Ehitusmaterjalid praktikum nr 3 - liiva katsetamine (0)

Liiva (peentäitematerjali) katsetamine 
 
1. Töö eesmärk 
Liiva  puistetiheduse , näivtiheduse, tühiklikkuse, terastikulise  koostise, ja huumuse sisalduse 
määramine. 
 
2. Katsetatud ehitusmaterjalid  
Katses kasutati liiva.  
 
3. Looduslike liivade tekkimine ja koostis 
Liiv  -  peenepurruline  sete,  mis  koosneb  põhiliselt  mineraalide  (kvarts,  päevakivi,  vilk, 
glaukoniit   jne)   osakestest .  Liiv  on  peentäitematerjal,  mis  on  tekkinud  mehaanilise 
settekivimina. Terasuuruse jaotus on liival 0,05-5 mm. (a) 
 
4. Liivade kasutusala ehituses ja ehitusmaterjalitööstuses 
Liiva  kasutusaladeks  on:  mörtide  valmistamine;  betooni,   raudbetooni   ja  asfaltbetooni 
täitematerjal, silikaattoodete valmistamine; puiste- ja täitematerjalina teedeehituses; lisandina 
tsemendi-, keraamika - ja klaasitööstuses. 
 
5. Kasutatud liiva liik ja päritolu 
Katsetatud liiv oli pärit karjäärist ning tegemist oli ehitusliivaga. 
 
6. Kasutatud töövahendid 
 1-liitriline silindriline nõu 
 Elektriline kaal- täpsus 0,1g 
 Sõelad- avaga 5 mm; 8 ja 4 mm; 4,0;2,0;1,0;0,5;0,25;0,125 mm 
 Kaalumis– ja tõstmisnõud 
  Muld , lehed, okkad 
  Etalon – huumusesisalduse määramiseks 
   Mensuur  (500- ja 250ml)– mahuti, kasutatakse erinevate katsete puhul. 
  3%-list NaOH  lahus 
 
2 
 
7. Töökäik 
7.1 
Puistetiheduse määramine 
Liiv  kallati  1-liitrisesse  silindrilisse  nõusse  10  cm  kõrguselt.  Nõu  täideti  kuhjaga, 
ülehulk eemaldati ning  proov  kaaluti. Enne proovi kaalumist pandi kaal silindri järgi 
nulli. Liiva  puistetihedus  leiti valemiga (1). 
 
ρ0L=m/V*1000 
 
 
(1) 
 
ρ0L – puistetihedus [kg/m3] 
m – liiva mass [kg] 
 
V – anuma maht [m3] 
 
Puistetihedus  määrati  kaks  korda,  võttes  iga  kord  uus  kogus  liiva.  Erinevus  kahe 
määramise  vahel  ei  tohtinud  olla  suurem  kui  20  kg/m3.  Saadud  tulemused  on 
näidatud tabelis 8.1.1. 
 
7.2 
 Liiva terade tiheduse määramine 
Liiva kaaluti 200-300 g. See liiv puistati 500-ml  mensuuri , kuhu oli eelnevalt valatud 
250 ml vett. Liivaterade ruumala määrati mensuuri lugemite vahena. Tabel 8.2.1  on 
toodud katsete tulemused. Liivaterade tihedus arvutati valemist (2). 
 
ρL=m/(V2-V1)*1000 
 
(2) 
 
ρL – liiva terade tihedus [kg/m3] 
 
m – proovi mass [kg] 
 
V1 – vee ruumala mensuuris [m2] 
 
V2 – vee ja liiva ruumala mensuuris [m2] 
 
7.3 
   Liiva tühiklikkuse arvutamine 
Liiva tühiklikkus arvutati puistetiheduse ning näiva tiheduse põhjal valemist (3). 
 
