Пропорции глина с песком: Соотношения глины и песка

Разное

Содержание

Раствор для печи глина и песок пропорции: инструменты и материалы, смеси

Содержание статьи:

Температура горения дров – 500–1050 С. Не всякий камень и раствор может выдержать такую нагрузку. Печь сооружают из огнеупорного шамотного и глиняного кирпича, а вместо обычного цементного применяют глиняный состав. Пропорции глины и песка в растворе для печи нужно строго соблюдать, иначе кладка окажется непрочной, а печь – недолговечной.

Приспособления для работы

Глину для печи лучше брать жирную, очищенную от посторонних фракций

Для изготовления кладочной смеси нужен минимум инструментов и материалов:

  • глина – красная, достаточно жирная, пластичная;
  • песок – речной кварцевый и шамотный;
  • вода – обычная, но чистая;
  • лопата и мастерок;
  • ведра, корыта, бочки для подготовки глины и замешивания раствора;
  • любое приспособление для перемешивания.

В магазине можно приобрести готовый сухой раствор для сооружения печей. В этом случае для приготовления нужны только вода, ведро и миксер.

Выбор и подготовка песка

Шамотный песок, добытый в речке, необходимо просеять

Для сооружения разных частей печи нужен разный песок. Самая большая температура при горении наблюдается в топочной камере. Для топки готовят смесь из глины и шамотного песка. Его изготавливают дроблением из шамотного кирпича. По сути, это измельченная глина после низкотемпературного обжига.

Для кладки корпуса и дымоотводных каналов берут раствор на базе глины и речного песка. Его отличие – высокая однородность, средний и мелкий диаметр частиц, округлость формы. Речной песок очень чистый, не содержит механических примесей и практически не включает органических добавок. Его применяют при изготовлении штукатурки: в магазине ищут материал с соответствующей маркировкой.

Так как добытый с берега или дна реки песок включает разные фракции, перед работой его обязательно просеивают. Для раствора нужна средняя и мелкая фракция: крупные частицы приводят к сильной усадке раствора при высыхании. Кроме того, материал необходимо промывать. Для этого придется изготовить приспособление из металлической трубы с конусообразным окончанием.

Уровень жирности глины

Для проверки раствора лепят шарик и придавливают его

Глина – микрозернистый минерал сложного состава. Отличается эластичностью, водостойкостью, хорошей адгезией к камню. Для кладочного раствора берут красную глину. Материал предварительно очищают.

Главная характеристика минерала – жирность. Этот параметр определяет качество будущей печки. Излишне жирная при застывании активно испаряет влагу и растрескивается. Со временем такой раствор выкрашивается. Чересчур тощий материал недостаточно пластичен и не скрепляет кирпичи.

Прежде чем замесить глину для печи, определяют ее жирность. Есть несколько способов:

  • Горсть сухого материала замачивают водой и разминают в кулаке. Если состав принял консистенцию пластилина – глина жирная. Если рассыпается в крошку – тощая.
  • Смешивают минерал с водой – на 0,5 л 100–150 мл воды, замешивают и делают шарики в 45–50 мм. Один из них расплющивают в лепешку. Поделки оставляют высыхать 2–3 дня. Если по прошествии 3 дней сформировались трещины – глина слишком жирная. Если уронить шарик с 1 м на пол, и он не разобьется – жирность минерала в норме. Если разобьется – чересчур тощая.
  • Самый точный способ: из глиняного теста делают шарик и сдавливают между двумя дощечками, пока на нем не образуются трещины. По их величине судят о минерале. Если шарик рассыпается даже при небольшом сжатии – тощая. Если тонкие трещинки появляются, когда шарик сжат наполовину – материал жирный. Оптимальной считают глину, шарики из которой дают трещинки при сплющивании на 1/3.

И жирную, и тощую глину можно применять, подобрав правильное количество песка.

Как установить качество раствора

После приготовления раствора нормальной жирности можно начинать кладку

Для кладки печи в доме или в бане подходят только нормальные растворы. Жирные после застывания выкрашиваются. А так как печь эксплуатируются активно, происходит это очень быстро. Тощие растворы не гарантируют прочность стенок, что небезопасно.

Так как в точности измерить показатели материалов без приборов сложно, прибегают к другому способу. Замешивают 5 растворов с разной концентрацией песка и глины и определяют пригодность каждого состава. Технология такова.

