GB T 27845-2011 化学品.土壤粒度分析试验方法.pdf
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1、ICS 13.300;1 1. 100 A 80 中华人民GB 共和国国家标准GB/T 27845-2011 化学品土壤粒度分析试验方法Chemicals-Test method for particle-size analysis of soils 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-08-01实施发布GB/T 27845-2011 目。自本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准与美国试验与材料协会标准ASTMD 422-63: 2007 (土壤粒度分析的标准试验方法(Standard test metho
2、d for particle-size analysis of soils) (英文版)的技术内容相同。本标准进行了下列编辑性修改:用本标准代替本试验方法;一一删除原ASTM标准前言、关键词等资料性部分;一一将所有的单位换算成国际单位制;一一对原有缺失标题的图、表增补标题,并统一调整了全文的图、表、公式编号。本标准由全国危险化学品管理标准化技术委员会(SAC/TC251)提出并归口。本标准起草单位:中国检验检疫科学研究院、中国化工经济技术发展中心、江苏煤化工程设计研究院有限公司、中化化工标准化研究所。本标准主要起草人:李唏、陈会明、王晓兵、杨挺、郭新宇。I GB/T 27845-2011 化学
3、晶土壤粒度分析试验方法1 范围本标准规定了土壤粒度分布的定量试验方法。本标准适用于土壤粒度分析的定量测定。粒度大于75mC留存在200目筛上的)粒度分布,通过筛分法来测定;粒度小于75m的粒度分布,通过沉降过程中用液体密度计测得的必要数据来测定。注1:可使用4.75mm(4目)、425m(40目)或75m(200目)筛,代替2.00mm(10目筛进行分离。元论使用何种筛,报告中均说明孔径大小。注2:分散装置有两种:一种是高速机械搅拌器,另一种是空气分散装置。大量调查表明,对于土壤粒度小于20m的塑性土,用空气分散装置的分散效果更好,对于砂质土,用空气分散装置可略微减少其降解。使用空气分散装置具
4、有明显的优点,建议采用。使用这两种装置所得结果的差异很大,这是由于土壤的类型不同,导致粒度分布具有显著差异,尤其是当土壤粒度小于20m时。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ASTM D 421 粒度分析和土壤常数测定所用土壤样品的干法制备规程CPracticefor dry prepara tion of soil samples for particle-size analysis and determination of soil constants)
5、 ASTM E11 试验用筛网和筛的规范CSpecificationfor wire cloth and sieves for testing purposes: 2004) ASTM E100 美国试验与材料协会液体密度计规范CSpecificationfor ASTM hydrometers) 3 仪器设备3. 1 天平可通过2.00mm(lO目)筛的物质,使用灵敏度为0.01g的天平来称量;留存于2.00mm(lO目)筛上的物质,使用灵敏度达到待称样品质量0.1%的天平来称量。3.2 搅拌装置3.2. 1 可使用装置A或装置Bo3.2.2 装置A应含有一个机械操作的搅拌设备,装配有合适的
6、电动机带动立轴,在元负载时能以不低于10000 r/min的转速转动。立轴上应装有金属、塑料或硬橡胶制成的可更换的搅拌桨,装置A的搅拌桨见图1。GB/T 27845-20门单位为毫米牛五二哥E三三副41冲孔5.16士0.035 flJ 。b) a) 装置A的搅拌桨立轴长度应使搅拌桨能在距分散杯底部19.0 mm38. 1 mm赴运转。使用图2所示任一式样的专用分散杯,用于分散试样时存放样品。图1单位为毫米直径95.2直径95.2可拆卸性分流杆永久性分流杆户.hhh-B杯分流装置位置平面图A杯装置A的分散杯装置固22 3.2.3 装置B应包括符合图3要点的喷气分散杯。A杯针阀供气装置横截面A杯横
7、截面B杯图3装置B的暇气分散杯注1:喷气分散杯所需的空气量达到57dm3/min(2 ft3/min)。GB/T 27845-2011 B杯注2:另一种空气型分散装置为分散管,其使用效果与使用喷气分散杯相同。使用分散管时,将样品在沉降筒内浸透,以排除转移泥浆的需要。如果使用了空气分散管,在报告中予以说明。注3:空气管内的水分可能在不使用时会凝结。使用空气进行分散前,通过在空气管内设置存水弯或者将水分吹出空气管的方式清除水分。3.3 擅体密度计液体密度计应确保可读出悬浮液的比密度或每升液体中含有多少克的悬浮物,并且符合ASTME100中对液体密度计151H或152H的要求。两种液体密度计的量纲相
