что такое коэффициент фильтрации песка

Что такое коэффициент фильтрации песка

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА СССР

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ

Soils.
Laboratory methods for determination of filtration factor

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 25584-90 с ГОСТ 25584-2016 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 1990-09-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным строительным комитетом СССР

А.А.Васильева, канд. геол.-минер. наук (руководитель темы); В.М.Павилонский, канд. техн. наук; Р.С.Зиангиров, д-р геол.-минер. наук; Н.А.Понкратова; А.П.Афонин; И.С.Ронжин, канд. техн. наук; Н.И.Лоскутов, канд. техн. наук; В.Н.Жиленков, д-р техн. наук; В.А.Дубиняк

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР от 04.04.90 N 32

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

1.9, 2.2.2, 2.2.5, 3.2.2, 3.2.6.1, 3.3.4

5. ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное МНТКС 23.04.97. Государство-разработчик Россия. Постановлением Госстроя России от 02.12.93 N 18-51 введено в действие на территории РФ с 01.07.94. Ранее было опубликовано в БСТ N 9 за 1993 год. (ИУС N 1, 1999 год).

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1 1999 г.

Настоящий стандарт распространяется на песчаные, пылеватые, глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения коэффициента фильтрации при исследованиях грунтов для строительства.

Стандарт не распространяется на песчаные, пылеватые и глинистые грунты в мерзлом состоянии и не устанавливает коэффициент фильтрации при химической суффозии грунтов.

Пояснения к терминам, применяемым в стандарте, приведены в приложении 1.

1.1. Коэффициентом фильтрации называют скорость фильтрации воды при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации.

1.2. Коэффициент фильтрации определяют на образцах ненарушенного (природного) сложения или нарушенного сложения заданной плотности.

1.3. Отбор, упаковка, транспортирование образцов грунта ненарушенного сложения должны производиться по ГОСТ 12071.

1.4. Для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов нарушенного сложения следует применять образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния.

Коэффициент фильтрации песчаных грунтов, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве, определяют по указаниям приложения 5 на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5. Максимальный размер частиц песчаных грунтов не должен превышать внутреннего диаметра прибора для определения коэффициента фильтрации.

1.6. Коэффициент фильтрации песчаных грунтов определяют при постоянном заданном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх.

Коэффициент фильтрации пылеватых и глинистых грунтов определяют при заданных давлении на грунт и переменном градиенте напора с пропуском воды сверху вниз или снизу вверх, при предварительном насыщении образца грунта водой снизу вверх без возможности его набухания.

1.7. Для насыщения образцов грунта и фильтрации применяют грунтовую воду с места отбора грунта или воду питьевого качества. В случаях, устанавливаемых программой исследований, допускается применять дистиллированную воду.

1.8. Образцы грунта взвешивают на лабораторных весах с погрешностью ±0,01 г.

1.9. Результаты определения коэффициента фильтрации должны сопровождаться данными о гранулометрическом составе по ГОСТ 12536, влажности, плотности частиц, плотности сухого грунта, границе текучести и раскатывания по ГОСТ 5180, степени влажности и коэффициенте пористости.

1.10. Количество частных определений коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) должно составлять не менее шести.

Количество частных определений коэффициента фильтрации грунта допускается уменьшать при наличии одноименных определений в материалах предыдущих испытаний, выполненных на той же площадке для того же инженерно-геологического элемента.

1.11. Нормативные значения коэффициента фильтрации для каждого инженерно-геологического элемента (слоя грунта) устанавливают методом статистической обработки результатов частных определений по ГОСТ 20522. Расчетные значения коэффициента фильтрации следует принимать равными нормативным.

1.12. В процессе подготовки, проведения и обработки результатов испытаний образцов грунта ведут журналы по формам, приведенным в приложениях 2 и 3.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

2.1. Оборудование и приборы

2.1.1. В комплект оборудования для определения коэффициента фильтрации должны входить:

весы лабораторные квадрантные (ВЛК) или лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 с комплектом гирь к ним по ГОСТ 7328;

термометр с погрешностью измерения не более 0,5 °С по ГОСТ 28498-90;

нож из нержавеющей стали с прямым лезвием;

пластины плоские с гладкой поверхностью (из стекла, плексигласа или металла).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.2. В состав прибора КФ-00М, конструкция которого приведена на чертеже, должны входить:

фильтрационная трубка, состоящая из прямого полого цилиндра внутренним диаметром 56,5 мм и высотой 100 мм с заостренными краями, перфорированного дна с отверстиями размером (2х2) мм (или диаметром 2 мм) и муфты с латунными сетками, мерного стеклянного баллона объемом 140 см и высотой 110-115 мм со шкалой объема фильтрующейся жидкости; телескопическое приспособление для насыщения грунта водой и регулирования градиента напора, состоящее из подставки, подъемного винта, планки со шкалой градиентов напора от 0 до 1 ценой деления 0,02; корпус с крышкой.

