Liiva uurimine (0)

1. Töö eesmärk
Liiva puistetiheduse , liiva terade tiheduse, tühiklikkuse, niiskussisalduse, terastikulise koostise ja huumussisalduse määramine.
2. Katsetatud ehitusmaterjalid
Liiv – peentäitematerjal, mis on tekkinud mehaanilise settekivimina
2.1 Kasutatud töövahendid
Erinevad sõelad avadega 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 ja 0,125 mm – liiva sõelumiseks
Mensuur – mahuti, kasutatakse erinevate katsete puhul.
Kaal – proovide kaalumiseks
Etalon – huumusesisalduse määramiseks
Silindriline nõu – puistetiheduse määramiseks.
3. Katsemetoodika kirjeldamine
3.1. Puistetiheduse määramine
Sõelumise teel eraldatud osised , mis on väiksemad kui 5 mm, puistatakse 1- liitrisesse silindrilisse nõusse 10 cm kõrguselt. Nõu täidetakse kuhjaga, ülehulk eemaldatakse ning proov kaalutakse. Puistetihedus määratakse kaks korda, kusjuures iga kord võetakse uus kogus liiva. Erinevus kahe määramise vahel ei tohi ollas uurem kui 20 kg/m3. Suuremate erinevuste korral viiakse läbi veel kolmas määramine ja arvutatakse keskmine aritmeetiline kahest lähimast tulemusest. Liiva puistetihedus leitakse valemist (1)
Valem 1:
0L = [ (m1 – m) / V ] * 1000
0L – liiva puistetihedus [kg/m3]
m1 – liiva ja anuma mass [g]
m – anuma mass [g]
V – anuma maht [cm3]
3.2 Liiva terade tiheduse määramine
Kuivatatud liiva keskmisest proovist, mis on läbinud sõela avaga 5 mm, kaalutakse 200-300g. See liiv puistatakse 500 ml mensuuri , kuhu on eelnevalt valatud 250 ml vett. Liivaterade ruumala määratakse mensuuri lugemite vahena.
Liiva terade tihedus arvutatakse valemiga (2)
Valem 2:
ρL = [ m / ( V2 – V1) ] * 1000
ρL – liiva näivtihedus [kg/m3]
V2 – vee ruumala mensuuris [cm3]
V1 – vee ja liiva ruumala mensuuris [cm3]
m – proovi mass [g]
Erinevus kahe määramise vahel ei tohi olla suurem kui 20 kg/m3. Suuremate erinevuste korral viiakse läbi veel ka kolmas määramine ja arvutatakse keskmine aritmeetiline kahest lähimast tulemusest.
3.3 Liiva tühiklikkuse arvutamine
Liiva tühiklikkus arvutatakse puistetiheduse ning näiva tiheduse põhjal valemist (3)
Valem 3:
pL = [ 1 – (ρ0L / ρL) ] * 100 %
pL – liiva tühiklikkus [%]
ρ0L – liiva puistetihedus [kg/m3]
ρL – liiva näiv tihedus [kg/m3]
3.4 Liiva terastikulise koostise määramine
Kuivatatud liivast võetud proov 2000 g , sõelutakse sõeltel avaga 8 ja 4 mm. Jäägid sõeltel kaalutakse (m8 ja m4) ning arvutatakse kruusaterade (4..8 mm) hulk liivas a4 ja a8 vastavalt valemitega (5) ja (6).
Valem 4:
a4 = (m4 / m) * 100 %
Valem 5:
a8 = (m8 / m) * 100 %
m8 - jääk sõelal avaga 8mm [g]
m4 - jääk sõelal avaga 4mm [g]
m - kogu proovi mass [g]
4-mm avaga sõelast läbiläinud liivast kaalutakse 200g proov, mida sõelutakse sõeltega, mille avad on 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 ja 0,125 mm. Sõelumisaja pikkuseks valitakse 5 min. Jäägid sõeltel kaalutakse ning arvutatakse järgmised näitajad:

Osajääk ai %-des sõelal i valemiga (7)
Valem 6:
ai = (mi / m) * 100 %
ai - osajääk sõelal i [%]
mi - jääk sõelal i [g]
m - kogu proovi mass [g]

Kogujääk Ai %-des sõelal i valemiga (8)
Valem 7:
Ai = a4,0 + ... + ai
Ai - Kogujääk sõelal i [%]
ai - osajääk sõelal i [%]

Läbind Li %-des sõelal i valemiga (9)
Valem 8:
Li = 100 – Ai
Li - Läbind sõela i [%]
Ai - Kogujääk sõelal i [%]

