образцов глиномата для проведения испытаний выполняют в соответствии с 9.2. По шаблону острыми ножницами или ножом вырезают образцы материала диаметром (100 +/- 1) мм, при необходимости используя бутылку с длинной насадкой и деионизированной водой, место среза смачивают для предотвращения потерь бентонита. Открытую кромку образца глиномата осматривают для подтверждения того, что геотекстильные подложки не скреплены на месте среза. Диаметр полученного образца должен быть не меньше диаметра пористого диска и не больше 102 мм.

В.3.2 Из фильтровальной бумаги вырезают два круга диаметром (100 +/- 2) мм. Замачивают их с пористыми дисками в контейнере с деаэрированной или деионизированной водой.

В.3.3 Выполняют сборку камеры пермеаметра в такой последовательности:

- помещают мембрану на мембранный расширитель;

- на основание камеры устанавливают последовательно пористый диск, диск фильтровальной бумаги, испытуемый образец, диск фильтровальной бумаги, пористый диск и верхнюю крышку;

- наносят тонкий слой глубоковакуумной силиконовой смазки на боковые части торцевых крышек;

- с помощью мембранного расширителя натягивают мембрану на собранную систему;

- с помощью резиновых уплотнительных колец мембрану плотно закрепляют на верхней крышке и основании;

- присоединяют трубки подачи и оттока жидкости, собранную камеру пермеаметра заполняют водой, присоединяют водонапорный резервуар.

 

В.4 Порядок выполнения контроля

 

В.4.1 Повышают давление в камере пермеаметра до 34,5 кПа и противодавление до 14 - 21 кПа с обоих концов образца. Осторожно пропускают воду через дренажные линии, пока все видимые пузырьки воздуха не будут удалены.

В.4.2 Одновременно повышают давление в камере пермеаметра и противодавление с шагом 69 кПа с интервалом 10 мин до получения конечного давления в камере 552 кПа и противодавления 517 кПа.

В.4.3 Поддерживают давление в камере равным 552 кПа и противодавление - 517 кПа в течение 40 ч для увлажнения и насыщения образца.

В.4.4 Через 40 ч поднимают давление в камере таким образом, чтобы перепад давления на противоположных сторонах образца составлял (14 +/- 0,7) кПа. Это приводит к получению давления притока, равного 531 кПа.

В.4.5 Определяют потери напора через образец с точностью +/- 10%. Для испытаний с убывающим напором перепад давлений должен быть не меньше 10 кПа. Значение перепада давлений для двух последовательных показаний должно иметь точность +/- 20%.

В.4.6 Определяют скорость притока и скорость оттока с точностью +/- 10%.

В.4.7 Следует определить температуру помещения или испытательной жидкости.

В.4.8 Испытания считают завершенными при следующих условиях:

- определены минимум три значения скорости потока в течение минимального периода времени 8 ч;

- отношение скорости притока к скорости оттока составляет от 0,75 до 1,25 для последних трех последовательных измерений потока;

- отсутствуют любые заметные тенденции к повышению или понижению скорости потока для последних трех показаний;

- ни одно из трех последних значений скорости потока не должно быть меньше 0,75 среднего значения и больше 1,25 среднего значения скорости потока;

- испытательной лаборатории рекомендуют продолжить испытание в течение длительного периода времени (предположительно от двух до трех недель), если значение расхода жидкости больше, чем ожидаемое или заданное значение, или чем оба значения.

В.4.9 После проведения испытаний и разбора камеры пермеаметра в течение 10 мин определяют толщину глиняной составляющей образца глиномата в миллиметрах. Изъятый образец разрезают поперек его диаметра. Сначала с помощью ножа с выдвижными сменными лезвиями срезают верхнюю геотекстильную основу. Затем глиняную часть глиномата разрезают ножом. Срезанную часть аккуратно загибают назад, а нижнюю геотекстильную основу разрезают ножницами. Толщину открытой глиняной части измеряют на трех участках вдоль срезанного диаметра с помощью измерительных устройств с точностью до 0,3 мм.

 

В.5 Обработка результатов контроля

 

В.5.1 Рассчитывают значение показателя интенсивности потока q_i, м³/(м²·с), по формуле

 

q_i = Q/(At), (В.1)

 

где Q - величина потока, принятая равной среднему арифметическому значению притока и оттока, м³;

A - площадь поперечного сечения пористого диска с номинальным диаметром 100 мм (0,00785 м²);

t - интервал времени, в течение которого контролировали интенсивность потока, с.

В.5.2 Как правило, расчет коэффициента фильтрации ведут для испытаний с постоянными напором и скоростью потока.

Коэффициент фильтрации k_t, м/с, рассчитывают для температуры испытаний по формуле

 

k_t = (QT)/(Ath), (В.2)

 

где Q - величина потока, принятая равной среднему арифметическому значению притока и оттока, м³;

T - толщина образца, м;

A - площадь поперечного сечения образца, м²;

t - интервал времени, в течение которого контролировали интенсивность потока, с;

h - разность гидравлического напора воды на противоположных сторонах образца, м.

В.5.3 Корректируют значение коэффициента фильтрации, рассчитанное для температуры испытания 20 °C, k₂₀, м/с, путем умножения k_t на отношение вязкости воды при температуре испытания на вязкость воды при температуре 20 °C R_t:

 

k₂₀ = R_tk_t (В.3)

 

при

 

R_t = 2,2902(0,9842^T)/T^0,1702, (В.4)

 

где R_t - отношение вязкости воды при температуре испытания к вязкости воды при температуре 20 °C;

T - средняя температура во время испытания, °C, с точностью до 0,1 °C.

В.5.4 Уравнение для R_t точно только для трех значащих цифр от 5 °C до 50 °C. Если количество значащих цифр при расчете коэффициента фильтрации при 20 °C может быть равно 1, то температура испытания может быть изменена с точностью до 1 °C.

 

В.6 Правила оформления результатов контроля

 

По окончании испытаний оформляют протокол испытаний, который должен содержать следующую информацию:

- вид, наименование материала, дата изготовления, номер партии;

- результаты измерений интенсивности потока q_i, м³/(м²·с);

- результат расчета коэффициента фильтрации с поправкой на 20 °C k₂₀, м/с, в виде среднего арифметического трех значений;

- условия проведения испытаний;

- дата проведения испытаний.

- любые отклонения от требований настоящего стандарта.