PL=(1-( ρ0L/ ρL))*100% 
 
(3) 
 
PL – liiva tühiklikkus [%] 
 
ρ0L – liiva puistetihedus [kg/m3] 
 
ρL – liiva terade tihedus [kg/m3] 
 
3 
 
7.4 
Liiva terastikulise koostise määramine 
Kuivatatud   liivast   võetud  proov  200g,  mida  sõeluti  5  minutit  sõeltega,  mille  avad 
olid 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 ja 0,125 mm. Jäägid  sõeltel kaalutakse ning  arvutatakse 
valemitega  (4,5,6,7) järgmised näitajad:  
a)  Osajääk sõelal i: 
ai=mi/m*100 
 
 
(4) 
  ai – osajääk [%] 
  mi – jääk sõelal i [g] 
  m – kogu proovi mass [g] 
 
b)  Kogujääk A sõelal i
i 
: 
Ai=a4,0+......+ai   
 
(5) 
  Ai – kogujääk [%] 
 
c)  Läbind liiv Li sõelal i: 
Li=100- Ai 
 
 
(6) 
  Li – läbinud liiv [%] 
 
d)  Liiva peensusmoodul FM: 
FM=∑Ai/100 
 
 
(7) 
  FM – liiva peensusmoodul 
Ai   – Kogujääk sõelal i 
[%] 
 
Liiva sõelkõver esitati koos Soome krohvimistööde juhendmaterjalis RT 33- 10386 toodud 
sõelkõverate soovitusliku väljaga  viimistluskrohvi  valmistamiseks  lisas  1. Tabelis 8.4.1.1. on 
toodud terastikuline koostise määramise tulemused. 
7.5 
Huumusesisalduse määramine 
 
Huumusesisaldus   määratakse  kolomeetriliselt.  Liiv  puistatakse  250-ml  mensuuri  130  ml 
jooneni  ning  valatakse  peale  3%-list  NaOH  lahust  kuni  200  ml  jooneni.  Mensuuri 
loksutatakse  energiliselt  ja  jäetakse  24  tunniks  seisma.  Seejärel  hinnatakse  lahuse  värvust, 
võrreldes  seda  etalonvärvusega.  Liiv  on  betoonis  kasutamiseks  kõlblik,  kui  lahus  pole 
tumedam etaloni värvusest. Andmed toodud tabelis 8.5.1. 
4 
 
8.  Katse tulemused 
8.1  Puistetihedus 
Tabel 8.1.1. Puistetiheduse 0L leidmine 
Liiva mass 
Anuma maht V  Puistetihedus ρoL 
ρkesk [kg/m3] 
m1-m [g] 
[cm3] 
[kg/m3] 
1558 
1000 
1558 
1560 
1562  
1000 
1562 
                  
1. katse 
Liiva maht V= 1 l = 1000 cm3 
Liiva mass m1= 1558 g 
Liiva puistetihedus ρ0L1=1558/1000*1000 = 1558kg/m3 
2. katse 
Liiva maht V= 1 l = 1000 cm3 
Liiva mass m1= 1562 g 
Liiva puistetihedus ρ0L2=1562/1000*1000= 1562 kg/m3 
Keskmiselt on liiva puistetihedus ρ0L=(1558+1562)/2= 1560kg/m3 
 
8.2  Terade tihedus 
Tabel 8.2.1  Näivtiheduse määramine 
Proovi 
Vee ja liiva 
Vee ruumala           Liiva 
ρL 
näivtihendus ρ
Katse nr 
mass m 
ruumala V1 
V2 
L 
keskmine 
[g] 
[cm3] 
[cm3] 
[kg/m3] 
[kg/m3] 
1 
202,3 
325 
250 
2697 
2684 
2 
201,3 
325 
250 
2684 
 
1. katse 
Vee maht mensuuris V1=250 ml = 250 cm3 
Liiva mass m=202,3 g 
Vee ja liiva ruumala V2=325 ml = 325 cm3 
Liiva terade tihedus ρL=202,3/(325-250)*1000=2697 kg/m3 
 
 
5 
 
2.katse 
Vee maht mensuuris V1=250 ml = 250 cm3 
Liiva mass m=201,3 g 
Vee ja liiva ruumala V2=325 ml = 325 cm3 
Liiva terade tihedus ρL=201,3/(325-250)*1000=2684 kg/m3 
Keskmiselt on liiva terade tihedus ρ0L=(2697+2684)/2= 2690,5 kg/m3 
 