Liiva peenusmoodul FM valemiga (10)
Valem 9:
FM = ΣAi / 100 %
FM – Liiva peenusmoodul
Ai – Kogujääk sõelal i [%]
3.5 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.
4. Töö tulemuste vormistamine
4.1 Looduslike liivade tekkimine ja koostis
Liiv on peentäitematerjal, mis on tekkinud mehaanilise settekivimina. Terad koosnevad vulkaanilisest klaasist ja kristallilistest osadest. [1]
4.2 Liivade kasutusala ehituses ja ehitusmaterjalitööstus
Liiva kasutatakse mörtide valmistamiseks; betooni, raudbetooni ja asfaltbetooni täiteks; silikaattoodete valmistamiseks; puiste - ja täitematerjalina teedeehituses; lisandina tsemendi-, keraamika- ja klaasitööstuses.
4.3 Kasutatud liiva liik ja päritolu
Tegu on jämeliivaga.
4.4 Liiva katsetamise tulemused koos arvutustega
4.4.1 Puistetihedus
1. katse:
m1-m = 1565 g (liiva mass, ilma anumata)
V=1000 cm3
0L = [ (m1 – m) / V ] * 1000
0L = 1565 kg/m3
2. katse:
m1-m = 1569 g (liiva mass, ilma anumata)
V=1000 cm3
0L = [ (m1 – m) / V ] * 1000
0L = 1569 kg/m3
Liiva mass
m1-m [g]
Anuma maht V
[cm3]
Puistetihedus ρoL
[kg/m3]
ρkesk [kg/m3]
1565
1000
1565
1567
1569
1000
1569
Tabel 1. Puistetiheduse 0L leidmine
4.4.2 Näivtiheduse määramine
Katse 1.
m = 300g
V1 = 365 cm3
V2 = 250 cm3
ρL= [ m / ( V2 – V1) ] * 1000
ρL = 2608,7 kg/m3
Katse 2.
m = 300g
V1 = 365 cm3
V2 = 250 cm3
ρL= [ m / ( V2 – V1) ] * 1000
ρL = 2608,7 kg/m3
Proovi mass m
[g]
Vee ja liiva ruumala mensuuris V1
[cm3]
Vee ruumala mensuuris V2
[cm3]
Liiva näivtihendus ρL
[kg/m3]
ρL keskmine
[kg/m3]
300
365
250
2609
2609
300
365
250
2609
Tabel 2 Näivtiheduse määramine
4.4.3 Liiva tühiklikkuse arvutamine
pL = [ 1 – (ρ0L / ρL) ] * 100 %
liiva puistetihedus ρoL
[kg/m3]
liiva näivtihedus ρL
[kg/m3]
pL
[%]
1567
2608,7
40
Tabel 3. Liiva tühiklikkuse arvutamine
4.4.4 Terastikulise koostise määramine
4.4.4.1 Kruusaterade hulk
Katse nr
Katseproov [g]
Sõela ava [mm]
Jääk sõelal [g]
Osajääk [%]
Kogujääk [%]
1
2000
8
4,9
0,245
0,245
2
2000
4
36,4
1,82
2,065
Tabel 4. Kruusaterade hulk
4.4.4.2 Terastikuline koostis
Katse nr
Katseproov [g]
Sõela ava [mm]
Jääk sõelal
[g]
Osajääk sõelal ai
[%]
Kogujääk sõelal Ai
[%]
Sõela läbind Li [%]
Peensusmoodul FM
1
200
4,0
1,8
0,9
0,9
99,1
2,60
2
2,0
10,4
5,2
6,1
93,9
3
1,0
32,0
16
22,1
77,9
4
0,5
58,6
29,3
51,4
48,6
5
0,25
64,0
32
83,4
16,6
6
0,125
25,2
12,6
96
4
7
PÕHI
8
4
100
0
Tabel 5. Terastikuline koostis
Graafik 1 RT 33- 10386 viimistluskrohvi valmistamiseks kasutatava liiva piirid ning meie saadud liiva terastikuline koostis.
4.4.5 Huumussisalduse määramine
Katse nr
Katsetatav materjal
Katseproovi värvus 24h möödudes1
1
Liiv
Etalonist heledam
2
Liiv + okkad + muld
Etalonist tumedam
Tabel 6. Huumuse sisalduse määramine
Liiv on betonis kasutamiseks kõlblik, kui lahus pole tumedam etaloni värvusest, seega on 1. katse puhul kasutav liiv kõlblik betoonis kasutamiseks, 2. katse puhul kasutatud liiv, mis on huumuserohke, pole kõlblik betoonis kasutamiseks
5. Hinnang liivale
Meie poolt katsetatud liiv on ehituseks kõlblik, sest liiva terastikuline koostis vastas RT 33-10386 viimistluskrohvi valmistamise nõuetele. Samuti polnud liivas palju huumust, mistõttu võib teda kasutada betoonis.
Järeldus
Käesolevas töös katsetasime jämeliiva. Puistetiheduse keskmiseks saime 1567 kg/m3 ning näivtihedus (terade tihedus) 2609 kg/m3. Kirjanduses on öeldud, et puistetihedus peaks olema 1600 kg/m2 (1). Meie saadud tulemus jäi umbes sinna kanti. Liiva tühiklikkuseks saime 40%, kusjuures soovitatav tühiklikkus on 40-42% (1). Kuna tühiklikkus, mis tuli soovituslikku vahemikku, arvutatakse puistetiheduse ja näivtiheduse kaudu, võib järeldada et nii puistetihedus kui ka näivtihedus on mõlemas soovituslikkus piirkonnas. Kruusaterade hulgaks 8mm sõelal jäi 0,245% ning sõelal avaga 4mm 2,065% . Peenusmooduliks tuli 2,60 Seega on tegemist jämeda liivaga. (Jäme liiv, kui peenusmoodul üle 2,5 [1] ) Kõige rohkem oli liivas terasid suurusega 0,5 mm. Samuti oli korras huumusesisaldus liivas, värvus oli etalonist heledam, seega võib seda liiva kasutada betoonis. Selgus ka, et meie katsetatud liiva võib kasutada viimistluskrohvi valmistamiseks.
Kasutatud materjalid:

Otsman R. Ehitusmaterjalid, 1976