HJ 1068-2019 土壤 粒度的测定吸液管法和比重计法

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  • 式中:V。吸液管容积,ml; me——吸液管所取水的质量,g; p一一在试验温度下,水的密度,g/ml,见表2。 7.2恒温室或恒温水浴:20℃~30℃,土0.5℃。 7.3振荡设备:转速为(30土2)r/min的翻转式振荡装置。 7.4鼓风干燥箱:105℃~110℃。 7.5电热板。 7.6离心机:转速不低于1000r/min。 7.7分析天平:感量为0.0001g。 7.8电导率仪。 7.93 金属洗筛:孔径为0.063mm的方孔筛,应符合GB/T6005和GB/T6003.1的要求。 7.10金属土壤筛:孔径分别为2mm、0.60mm、0.212mm的方孔筛,应符合GB/T6005 和GB/T6003.1的要求。 7.11 玻璃量筒:容量1000m1,配橡胶塞或搅拌器(7.14)。 7.12禾 称量瓶:玻璃或金属材质,50ml。 7.13 离心管:有机材质,具防漏盖,500ml;也可使用1000ml锥形瓶。 7.14搅拌器:金属或抗腐蚀的塑胶材质,也可采用带橡胶塞的玻璃棒,见图2

    式中:V。——吸液管容积,ml; me——吸液管所取水的质量,g; p一一在试验温度下,水的密度,g/ml,见表2。 7.2恒温室或恒温水浴:20℃~30℃,土0.5℃。 7.3振荡设备:转速为(30土2)r/min的翻转式振荡装置 7.4鼓风干燥箱:105℃110℃。 7.5电热板。 7.6离心机:转速不低于1000r/min。 7.7分析天平:感量为0.0001g。 7.8电导率仪。 7.9金属洗筛:孔径为0.063mm的方孔筛,应符合GB/T6005和GB/T6003.1的要求。 7.10金属土壤筛:孔径分别为2mm、0.60mm、0.212mm的方孔筛,应符合GB/T6005 和GB/T6003.1的要求。 7.11玻璃量筒:容量1000ml,配橡胶塞或搅拌器(7.14)。 7.12称量瓶:玻璃或金属材质,50ml。 7.13离心管:有机材质,具防漏盖,500ml;也可使用1000ml锥形瓶。 7.14搅拌器:金属或抗腐蚀的塑胶材质,也可采用带橡胶塞的玻璃棒,见图2

    市政工艺、技术7.15球阅或等效装置

    7.16比重计:刻度范围为0g/L~60g/L,精度为0.5g/L。 比重计在使用前,要根据所附证书进行有效深度z的校准。 7.17一般实验室常用仪器和设备

    7.16比重计:刻度范围为0g/L~60g/L,精度为0.5g/L。

    土壤样品的采集和保存按照HJ/T166执行。

    按照HJ/T166的相关规定,将土壤样品放置于据瓷盘中,摊成2cm~3cm的薄层,实 时地压碎、翻动,捡除碎石、砂砾、植物残体等异物。对于黏性土壤,在样品半干时,应将 大块土捏碎或用木铲切碎,以免完全干后结成硬块,难以压碎过筛。 将风于的样品倒在有机玻璃板上,用木锤、木滚等再次压碎,捡除异物,过2mm土壤 筛(7.10),过筛后样品应充分混匀。 注:大于2mm的石砾,切勿碾压破碎,应将附着在石砾上的表土揉搓分离过筛

    称取适量(ms,精确到0.01g)土样(8.2)于离心管或锥形瓶(7.13)中。取样量根据 土壤类型确定,砂土约60g,黏土约20g,中间类型土壤取样量按比例估算。 对于有机质、可溶性盐和石膏、氧化铁和碳酸盐含量较低的土样,称样后可直接进行分 (9.1):含量较高以致于扰测定时,按照8.3.2进行预处理。

    8. 3. 2去除干扰

    8.3.2.1去除有机质

    可采用以下2种方式去除样品中的有机质。 方式1:使用离心管时,在管中加入约30ml水,使样品完全浸润,再加入30ml过氧 化氢(6.1),搅匀,泡沫较多时,加入适量消泡剂(6.4)消泡。继续加水,至体积在150ml~ 200ml,静置过夜后离心15min(转速不小于1000r/min),弃去上清液。重复以上步骤,直 至上清液无色或接近无色。 注:上清液离心效果较差时,加入25ml氯化钙溶液(6.17),充分搅拌,加水至250ml,静置后离心 15min(转速不小于1000r/min),弃去上清液。再加入250ml水重复清洗步骤,直至样品的颜色 变浅。 方式2:使用锥形瓶时,在瓶中加入约30ml水,使样品完全浸润,再加入30ml过氧 化氢(6.1),搅匀,泡沫较多时,加入适量消泡剂(6.4)消泡。待反应稳定后放置过夜,置 于电热板(7.5)上小心加热,用消泡剂(6.4)消泡,并不断搅拌。保持样品湿润,必要时

