Aalborg Universitet. Kornvægtfylde. Nielsen, Benjaminn Nordahl; Nielsen, Søren Dam. Publication date: Document Version Også kaldet Forlagets PDF

Transkript

1 Aalborg Univeritet Kornvægtfylde Nielen, Benjaminn Nordahl; Nielen, Søren Dam Publication date: 2019 Document Verion Ogå kaldet Forlaget PDF Link to publication from Aalborg Univerity Citation for publihed verion (APA): Nielen, B. N., & Nielen, S. D. (2019). Kornvægtfylde. Aalborg: Aalborg Univeritet, Intitut for Byggeri og Anlæg. DCE Lecture note, Nr. 51 General right Copyright and moral right for the publication made acceible in the public portal are retained by the author and/or other copyright oner and it i a condition of acceing publication that uer recognie and abide by the legal requirement aociated ith thee right.? Uer may donload and print one copy of any publication from the public portal for the purpoe of private tudy or reearch.? You may not further ditribute the material or ue it for any profit-making activity or commercial gain? You may freely ditribute the URL identifying the publication in the public portal? Take don policy If you believe that thi document breache copyright pleae contact u at vbn@aub.aau.dk providing detail, and e ill remove acce to the ork immediately and invetigate your claim. Donloaded from vbn.aau.dk on: October 05, 2019

2 Kornvægtfylde Benjaminn Nordahl Nielen Søren Dam Nielen ISSN DCE Lecture Note No. 51

3 Aalborg Univeritet Intitut for Byggeri og Anlæg Sektionen for byggeri og infratruktur DCE Lecture Note No. 51 Kornvægtfylde Benjaminn Nordahl Nielen Søren Dam Nielen 2019 Aalborg Univeritet

4 Videnkabelige publikationer ved Intitut for Byggeri og Anlæg Technical Report anvende til endelig afrapportering af forkningreultater og videnkabeligt arbejde udført ved Intitut for Byggeri og Anlæg på Aalborg Univeritet. Serien giver mulighed for at fremlægge teori, forøgbekriveler og reultater i fuldtændig og uforkortet form, hvilket ofte ikke tillade i videnkabelige tidkrifter. Technical Memoranda udarbejde til præliminær udgivele af videnkabeligt arbejde udført af anatte ved Intitut for Byggeri og Anlæg, hvor det kønne paende. Dokumenter af denne type kan være ufuldtændige, midlertidige verioner eller dele af et tørre arbejde. Dette kal holde in mente, når publikationer i erien referere. Contract Report benytte til afrapportering af rekvireret videnkabeligt arbejde. Denne type publikationer rummer fortroligt materiale, om kun vil være tilgængeligt for rekvirenten og Intitut for Byggeri og Anlæg. Derfor vil Contract Report ædvanligvi ikke blive udgivet offentligt. Lecture Note indeholder underviningmateriale udarbejdet af underviere anat ved Intitut for Byggeri og Anlæg. Dette kan være kurunoter, lærebøger, opgavekompendier, forøgmanualer eller vejledninger til computerprogrammer udviklet ved Intitut for Byggeri og Anlæg. Thee er monografier eller artikelamlinger publiceret til afrapportering af videnkabeligt arbejde udført ved Intitut for Byggeri og Anlæg om led i opnåelen af en ph.d.- eller doktorgrad. Afhandlingerne er offentligt tilgængelige efter uccefuldt forvar af den akademike grad. Latet Ne rummer nyheder om det videnkabelige arbejde udført ved Intitut for Byggeri og Anlæg med henblik på at kabe dialog, information og kontakt om igangværende forkning. Dette inkluderer tatu af forkningprojekter, udvikling i laboratorier, information om amarbejde og nyete forkningreultater. Udgivet 2019 af Aalborg Univeritet Intitut for Byggeri og Anlæg Thoma Mann Vej 23 DK-9220 Aalborg Ø, Danmark Trykt i Aalborg på Aalborg Univeritet ISSN DCE Lecture Note No. 51

5 Udgiveler i DCE Lecture Note erien Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Glødetab, DCE Lecture note no. 48, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Hydrometeranalye, DCE Lecture note no. 49, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Konitengræner, DCE Lecture note no. 50, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Lø og fat lejring, DCE Lecture note no. 52, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Rumvægt, DCE Lecture note no. 53, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Sigteanalye, DCE Lecture note no. 54, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg. Nielen, B.N. og Nielen, S.D. 2019, Vandindhold, DCE Lecture note no. 55, Aalborg Univeritet, Intitut for byggeri og anlæg, Aalborg.