  1. Готовят 5 равных порций глины. Первую оставляют без изменений, во 2 образце добавляют 10 % песка, в 3 – 25%, в 4 – 75%, а в 5 глина и песок будут в равном объеме.
  2. К каждой порции добавляют столько воды, чтобы из каждого образца получилось густое тесто.
  3. Из порций лепят шарики диаметром в 4–5 см и пластинки толщиной 2–3 см. Оставляют на 10–12 дней для высыхания. Сохнуть образец должен в закрытом помещении при комнатной температуре.
  4. Если шарики и пластинки трескаются во время сушки – состав жирный, в него нужно доложить больше песка. Если пластинки раскрашиваются, а шарики разбиваются при падении – смесь тощая, глины надо класть больше. Если при падении глиняная поделка не рассыпается – раствор имеет нужную жирность и пластичность. При изготовлении смеси песок и глину смешивают в тех же пропорциях, что и в этом образце.

На этапе изготовления больших порций обращают внимание на густоту состава. Если при проведении мастерком по поверхности остаются разрывы – смесь чересчур густая. Если следы от мастерка быстро заливает жидкость – смесь жидкая. Ей нужно отстояться, а лишнюю воду слить.

В правильном растворе мастерок оставляет след без размывов, а канавки отекают очень медленно.

Варианты и технология приготовления раствора

Для кладки печей подбирают пропорции глины и песка, основываясь на характеристиках имеющихся материалов. Если глина жирная, увеличивают долю песка, если тощая – меньше кварца. В итоге хороший состав для печи получают опытным путем.

Как правильно замесить раствор

Глину предварительно замачивают в воде на 2 – 3 дня

Готовят кладочный состав по нескольким «рецептам». Технология самого доступного метода:

  1. Глину замачивают на 2–3 дня в ящике из дерева или в жестяном корыте. Спустя 3 дня кладут песок и, надев сапоги, протаптывают смесь до тех пор, пока не разбивают все комки.
  2. Затем раствор замешивают трамбовкой и руками, чтобы измельчить все мелкие комки.
  3. Нормальный раствор, пригодный для строительства печи, сползает с лопаты, но не стекает. Если уложить слой в 3–4 мм между 2 кирпичами, спустя 5 минут камни уже не оторвутся друг от друга.
  4. Если смесь слишком жирная, добавляют песок – не более 15% от объема, и повторяют все манипуляции.

Следующий метод рекомендуется, если используется нормальная глина.

  1. Сначала сооружают деревянный настил с бортиками – боек.
  2. На боек слоями укладывают глину и смачивают водой. Когда материал размякнет, его переворачивают, сгребают в кучки и грядки, разравнивают и секут лопатой на ломти. Все эти операции повторяют до тех пор, пока раствор не станет совершенно однородным.

Высокой однородности быстрее достигают, когда используют 3 метод. Он эффективен, но и трудоемок. Глину для размокания складывают в бочках, затем процеживают смесь через сито с ячейками в 3*3 мм. Песок к составу добавляют тоже просеянный. Если консистенция слишком густая, разбавляют водой.

Соотношение песка и глины

Для жирной глины пропорции песка увеличивают, для тощей – уменьшают

Объем и соотношение ингредиентов варьируются в очень широких пределах. Оптимальным сочетанием является пропорция песка к глине 1:2 или 1:1. Объем воды – примерно ¼ от количества минерала.

На деле пропорции определяет жирность минерала. При высокой жирности на 2 доли глины может приходиться 4 доли песка. Если материал тощий, долю песка уменьшают вдвое.

Проверка качества раствора

Качество раствора проверяют самыми разными методами. Самый доступный – стекание материала с лопаты, выполняется прямо во время приготовления.

Достоверный результат дает тактильный тест. Нормальный состав создает на пальцах шероховатый слой. Жирный образует пленку, залипает на ладонях. Тощий следов не оставляет.

Визуально оценить качество смеси можно с помощью обычной деревянной палки. После погружения в нормальный раствор на ней остаются следы и частицы смеси, в жирный – плотная пленка. Тощий раствор следов не оставляет, дерево остается мокрым.

Самый надежный практический метод – укладка слоя между кирпичами. Если раствор достаточно густой и жирный, через 5 минут кирпичи друг от друга не отрываются. Если жирный – такой эффект наблюдается, даже когда кладут совсем тонкий слой, не более 2 мм. Если тощий – нижний кирпич упадет.