Примечание. Для определения коэффициента фильтрации допускается применять приборы, конструкция которых подобна КФ-00М (КФ-01, ПКФ-З Союздорнии, ФВ-З).

2.1.3. Цилиндр, планка со шкалой градиентов напора, сетки, подъемный винт должны изготавливаться из некоррозирующегося металла.

2.1.4. Измерительные приборы, применяемые для определения коэффициента фильтрации грунтов, должны поверяться в соответствии с технической документацией.

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. К испытанию грунт следует подготавливать в следующей последовательности:

песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;

из корпуса прибора извлекают фильтрационную трубку и разбирают ее;

заполняют цилиндр испытываемым грунтом в соответствии с порядком, установленным в пп. 2.2.2, 2.2.4;

в корпус наливают воду и вращением подъемного винта поднимают подставку до совмещения отметки градиента напора на планке с верхним краем крышки корпуса;

устанавливают цилиндр с грунтом на подставку и вращением подъемного винта медленно погружают в воду, содержащуюся в корпусе, до отметки градиента напора 0,8 и оставляют его в таком положении до тех пор, пока грунт увлажнится. В процессе водонасыщения грунта поддерживают постоянный уровень воды у верхнего края корпуса;

помещают на образец грунта латунную сетку, одевают на цилиндр муфту, вращением подъемного винта опускают фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение и оставляют на 15 мин.

2.2.2. Заполнение цилиндра испытываемым грунтом ненарушенного сложения выполняют в следующем порядке.

Заранее взвешенный цилиндр ставят заостренным краем на выровненную поверхность грунта и винтовым прессом (или рукой) слегка вдавливают его в грунт, обозначая границы будущего образца для проведения испытаний;

грунт у заостренного края цилиндра (с внешней его стороны) срезают острым ножом в виде столбика диаметром на 0,5-1 мм больше диаметра цилиндра и высотой примерно 10 мм. Одновременно, по мере срезания грунта, легким надавливанием пресса постепенно надвигают цилиндр на грунт, не допуская перекоса, до полного заполнения цилиндра. В грунт, из которого не удается вырезать столбик, цилиндр вдавливают;

верхний торец образца грунта зачищают ножом вровень с краями цилиндра и накрывают заранее взвешенной пластинкой;

подхватывают цилиндр с грунтом снизу лопаткой, перевертывают его, зачищают нижний торец образца грунта вровень с краями цилиндра и также накрывают заранее взвешенной пластинкой;

взвешивают цилиндр с образцом грунта и покрывающими его пластинками;

определяют плотность грунта по ГОСТ 5180;

2.2.3. Надевают на цилиндр с образцом грунта дно с латунной сеткой, покрытой кружками марли.

2.2.4. Заполнение цилиндра грунтом нарушенного сложения выполняют в следующем порядке:

на цилиндр надевают дно с латунной сеткой, покрытой кружком марли;

наполняют цилиндр грунтом, подготовленным в соответствии с п. 1.4, через верх слоями толщиной 1-2 см;

Источник

Коэффициент фильтрации грунтов и песка

Химическая формула речного песка – SiO₂ – 98%, остальное – AI₂O₃ (оксид алюминия) и Fe₂O₃ (оксид железа). Основной составляющей песка является диоксид кремния. Это формула кварцевого песка, и от нее всегда отталкиваются, делая расчеты при проведении строительно-ремонтных работ, направленные на составление пропорций цементно-песчаного или бетонного растворов. Кварцевый песок, особенно речной, имеет наиболее чистый состав.