8、同,仅刻度不同。3.4 沉降筒玻璃沉降筒高为457mm,直径为63.5mm,容量为1000mL。其内径为:内部从底部至1000mL 标记处是36cm土2cm. 3.5 温度计精确度为0.5.C的温度计。3.6筛本标准所用筛为一系列符合ASTMEll要求,具有方孔铁丝网眼的筛。一整套筛应包括下列几种:一一一75mm; 一一50mm; 一一一37.5mm; -一-25.0mm; 一一-19.0mm; 一一-9.5mm; 3 G/T 27845-2011 4.75 mm(4目); 一二2.00mm(lO目); -850m(20目); 一一425m(40目); 一-250m(60目); 一-106m(
9、l40目); 一-75m(200目)。注:如有需要,可使用能绘出8.6中要求的图表上点间隔均匀的一整套筛,包括下列几种:-一-75mm; 一一-37.5mm; 19.0 mm; 一一-9.5mm; 一一-4.75mm(4目),一一-2.36mm(8目); 一一一1.18 mm(16吕); 600m(30目); 300tn(50目h一一-150m(lOO目); 一一75m(200目)。3. 7 水浴槽或恒温室液体密度分析过程中,用水浴槽或恒温室.使土壤悬浮液保持恒温。符合要求的水浴槽应为隔热水浴槽,能使悬浮液保持在20C或20.C左右的适宜恒温。装置示意图见图4。在自动控制恒温的室内操作时,不必
10、使用水浴槽。4 进水口L 940 图4保温水浴槽单位为毫米一溢出口GB/T 27845-2011 3.8 烧杯容量为250mL的烧杯。3.9 计时装置带有秒针的表或钟。4 分散剂4. 1 每升蒸馆水/软化水中加入40g六偏磷酸铀(又名偏磷酸铀)。注2如果该盐溶液为酸性,它将会缓慢恢复或水解成为正磷酸盐,随即减少分散作用。经常地(至少每月一次)制备该溶液,或用碳酸销调节pH值至8或90盛装溶液的瓶子上标明制备日期。4.2 试验用水应为蒸馆水或软化水。液体密度试验用水的温度应达到预定温度。例如,如果沉降筒放置进水浴槽内,那么所用蒸馆水/软化水的温度应与控温水浴槽的温度相同;或者,如果沉降筒在控温室
11、内使用,试验水温应与室温相同。液体密度试验的基本温度为20.C。小范围的温度变化不会产生实质上的差别,也不会妨碍依照规定使用校正值。5 试验样品5. 1 按照ASTMD421制备用于机械(粒度)分析的试样。在准备阶段将试样分成两部分,一部分是留存于2.00mm(lO目)筛上的颗粒,另一部分是通过2.00mm筛的颗粒。按ASTMD421要求,选出风干试验土壤的量应能满足机械(粒度)分析的要求如下:在2.00mm筛上留存部分的质量取决于最大颗粒的颗粒度,见表1.表12.00 mm筛上留存部分质量与最大颗粒度关系对照表最大颗粒的公称直径/2.00 mm筛上留存部分最小质量的近似值/口1口1g 9.
12、5 500 19.0 1000 25.4 2000 38.1 3000 50.8 4000 76.2 5000 通过2.00mm筛的部分,若为砂质土,则约为115g,若为粉砂质土和蒙古质土,则约为65g. 5.2 ASTM D421第5节规定了试验用风干土壤的称量方法,在2.00mm筛上进行干筛和冲洗对土壤进行分离,以及对2.00mm筛上留存的冲洗和干燥部分进行称量。通过以上两个量,可根据8.1. 1 计算2.00mm筛上留存部分以及通过部分的百分率。注z检查土块质量和土块的粉碎彻底性,可对通过2.00mm筛的部分进行称量,并将该值与留存于2.00mm筛的冲洗和烘干部分质量相加。5 GB/T
13、27845-2011 6 留存于2.00mm筛部分的过筛分析6. 1 使用75mm筛、50mm筛、37.5mm筛、25.0mm筛、19.0mm筛、9.5mm筛、4.75mm筛和2.00 mm筛,或者根据样品可能的需要及试验材料的规范要求,将2.00mm筛上的留存部分分离成一系列小部分。6.2 震击的同时,水平、垂直摇动筛以进行筛分,使试样能够连续地在筛表面移动。任何情况下,都不应翻动或移动粉碎样品过筛。连续过筛,直至1min的过筛过程中,通过筛部分的质量小于或等于残留筛上质量的1%。如果使用机械法过筛,用上述于筛法检测过筛的彻底性。6.3 用天平测定每部分的质量(见3.1)。称量结束后,所有筛