Раствор для кладки печи из кирпича

Песок – рыхлая смесь из зерен горных пород. Размеры гранул – от 0,16 до 5 мм. Часто материал состоит только из оксида кремния, но включает самые разные примеси. Песок добывают из карьеров, со дна водоемов и рек, получают искусственно. Свойства материалов различаются и имеют разное применение. Часто применяют сырье для приготовления раствора для кладки печи из кирпича.

Глина – мелкозернистая осадочная порода. Состоит из нескольких минералов: монтмориллонита, каолинита, других слоистых алюмосиликатов. В сухом состоянии она напоминает пыль, в увлажненном становится пластичной.

Раствор глины и песка для печки из кирпича

Оба материала относятся к осадочным горным породам, однако свойства их буквально противоположны. Песок впитывает влагу – до 10%, но при этом не изменяет физических характеристик, не образует с водой истинных растворов или взвесей. Он служит наполнителем строительной смеси и обеспечивает ей плотность и структуру. Читайте про плотность строительного песка.

После высыхания глиняный предмет становится водонепроницаемым и не изменяет конфигурацию. Глина выступает связующим звеном.

Глина набухает в воде, увеличиваясь в объеме и приобретая другое свойство – пластичность. Ей можно придавать любую форму.

Для кладки кирпича используются самые разные составы. Наиболее известен цементный – смесь цемента и песка. Он твердеет в условиях высокой влажности, что делает его незаменимым при возведении зданий из кирпича или камня. Глиняно-гипсовый имеет другие свойства: гипс воспроизводит сложные и тонкие формы, но боится влаги. Гипсовой штукатуркой отделывает стены только в сухих жилых помещениях. Про сухую универсальную смесь М 150 расскажет этот материал.

Глиняно-песчаный раствор – вариант для кладки печей и каминов. Этот состав выдерживает действие высокой температуры и под влиянием огня становится только крепче.

Технические характеристики и свойства песка и глины

Печь – сооружение особое. Кирпичи и соединяющий их раствор подвергаются тяжелой нагрузке: в топке температура достигает +950–1000 С, а в верхней части дымоходной трубы составляет всего +50 С. Материалы должны выдерживать подобные перепады, так что подбирают их тщательно. Про глиняный раствор для кладки печей из кирпича читайте тут.

Для стен печи берут состав на базе красной глины. Для топочной камеры и дымохода нужен огнеупорный шамотный состав из шамотного песка и глины.

Параметры Речной песок Шамотная глина Красная
Удельный вес, кг, куб м 1,5 1,6–1,9 Не определяется
Величина зерна, мм От 0,16 до 2 2 От 2 до 5
Минеральный состав Кремнезем Кварц, каолины Каолинит, иллит, другие минералы
Содержание примесей, % 0,7–1 До 1 От 5 до 9
Число пластичности 0,1–0,27
Температуры плавления, С 1700–1800 1550–1580 1100

Состав

Глина выступает связующим в строительном растворе. Ее главное свойство – пластичность, определяемая таким показателем, как число пластичности или жирность. Это изменяемый параметр. Состав смеси зависит от того, какой материал используют.

  1. Жирность глиняной смеси можно оценить без специальных измерительных приборов. Горсть состава увлажняют и разминают. Если материал приобретает консистенцию и эластичность пластилина – глина жирная. Если комок рассыпается – тощая.
  2. Более точный метод таков: в 500 мл глины добавляют 100–150 мл воды, размешивают до однородности, чтобы материал не прилипал к коже. Из смеси скатывают 2 шарика величиной в 50 мм и один расплющивают в лепешку. Образцы оставляют высыхать на воздухе 2–3 дня.

Если на тестовых комочках после высыхания появились трещины – глина жирная, ее смешивают с большим количеством песка. Если шарик, брошенный с высоты 1 м, разбивается на куски – слишком тощая. Ее смешивают с более жирными сортами.

Оптимален для печных работ сорт, комок из которого не разбивается, падая на пол.

Пропорции печной смеси определяет число пластичности: на 1 часть глины берут от 2 до 5 долей песка. В зависимости от жирности материала раствор для кладки готовят так: на 1 часть глины добавляют от 2 до 5 частей чистого речного песка.

Для топочной камеры состав изготавливают другой. На 1 часть огнеупорной глины кладут 1 часть обычной красной и 4 части шамотного песка. Шамот – не природный материал. Его получают дроблением шамотного кирпича. Его можно заменить обычным речным песком, но такой вариант менее надежен, он выдерживает меньшие температурные перепады. Про известковый раствор для кладки кирпича узнайте здесь.