6 Forord Denne vejledning omhandler betemmele af kornvægtfylden af jordarter. Vejledningen er en del af en erie, der bekriver udførelen af geoteknike klaifikationforøg om de foretage i laboratoriet for fundering ved Aalborg Univeritet. Vejledningen er opbygget på følgende måde: Tilhørende tandarder Definitioner Apparatur Kalibrering af udtyr Klargøring af prøvemateriale Forøgprocedure Beregninger Rapportering Bemærkninger Skema til brug for forøgudførele Evt. bilag Det må anbefale brugeren af denne vejledning at læe hele vejledningen igennem inden forøget påbegynde. Nummerering på figurer er i tekten angivet med { }. Enheder er angivet med [ ], f.ek. [%].

7 Tilhørende tandard Forøget er baeret på og yderligt bekrevet i tandarden DS/CEN ISO/TS Definition Ved kornvægtfylden fortå kornmaterialet relative denitet, d : d vægten af et betemt rumfang jordkorn vægten af det amme rumfang detilleret vand ved 4 o C Jordkornene vægt reducere ikke for opdrift i luft. Efter oventående definition, få: d W o 4o V 4 V Volumen af tørt kornmateriale [cm 3 ] W o 4 Vægten af tørt kornmateriale [g] Kornmaterialet denitet [g/cm 3 ] Demineralieret vand denitet ved 4 o C, ρ 4C = 1g/cm 3 For jordarter uden organik indhold kan d regne at variere fra 2,65 for rent kvartand til 2,85 for vie lermineraler. For jordarter indeholdende ærligt tunge eller lette mineraler kan d antage værdier uden for dette område. Indhold af organik tof kan reducere d helt ned til 1,0. Jordkornene rumfang er defineret om rumfanget af den maive mae, de lukkede porer og den del af åbne porer, der er utilgængelig, når denne vejledning følge.

8 Apparaturlite Apparatur om benytte i forøget, numrene henvier til figur 1. Pyknometer {1} Bægergla {2} Termometer, nøjagtighed 0,1 o C {2} Vægt, vejenøjagtighed på 0,001 g Tørrekab, temperatur til 105 o C Vacuumekikkator Figur 1: Apparatur til kornvægtfyldeforøg. Numrene henvier til apparaturliten herover. Kalibrering af udtyr Pyknometeret kal kalibrere årligt. Der kal ikke kalibrere udtyr umildbart inden forøget. Til betemmele af jordkornene rumfang anvende et pyknometer (en glaflake). Vægten af pyknometer fyldt med luftfrit demineralieret vand (W 2 ) ved en given temperatur kal på forhånd være kendt. Denne kalibrering af pyknometer kan gøre ekperimentelt ved at veje pyknometeret fyldt med luftfrit demineralieret vand ved forkellige temperaturer. Kalibreringen kan ogå foretage teoretik, når man kender rumudvidelekoefficienten for pyknometeret (duran og pyrex gla 5 o 10 pr. C ).

9 Vægt af pyknometer fyldt med luftfrit demineralieret vand (W 2 ) om funktion af temperatur, kan aflæe på kalibreringkemaet, udarbejdet for det enkelte pyknometer. Nyete kalibreringkemaer for benyttede pyknometre kan finde i geoteknik laboratorium ved Aalborg Univeritet. Klargøring af prøvemateriale Normalt anvende 500 ml pyknometer. Er der kun en mindre jordprøve til rådighed (mindt 10 g tørtof), kan man anvende 50 ml pyknometer. Den videre fremgangmåde afhænger af, om d kal betemme for kohæionjord eller friktionjord. De angivne prøvetørreler i det efterfølgende er beregnet for 500 ml pyknometer. De angivne prøvemængder er angivet i tørtof, men der benytte fugtigt materiale, hvorfor der kal tage højde for vandindholdet. Kohæionjord. Våd metode Prøven rive eller dele i må dele, og der udtage en repræentativ delprøve varende til ca. 50 g tørtof. Prøven røre op med mindt 200 ml demineralieret vand til en homogen oplemning. Dette kan gøre på rytebord, hvor oplemningen kal tå i ca. 4 timer ved en frekven på 170 rytninger i minuttet. Oplemningen hælde over i pyknometeret. Reter i kålen kylle om nødvendigt over i pyknometeret med luftfrit demineralieret vand. Der hælde luftfrit demineralieret vand i pyknometeret, til det er ca. halvfyldt.

10 Friktionjord. Tør metode Der udtage en delprøve på varende til ca. 150 g tørtof. Prøven placere i pyknometeret, benyt eventuelt en tragt. Der hælde luftfrit demineralieret vand i pyknometeret ved at lade det løbe ned lang inderiden af pyknoometeret, til det er ca. halvfyldt, figur 2. Det ikre, at hele prøven er vandmættet og der ikke er kjulte luftbobler i materialet. Dette kan gøre ved at holde pyknometeret på krå og langomt dreje det, ålede frigøre fangede luftbobler. Der dreje til der ikke er mere luft der frigive ved yderligt at dreje en hel omgang. Figur 2: Pyknometer med friktionjord og demineralieret vand.