    可加入适量水,使悬浊液保持微沸状态,直至起泡现象消失。如仍有未分解的有机物,停止 加热,冷却后继续加入过氧化氢(6.1)进行重复处理,直至样品的颜色变浅。将处理好的 样品转移到离心管中,溶液体积控制在150ml~200ml,离心15min(条件同方式1),弃 去上清液。

    8.3.2.2去除可溶性盐和石膏

    在上述离心管或锥形瓶(8.3.2.1)中加入250ml水,盖上盖子,于振荡器(7.3)上振 荡1h后,离心15min(转速不小于1000r/min),弃去上清液。重复上述过程,直至上清液 电导率小于40.0mS/m

    8.3.2.3去除氧化铁和碳酸盐

    在经过上述处理的样品(8.3.2.2)中,按1:40固液比分别加入连二亚硫酸钠溶液(6.18 和乙酸钠溶液(6.19),加冰乙酸(6.3)调节pH至3.8,振荡过夜,离心15min(转速不小 于1000r/min),弃去上清液, 继续加入适量盐酸溶液(6.12),再加水至250ml,于80℃水浴中加热15min,并不断 觉拌。静置过夜后离心15min(转速不小于1000r/min),弃去上清液。重复上述过程,直 至上清液电导率小于40.0mS/m 注:盐酸溶液(6.12)的加入量与样品中碳酸盐含量有关,可采用以下方法确定:取适量土样(8.2) 置于白瓷盘上,向其滴加盐酸溶液(6.13),如土样中无气泡产生或者徐徐放出气泡、且响声很小 则加入25ml盐酸溶液(6.12);如明显发出气泡,但很快消失、且响声较大,则加入40ml盐酸 溶液(6.12):如气泡发生强烈,呈沸腾状,持续时间长、且响声较大,则加入60ml盐酸溶液(6.12)。

    将经过预处理的样品转移至锥形瓶(7.12)中,加适量水,使溶液体积控制在150ml 200ml,再加入25.00ml分散剂溶液(6.16)。瓶口放一小漏斗,置于电热板(7.5)上加热 h,保持微沸状态,煮沸过程中要经常摇动锥形瓶,以防土粒沉积于瓶底结成硬块。 注1:无需去除干扰的土样,需加入分散剂后,摇匀静置2h,再置于电热板(7.5)上加热。 注2:也可将加入分散剂的溶液置于离心管中,于振荡器(7.3)上振荡18h。

    将洗筛(7.8)放在大玻璃漏斗里,并将漏斗颈置于量筒中。将分散好的样品(9.1)全 部转移至洗筛上,用洗瓶冲洗样品直至滤液不再浑浊,冲洗水的总体积不能超过1000ml。 向量筒中加水至1000ml,制成悬浊液, 注1:当土壤难以过筛时,可事先在筛板上滴几滴分散剂溶液湿润筛孔,有助于过筛。 注2:可用带橡胶套的玻璃棒或塑料棒搅动筛网上的悬浊液,以减缓筛孔堵塞。 将洗筛上的样品冲洗至蒸发皿中,在电热板上蒸干后,移入烘箱,于105℃~110℃下 烘6h,置于干燥器中冷却至室温后,依次过0.60mm及0.212mm土壤筛(7.9),并分别称

    将洗筛(7.8)放在大玻璃漏斗里,并将漏斗颈置于量筒中。将分散好的样品(9.1)全 部转移至洗筛上,用洗瓶冲洗样品直至滤液不再浑浊,冲洗水的总体积不能超过1000ml。 向量筒中加水至1000ml,制成悬浊液, 注1:当土壤难以过筛时,可事先在筛板上滴几滴分散剂溶液湿润筛孔,有助于过筛。 注2:可用带橡胶套的玻璃棒或塑料棒搅动筛网上的悬浊液,以减缓筛孔堵塞。 将洗筛上的样品冲洗至蒸发Ⅲ中,在电热板上蒸干后,移入烘箱,于105℃~110℃下 烘6h,置于干燥器中冷却至室温后,依次过0.60mm及0.212mm土壤筛(7.9),并分别称

    重(精确到0.0001g)