 8.3  Liiva tühiklikkus 
Liiva tühiklikkus PL=(1-(1560/2690,5))*100=41,9% 
 
8.4 Liiva terastikuline koostis 
8.4.1 Liiva sõelumine sõeltega, mille avad olid 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 ja 0,125 mm 
Tabel 8.4.1.1. Terastikuline koostis 
Katse 
Katseproov  
Sõela 
Jääk 
Osajääk 
Kogujääk 
Sõela 
Peensusmoodul 
nr 
[g] 
ava 
sõelal 
sõelal ai 
sõelal Ai 
läbind L
FM 
i 
[mm] 
[g] 
[%] 
[%] 
[%] 
 
1 
 
4,0 
4 
2 
2 
98 
2 
 
2,0 
12 
6 
8 
92 
3 
 
1,0 
44 
22 
30 
70 
2,89 
200 
4 
0,5 
64 
32 
62 
38 
5 
0,25 
54 
27 
89 
11 
6 
0,125 
18 
9 
98 
2 
7 
PÕHI 
4 
2 
100 
0 
- 
 
a) Osajääk sõelal i: 
 Kogu proovi mass m=200 g 
Sõel avaga 4,0 mm m4,0= 4 g 
 
a4,0=4/200*100=2% 
Sõel avaga 2,0 mm m2,0=12 g 
 
a2,0=12/200*100=6% 
Sõel avaga 1,0 mm m1,0=44 g 
 
a1,0=44/200*100=22% 
6 
 
Sõel avaga 0,5 mm m0,5=64 g 
 
a0,5=64/200*100=32% 
Sõel avaga 0,25 mm m0,25=54 g 
 
a0,25=54/200*100=27% 
Sõel avaga 0,125 mm m0,125=18g 
 
a0,125=18/200*100=9% 
Lõppjääk m0=4 g 
 
a0=4/200*100=2% 
 
b) Kogujääk sõelal i: 
Sõel avaga 4,0 mm A4,0=2% 
Sõel avaga 2,0 mm A2,0=2+6=8% 
Sõel avaga 1,0 mm A1,0=2+6+22=30% 
Sõel avaga 0,5 mm A0,5=2+6+22+32=62% 
Sõel avaga 0,25 mm A0,25=2+6+22+32+27=89% 
Sõel avaga 0,125 mm A0,125=2+6+22+32+27+9=98% 
Sõela põhi Ap=2+6+22+32+27+9+2=100% 
 
c) Läbind liiv sõelal i: 
Sõel avaga 4,0 mm L4,0=100-2=98% 
Sõel avaga 2,0 mm L2,0=100-8=92% 
Sõel avaga 1,0 mm L1,0=100-30=70% 
Sõel avaga 0,5 mm L0,5=100-62=38% 
Sõel avaga 0,25 mm L0,25=100-89=11% 
Sõel avaga 0,125 mm L0,125=100-98=2% 
 
d) Liiva peensusmoodul 
FM=(2+8+30+62+89+98)/100=2,89~3 
8.3 
Huumusesisalduse määramine 
Tabel 8.3.1 Huumusesisaldus liivas  
Katse 
Katsetatav materjal 
Katseproovi värv 24h 
Betooniks kõlblik / 
nr. 
möödudes 
mittekõlblik 
1 
Liiv (puhas) 
Heledam etanoolist 
Kõlblik 
2 
Liiv + lehed, muld, okkad 
Tumedam etanoolist 
Mittekõlblik 
 
7 
 
Liiv  on  betoonis  kasutamiseks  kõlblik,  kui  lahus  pole  tumedam  etaloni  värvusest,  seega  on 
esimese katse puhul kasutav liiv kõlblik betoonis kasutamiseks. 2. katse puhul kasutatud liiv, 
mis on huumuserohke, pole kõlblik betoonis kasutamiseks. 
 