Формула кварцевого песка

Как рассчитать коэффициент фильтрации песка

Песок используют для приготовления растворов и смесей (мокрых или сухих) в строительстве самых разных объектов и сооружений – от жилья до стратегических конструкций и для дорожного строительства, от фундаментов до влагонепроницаемых герметичных сооружений. Выбирая требуемую фракцию и степень очистки песка, принимают в расчет модуль крупности, наличие глинистых примесей, объемную массу, коэффициент фильтрации. Справочные значения коэффициента фильтрации песка приведены в таблице:

Точное определение коэффициента фильтрации песка нужно для того, чтобы узнать его способность пропускать воду (водопроницаемость). Скорость прохождения воды через определенную толщу песка вычисляют посредством применения гидравлического градиента со значением 1, единица измерения – м/сут (метров в сутки). Результат измерений отображает расстояние, на которое просочилась вода через слой песка за 24 часа, то есть плотность песка. Определение коэффициента фильтрации грунтов

Коэффициент фильтрации песка (КФ) определяет его проникающую способность и параметры качества. Самая маленькая пропускная способность песка имеет КФ = 0. По значениям КФ можно определить объемное присутствие примесей глины и по этому показателю применять песок для тех или иных растворов или смесей.

Чем ниже коэффициент фильтрации, тем меньше диапазон применения песка, так как его качество определяет прочность бетонной или цементно-песчаной конструкции. Наивысший КФ имеет крупнозернистый песок, так как между зернами материала остается больше воздуха и вода может свободно и быстро просачиваться через толстый слой песка.

Чтобы лабораторным путем узнать КФ песка и провести исследования, пользуются мерной пробиркой: в нее наливают воду уровнем выше отметки «0» на 0,5 см и более. При стекании воды через перфорированное дно с отверстиями хронометром замеряют время, за которое вода опустится в мерной пробирке ниже 5,0 см. Такие измерения проводят 4 раза подряд, и каждый раз воду в мерную пробирку доливают на 0,5 см. При десятиминутном снижении уровня воды измерения можно делать при значении начального градиента давления 2,0. Мерная пробирка и подставка вынимаются из стакана и устанавливаются на специальный поддон. При проведении замеров необходимо следить за тем, чтобы вода в мерной пробирке не опускалась ниже верхнего уровня стройматериала. Прибор для определения значения фильтрации песка

Плотность сухого сыпучего материала в резервуаре (ρd_i, г/см 3 ) рассчитывают таким образом: ρd_i = m₁ / (V_i х (1+W_i)), где:

V_i – объем грунта в мерной пробирке, см 3 ;

W_i – влажность грунта в мерной пробирке.

КФ рассчитывают по формуле: K = h / t 0 x α (S / H₀) x 864 / T, где:

h – высота песчаной насыпки для фильтрации в мерной пробирке (см);

S – визуальное уменьшение уровня от начального (см);

H₀ – значение предельно минимального давления жидкости (см);

t 0 – время падения уровня (сек);

Т = (0,7 + 0,03 Т_ф) – коэффициент, применяемый для приведения КФ песка к приемлемым условиям фильтрации жидкости при температуре 10 0 С, где:

Т_ф – температура при проведении опытов, 0 С;

Т = (0,7 + 0,03 х 18) = 1,24.

КФ для разных типов песка

Разный по свойствам грунт обладает различными коэффициентами поглощения воды или другой жидкости (коэффициентом водопроницаемости). Точные данные приведены в ГОСТ 25584. Свойства жидкости в расчет не принимаются – основным параметром для расчетов служит размер фракций песка и включений в нем. Прибор КФ-00М

Коэффициент проницаемости жидкости для карьерного песка – 0,5-7 м/сут, так как в этом стройматериале много посторонних включений – глина, пыль, и т.д. Все эти ненужные компоненты задерживают жидкость, поэтому при приготовлении смесей и растворов на основе цемента этот песок применяют очень редко.

После того как карьерный песок очистили при помощи воды, КВ увеличивается, а качество песка становится лучше. КФ в карьерном намытом песке достигает 5-20 м/сут, а размер средних фракций песка остается на уровне 1,5 мм. Такой промытый карьерный песок уже разрешается применять при приготовлении бетонных и цементно-песчаных смесей.

Песок мелкой фракции с пропускной способностью 1-10 м/сут широко применяют при производстве сухих строительных смесей – штукатурных, кладочных, и т.д. При наличии любых посторонних примесей в мелкофракционном песке его КФ значительно уменьшается.

Очень высокий показатель КВ у песка крупной зернистости – это материал практически максимальной водопроницаемости, так как между крупными зернами всегда остается воздух, сквозь который вода или любая другая жидкость может свободно протекать. Разные фракции песка

КФ служит для определения параметров песка. Высокая водопроницаемость определяет чистоту песка и степень пригодности к использованию в строительстве, так как качество песка прямо влияет на показатели надежности и длительность эксплуатации строительных объектов.