    将盛有土壤悬浊液(9.2)的量筒置于恒温环境(7.2)中至少1h;使用水浴时,确保水 没到1000ml刻度处。将量筒以不少于30次/min的频率,振荡2min;也可用搅拌器垂直 搅拌悬浊液1min,上下各30次,确保没有土壤颗粒残留在管壁上。 量筒直立的瞬间或者刚停止搅拌时,开始计时。如有泡沫,可加入1~2滴消泡剂(6.4) 消泡。 沉降完成后,根据需要, 下一步测定

    9. 4. 1吸液管法

    2.4.1.1分散剂质量校准

    吸取25.00ml分散剂溶液(6.16)至玻璃量筒(7.9)中,加水至1000ml,充分混合, 在恒温环境(7.2)下放置至少1h。用吸液管(7.1)从量筒中吸满溶液,放至已知质量的称 量瓶(7.11)中,在电热板上蒸干后,移入烘箱,于105℃~110℃下烘6h,置于干燥器中 冷却至室温后,称重(mr,精确到0.0001g)。

    9. 4. 1. 2吸液

    将制备好的土壤悬浊液(9.2)按表1规定时间静置后用吸液管(7.1)吸液。

    在吸液前约15s,关闭阀门,将吸液管自悬浊液中央垂直插入至液面下(100±1)mm 处。操作时尽量避免扰动悬浊液,且上述操作要在10s内完成。 打开阀门,使吸液管充满样品后,将其自悬浊液中完全取出。取样操作需在10s内完 成。 将吸液管安全球颈内的悬浊液通过导出管排入废液瓶,并用水冲洗至安全球颈内无悬浊 液残留。

    9. 4. 1. 3称重

    把已知质量的称量瓶(7.11)置于吸液管下方,打开阀门,将其申的态浊液转移到称量 瓶中。用水冲洗吸液管内壁至无悬浊液残留,将冲洗水也放入称量瓶中,在电热板上蒸干后, 移入烘箱,于105℃~110℃下烘6h。置于干燥器中冷却至室温后,称重(ms!,精确到 0.0001g)。 清洁附着在吸液管外部的残留物,根据表1给出的时间,按照同样的步骤,吸取不同粒 径的样品,称重(msr,精确到0.0001g)。

    9. 4. 2比重计法

    9.4.2.1分散剂校准溶液的制备

    吸取25.00ml分散剂溶液(6.16)至玻璃量筒(7.10)中,加水至1000ml,充分混合, 制成分散剂校准溶液,置于恒温环境(7.2)中。

    9. 4. 2. 2测量

    把比重计(7.16)缓慢垂直浸入制备好的土壤悬浊液(9.2)中(稍低于浮动的位置,并 允许其自由浮动),在0.5min、1min、2min和4min时从弯月面上边缘读取比重计读数, 记录为m(g)。 读数后轻轻取走比重计,用水冲洗、晾干,置于含分散剂校准溶液的量筒(9.4.2.1)中 按同样方法读数,记录为m。(g)。重新把比重计插入土壤悬浊液中,在沉降8min、30min 8h、24h时分别读数,记录为m(g)。

    9.4.2.3样品干物质含量的测定

    样品干物质含量按照HJ613测定。

    10.1吸液管法结果计算

    ml悬浊液中各级颗粒质量按公式(2)~(4)

    Wo.60~2.00 m,

    m,=mo.60~2.00+mo.212~0.60+..+m<0.002

    W<0.020=Wo.002~0.020+W<0.002

    式中:W<2.00 粒径<2.00mm的颗粒的累积质量百分数,%; W<0.60 粒径<0.60mm的颗粒的累积质量百分数,%; W<0.212 粒径<0.212mm的颗粒的累积质量百分数,%: W<0.063 粒径<0.063mm的颗粒的累积质量百分数,%: W<0.020 粒径<0.020mm的颗粒的累积质量百分数,%。

    10.2比重计法结果计算

    比重计的真实读数按公式(17)进行计算:

    式中:m—比重计真实读数,g; m——观察的比重计读数,g; m。——含分散剂校准溶液量筒中的比重计读数,g。 颗粒粒径按公式(18)进行计算:

    武中: d,颗粒粒径, mm

    在试验温度下,水的黏滞系数,g/m*s,见表2; 一有效深度,mm; Us 颗粒密度,统一规定为2.65g/cm3; 悬浊液密度,1.00g/cm; —重力加速度,981cm/s2; 沉降时间,S:

    表2水的密度及黏滞系

    W m.XWdm ×100%

    测定结果保留至小数点后一位,最多保留3位有效数字。最终结果要以各级颗粒累积质 量百分数为纵坐标,以其对应的颗粒粒径为横坐标,在半对数坐标纸上绘制成土壤粒径累积 分布曲线(见图3)。

    11.1吸液管法精密度

    药品标准图3土壤粒径累积分布曲线示意图

    六家实验室采用吸液管法,分别对3种不同类型(砂土、壤土、黏土)的土壤样品进 了6次重复测定,各级颗粒测定结果如下: 粒径在2.000~0.600mm:实验室内相对标准偏差分别为13%~35%、0.01%~35%、 12%~32%,实验室间相对标准偏差分别为42%、85%、35%,重复性限为0.3%、0.3%、0.3% 再现性限为0.8%、0.7%、0.5%; 粒径在0.600~0.212mm:实验室内相对标准偏差分别为3.7%~20%、1.4%~72% 0.01%~27%,实验室间相对标准偏差分别为55%、35%、30%,重复性限为0.6%、0.5%、 0.3%,再现性限为2.6%、0.6%、0.4%; 粒径在0.212~0.063mm:实验室内相对标准偏差分别为0.95%~3.7%、1.9%~12%、 4.3%~36%,实验室间相对标准偏差分别为20%、44%、51%,重复性限为3.8%、3.6%、2.1% 再现性限为31%、24%、4.3%; 粒径在0.063~0.002mm:实验室内相对标准偏差分别为1.7%~8.8%、0.59%~3.5% 0.51%~2.7%,实验室间相对标准偏差分别为31%、12%、5.1%,重复性限为4.5%、4.1%

    3.0%,再现性限为29%、22%、10%; 粒径<0.002mm:实验室内相对标准偏差分别为1.1%~42%、2.6%~16%、1.4%~7.0%, 实验室间相对标准偏差分别为44%、37%、14%,重复性限为2.9%、1.8%、2.8%,再现性 限为 12%、13%、10% 。

    11.2比重计法精密度

    六家实验室采用比重计法,分别对3种不同类型(砂土、壤土、黏主)的主壤样品进行 了6次重复测定,各级颗粒测定结果如下: 粒径在2.000~0.600mm:实验室内相对标准偏差分别为14%~35%、21%~100%、 2%~21%,实验室间相对标准偏差分别为50%、73%、28%,重复性限为0.3%、0.3%、0.3%, 再现性限为0.9%、0.7%、0.4%; 粒径在0.600~0.212mm:实验室内相对标准偏差分别为3.7%~14%、14%~31%、 0.01%~35%,实验室间相对标准偏差分别为21%、73%、35%,重复性限为0.3%、0.3%、 0.3%,再现性限为0.8%、0.7%、0.4%; 粒径在0.212~0.063mm:实验室内相对标准偏差分别为0.95%~3.7%、1.9%~15%、 5.1%~22%,实验室间相对标准偏差分别为19%、50%、89%,重复性限为4.2%、5.2%、2.4%, 再现性限为27%、25%、8.5%; 粒径在0.063~0.002mm:实验室内相对标准偏差分别为36.7%、66.0%、67.2%,实验 室内相对标准偏差分别为2.4%~6.4%、1.8%~3.0%、0.75%~2.7%,实验室间相对标准偏 差分别为21%、13%、7.6%,重复性限为4.3%、4.5%、3.5%,再现性限为22%、24%、15%; 粒径<0.002mm:实验室内相对标准偏差分别为9.5%、13.6%、25.0%,实验室内相对 标准偏差分别为3.1%~14%、2.1%~11%、2.2%~7.9%,实验室间相对标准偏差分别为30%、 6%、11%,重复性限为2.6%、2.5%、3.5%再现性限为8.2%、9.9%、8.3%

    12质量保证和质量控制

    每20个样品或每批次(不多于20个)至少测定一个平行样天然气标准规范范本,平行样各级颗粒质量百分 数的差值不能超过表3限值。

    适用于大批样品测定,可根 据测定目的选择方法。 13.2在试样制备时,应使用木锤、木滚、木棒等压碎样品,禁止使用玛瑙、金属、玻璃等 硬材质的工具碾压样品;严禁使用研磨机等机械设备磨碎样品。 13.3量筒应放置在昼夜温差小处,避免阳光直射导致悬浊液涡流,影响土粒自由沉降。 13.4搅拌悬浊液时,上下速度要均匀,搅拌器向下要触及量筒底部,向上时搅拌器下端不 能露出液面,否则会使空气压入悬浊液,产生涡流,影响土粒开始时的沉降速度

    ....
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