9.  Hinnang liivale 
Meie poolt katsetatud  liiv on ehituseks kõlblik,  sest  liiva terastikuline koostis  vastas  RT 33-
10386  viimistluskrohvi  valmistamise  nõuetele.  Joonis  selle  kohta  on  toodud  lisas  1. 
Peenusmooduliks  tuli  2,89,  mis  jääb  vahemikku  4  -  2,4,  järelikult  oli  tegu  jämeda   liivaga . 
Ehitusliiva  peensusmooduliks  loetakse  >1,3,  järelikult  oli  tegu  kasutamiskõlbliku 
ehitusliivaga. Ka liivas polnud ekslikult huumust, mis ei lubaks kasutada liiva betoonis. Seega 
tegu on ehituskõlbuliku jämeliivaga. 
 
10. Järeldus 
Puistetiheduseks  nimetatakse  liiva  ja  teiste  sõmermaterjalide  tihedust,  mis  haarab  materjali, 
selles  leiduvad   poorid   ja  materjali  terade  vahele  jäävad  tühikud.  Antud  katses  saadi  liiva 
puistetiheduseks  1560kg/m3.  Puistetihedus  ei  ole  normitud.  Samas,  mida  kõrgem  on 
täitematerjali puistetihedus, seda tihedam ja tugevam betoon saadakse (1250- 1400 kg/m3) (b).  
 
Näivtiheduse määramisel eemaldatakse liiva vahele jäävate tühikute ruumala. Näivtihedus aga 
ei  arvesta  kivimi  sees  olevaid  tühimikke.  Katsetatud  liiva  keskmine  näivtihedus  tuli  2690,5 
kg/m3 kirjanduses on 2600 kg/m3(b). 
 
 Liiva  tühiklikkus   saime   41,9%.  Liiva  tühiklikkuseks  saime  40%,  kusjuures  soovitatav 
tühiklikkus on 40-42% (c). Kuna tühiklikkus, mis tuli soovituslikku vahemikku, arvutatakse 
puistetiheduse ja näivtiheduse kaudu, võib järeldada et nii puistetihedus kui ka näivtihedus on 
mõlemas soovituslikus piirkonnas. 
 
EVS 797:2000 [10] järgi peentäitematerjal liiv peab vastama terastikult alljärgnevas toodule: 
Sõela  avaga  4  mm  peab  läbima  85...99%  katseproovi  massist  (d).  Meie  katse  käigus  läbis 
sõela  avaga  4  mm  98%  katseproovi  massist.  Kõige  rohkem  oli  liivas  terasid  suurusega  0,5 
mm.  Peenusmooduliks tuli 2,89. Seega on tegemist jämeda liivaga, kuna kirjanduses on jäme 
liiv  defineeritud  peensusmooduliga  üle  2,5  (c).  ,,Liiva  jämedus  või   peensus   peensusmooduli 
8 
 
alusel,  4-2,4:  jäme,  2,8-1,5:  keskmine  ning  2,1-0,6:  peen"  (b).  2,89  jääb  vahemikku  4-
2,4,järelikult  oli  tegu  jämeda  liivaga.  Ehitusliiva  peensusmooduliks  loetakse  >1,3,  järelikult 
oli tegu kasutamiskõlbliku ehitusliivaga. 
Viimane  katsetus  seisnes  liiva  huumusesisalduse  määramises.  Liivas,  mida  kasutatakse 
betooni  valmistamiseks,  ei  tohi  leiduda  orgaanilisi  aineid,  mis  takistaksid  tsemendi 
kivinemist.  Huumusesisaldus  liivas  peab  olema  väiksem  kui  0,25  massi  protsendist. 
Katsetatud liiva huumusesisaldus oli normidele vastav, kuna pärast NaOH lisamist ning mõne  
aja  möödumisel  muutus  lahus  etalonvärvusest  märgatavalt  heledamaks.  Samas  tahtlikult 
liivale  lisatud  muld  ja  lehed  andsid  soovitud  tulemuse  ning  lahuse  värvus  pärast  NaOH 
lisamist ja aja möödumist muutus tumepruuniks. Järelikult sobib katsetatud liiv ehitusliivana 
kasutamiseks, kuna tema huumusesisaldus oli