14、上留存的样品质量总和应约等于过筛的样品原质量。7 液体密度计和通过2.00mm筛部分的过筛分析7.1 波体密度计读数的综合校正7.1.18.3.3中给出的悬浮液中剩余土壤的质量分数公式,是基于使用蒸馆水/软化水得到的。但是由于水中使用了分散剂,因此所得到液体的比密度会略大于蒸馆水/软化水的密度。在20.C下,对土壤液体密度计进行校准,在实际液体密度计读数中,实际温度与该标准温度的偏差会造成读数出现误差。与标准温度偏差越大,误差越大。由于液体密度计被设计为由柱心上液体所形成的弯月面底部进行读数,无法确保得到半月面底部的土壤悬浮液读数,应由弯月面顶部进行读数并校正。列举的三项校正的净总值称为综合校
15、正值,可由试验测定。7. 1.2 可根据需要制备或使用预计试验温度范围内相差1.C的一系列温度的综合校正图或综合校正表。综合校正值可在预期试验温度范围内的两个温度上测量,假定两个测定值之间为直线关系,计算出中间温度的校正值。7. 1. 3 按照在沉降(液体密度计)试验中相同的比例,制备1000mL的蒸馆水/软化水和分散剂的混合液。将混合液置于沉降筒中,沉降筒置于恒温水浴槽内,在将使用的两个温度中选择一个来设定温度。液体温度达到恒定后,放入液体密度计,等待片刻让液体密度计与液体达到相同温度,读出液体密度计柱心形成的半月面顶部对应的刻度值。对于151H液体密度计,其综合校正值是该读数与1之差;对于
16、152H液体密度计,其综合校正值是该读数与0之差。确保综合校正值与之前相同,让液体和液体密度计达到另一个温度值。7.2 吸湿水分对液体密度试验所用试样进行称量后,用金属或玻璃小容器称取另一份10g15 g的试样,在烘箱内以110.C士5.C将样品烘干到恒定的质量,重新称量。记录下质量值。7.3 土壤样晶的分散7.3. 1 如果土壤主要成分为蒙古质土和粉砂质土,称出约50g的风干土壤样品。如果土壤主要成分为砂质土,则应称出约100g的土壤样品。7.3.2 将样品放入250mL的烧杯,并加入125mL(40 g/L)的六偏磷酸铀溶液。搅拌至土壤完全湿透。至少允许浸泡16h。7.3.3 浸泡阶段结束
17、时,使用装置A或B进一步分散样品。如果使用搅拌装置A.将土壤-水泥浆从烧杯转移至图2所示的专用分散杯中,用蒸饵水/软化水冲洗烧杯,将烧杯中的所有残留物转移进分散G/T 27845-20门杯内。必要时加入蒸锚水/软化水,使分散杯中榕液为大于半杯。搅拌1min。注:在洗涤操作中,可用大号的注射器作为简便设备。其他装置包括水洗瓶和喷嘴与增压蒸馆水箱连接的软管。7.3.4 如果使用搅拌装置B(见图3),取下盖子,用橡胶软管连接分散杯与压缩空气供气装置。应在分散杯与调节阀之间安装一个气压计。打开控制间,调节压力至7kPa。初始气压应达到7kPa,以防止土壤-水漉合物在转移至分散杯时进入空气喷流室。用蒸馆
18、水/软化水冲洗烧杯,将烧杯内的土壤-水泥浆转移至喷气分散杯。必要时加入蒸馆水/软化水,使分散杯内总量达到但不超过250mL。7.3.5 将盖子放到分散杯上,打开空气控制阀,调至压力为140kPa。根据表2分散土壤。表2土壤塑性系数与分散时间对应表塑性指数分散时间/口un5 5 620 10 20 15 云母含量大的土壤只需分散1min。分散完成后,在将土壤-水泥浆转移至沉降筒前,降低压力至7 kPa。7.4 液体密度试验7.4. 1 将土壤-水泥浆分散后立即转移至玻璃沉降筒,并加入蒸锚水/软化水,使总量达到1000 mL。7.4.2 用手掌封住沉降筒的开口端(或将一个橡皮塞放在开口端),将沉降
19、筒来回颠倒1min,以搅拌泥浆。这1min内翻转次数应约为60次,来回颠倒1次计作翻转2次。翻转的最初几次,残留在沉降筒底部的所有土壤都应在沉降筒倒置时通过激烈晃动而松动。颠倒1min后,将沉降筒放置于适宜位置,并以下列时间间隔(从沉降开始时开始计算)对液体密度计进行读数:2min、5min、15min、30min、60min、250min和1440 min,或根据试验材料的样品或规范,按需要尽量多地读数。如果使用控温水浴槽,沉降筒应在第2分与第5分的读数间放人水浴槽中。7.4.3 如果需要得到液体密度计的读数,根据读数时的深度,在读数前20s25 s时放入密度计。读数后,取出密度计,放在一个
20、盛有蒸馆水/软化水的刻度容器内。重要的是每次读数后应立即取出液体密度计。由于无法确保得到半月面底部的土壤悬浮液读数,应由柱心周围悬浮液形成的弯月面顶部进行读数。7.4.4 每次读数后,将温度计插入悬浮液测定其温度。7.5 过筛分斩对液体密度计末次读数后,将悬浮液转移至75m(200目)筛,用水龙头的水进行冲洗,直至冲洗水变为干净为止。将留存于75m筛上的物质转移到合适的容器内,放在烘箱内以110.C:!:5 .C的温度烘干,按照材料要求或者试验中材料的规范要求,根据需要,使用多个筛,对筛上存留部分进行过筛分析。8 计算和报告8. 1 留存于2.00mm筛部分的过筛分析值8. 1. 1 将通过2
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- GB 27845 2011 化学品 土壤 粒度 分析 试验 方法