11 Forøgprocedure Den følgende forøgbekrivele er gældende for både friktion- og kohæionjord. Pyknometeret uden prop anbringe i vacuumekikkatoren, hvor jorden koge i ca. 60 min., til det er luftfrit, figur 3. Pyknometeret tage ud af ekikkatoren og fylde op med luftfrit demineralieret vand, ved at lade vandet løbe ned lang iden af pyknometeret inderide, figur 4. Der fylde å meget vand i, at der er overkud, når proppen enere ætte i. Pyknometeret uden prop hentille, indtil temperaturen i pyknometeret er lig rumtemperaturen. Figur 3: Pyknometer i vacuumekikator.

12 Figur 4: Pyknometeret fylde forigtigt op med demineralieret vand. Vandet løber lang inderiden af pyknometeret. Når temperaturen er lig rumtemperatur ætte proppen forigtigt i pyknometeret, ålede at det overkydende vand løber over, figur 5. Overløbrøret kal være fyldt med vand, der må ålede heller ikke være luft heri. Det kontrollere, at vandet er helt fri for luftblærer, ogå omkring proppen. Pyknometeret aftørre omhyggeligt, vær opmærkom på evt. vand der idder omkring proppen. Det fyldte pyknometer med prop veje, (W 1 ). Temperaturen i pyknometeret midte måle, figur 6. Vægten af pyknometeret fyldt med luftfrit demineralieret vand ved den målte temperatur (W 2 ) aflæe i kalibreringkemaet. Der benytte linear interpolation til at finde vægten af pyknometeret ved temperaturer forkellige fra dem opgivet i kalibreringkemaet. Figur 5: Pyknometer med prop, hvor det overkydende vand er løbet over, hvor der er markeret med O. Pyknometeret tørre grundigt inden det veje.

13 Figur 6: Temperaturen måle midt i pyknometeret. Et bægergla veje (W bæger ), og indholdet af pyknometeret hælde heri, figur 7. Reter i pyknometeret kylde over i bægerglaet med demineralieret vand. Oplæmningen tørre i tørrekab ved 105 o C. Dette er en langom proce, og kan tage flere dage afhængig af mængden af vand. Oplæmningen kontrollere dagligt. Når der ikke er ynligt vand tilbage, kal prøven tå yderligt 24 timer for at ikre totalt tørring. Oplæmningen placere i ekikkator til temperaturen er rumtemperatur, og bægergla med oplæmning veje (W bæger + W ). Figur 7: Bægergla med prøven hhv. før og efter den er blevet tørret ved 105 o C. Tørretiden kan vare op til flere dage.

14 Beregninger Rumfang af tørtof = W W 2 t W 1 d W W W W o t d W 1 W 2 t W W W 2 W 1 Vægt af pyknometer fyldt med prøve og demineralieret vand [g]. Vægt af pyknometer fyldt med demineralieret vand [g]. t Denitet af demineralieret vand ved temperaturen t, [g/cm 3 ]. Rapportering Kornvægtfylden angive med 2 decimaler. Bemærkninger Lufttrykket i ekikkatoren kal reducere langomt, ålede at kogningen ikke medfører, at der rive vand og jord ud af pyknometeret hal. Stor omhyggelighed med vejninger og temperaturmålinger er nødvendigt, idet d beregne på grundlag af en vægtforkel, om er lille i forhold til vægtene elv. Der bør benytte den amme vægt til kalibrering af pyknometeret og til de enkelte vægtbetemmeler. To væentlige kilder til fejl er: Uen temperatur i pyknometeret Ufuldtændig fjernele af indeluttet luft i jorden Uen temperaturvankeligheder undgå, hvi temperaturen i pyknometeret er en med rumtemperaturen, inden proppen anbringe i pyknometeret. Den bekrevne kogningprocedure er normalt nok til at fjerne den indeluttede luft i jorden. Jorden må ikke koge i pyknometeret ved normalt lufttryk, idet pyknometeret form kan ændre.

15 Hvi kornvægtfylden betemme på en fraigtet del af jordarten, anføre dette på forøgblanketten.

16 Sag Sag nr. Underøgt d. til Lab. nr. Boring nr. Kontr. d. Godk. d. Kote Bilag nr. Kornvægtfylde PRØVESTØRRELSE Prøve Skål (Bægergla) Skål + W Skål W nr nr g g g RELATIV DENSITET Prøve nr Pyknometer nr Pyk ind/ud ekikkator kl W 1 ( Wpyk W Wvand ) g Temperatur t o C W 2 ( Wpyk vand ) g Bægergla nr Bæger ind varmekab d. kl Bæger ud varmekab d. kl W W g bgr gla W g bgrgla Tørtof W Vand denitet t g g/ml Relativ denitet d t W W W 2 W 1 t DESTILLERET VANDS DENSITET o C g/ml 0, , , , ,99927 o C g/ml 0, , , , ,99843 o C g/ml 0, , , , ,99733 o C g/ml 0, , , , ,99598

17 ISSN DCE Lecture Note No. 51