Как проверить правильность пропорций

Качество смеси проверяют постоянно по мере ее изготовления:

  1. При замешивании ингредиенты довольно быстро образуют однородную массу, так как оба компонента способны впитывать влагу. Но если, постояв полчаса, состав расслаивается – глина тощая, мало набухает и содержит много песка.
  2. Расслоение вызывается также избытком воды. Ее просто сливают. Другой тест: снять мастерком слой массы. Если поверхность с трещинками, «рваная» – воды слишком мало.
  3. Если смесь приняла нужную консистенцию, но прилипает к лопате или к рукам – используется слишком жирная глина, нужно добавить речного песка.
  4. Перед сооружением печи выполняют тестовую кладку из 2–3 кирпичей. Если швы между камнями не заполняются полностью, состав слишком тощий. Его обогащают добавкой жирного сорта.

Глиняная масса застывает очень долго. Изготавливают ее в объеме, достаточном для работы на весь день.

Теплоемкость смеси

Чтобы нагреть глиняный раствор на 1 градус понадобится 900 Дж. Это и есть теплоемкость смеси. На практике значение далеко не такое точное, поскольку речь идет о неоднородном составе. Параметр зависит от общего количества шамота. Чем его больше, тем более высокой тепловой емкостью обладает готовая строительная смесь. Какой кирпич выбрать для кладки печей расскажет эта ссылка.

Печное сооружение строят из глиняного кирпича, поскольку он может аккумулировать тепло и отдавать его медленно. Раствор должен обладать такими же свойствами.

Этот параметр очень важен, так как задача печи – равномерная и длительная передача тепла.

Где лучше применять смесь

Глиняные строительные смеси необходимы, когда сооружение подвергается действию разных температур. Также их пластичные свойства востребованы при отделке помещений. Оба материала активно используют и при изготовлении гончарных изделий, но здесь смесь используют другую.

Для кладки и ремонта печей – пропорции

Соотношение компонентов выбирают с учетом того, насколько сильно нагревается часть печной конструкции:

  1. Глиняный раствор применяют при сооружении теплоаккумулирующей области. Она нагревается до 550–600 С, не соприкасается с пламенем, не подвергается действию окисей. Распушка, исток дымохода также нагреваются не сильно – до 400 С, хотя и охлаждаются сильнее. Пропорции определяет показатель пластичности: от 2 до 5 долей песка на 1 долю глины.
  2. Шамотный раствор можно нагревать до 1200 С и выше. Он нужен для кладки топочной камеры. В отдельных случаях вся печь или камин выполняются из шамота. Обычное соотношение: 30% глины и 70% шамота. Но если глиняная смесь жирная, пропорции изменяют – 50:50.
  3. 1, 2 ряд печи можно класть на известково-песчаный вариант.
  4. Цемент не эластичен и разрушается при большом нагреве. Смеси на его основе годятся только для фундамента и оголовка дымохода.

Допускается заменить шамотный раствор цементно-шамотной смесью. Она лишь немного уступает шамоту по огнестойкости, но очень быстро схватывается. После приготовления раствора его нужно использовать за 45 минут.

Для штукатурки – соотношение материалов

Для отделочных работ применяют белую, красную глину разной жирности. Песок берут только самый чистый – речной, морской, намывной карьерный, мелкой или средней фракции. Соотношение стандартное: при высокой жирности 1:5, при средней – 1:3, при тощей – 1:2. Читайте про отличия карьерного от речного.

Характеристики выбирают в соответствии с назначением штукатурного состава. Для выравнивания стены и заделки дефектов нужна штукатурка, хорошо заполняющая неровности, быстро схватывающаяся. Для него предпочтительнее брать карьерный или искусственный песок: его зерна имеет угловатую форму, шероховаты и лучше сцепляются с вяжущим компонентом. Для декоративной отделки выбирают речной: частицы его имеют скругленную форму и более равномерно распределяются по объему материала.

Для пескоструйных работ

Для пескоструек применяют только песок или шлак. Лучший выбор – сыпучий желтый или белый кварц. Для разных работ нужны разные фракции:

  1. Пылевидная – с размерами зерен до 0,1 мм. Обрабатывают непрочные поверхности, с целью создать матовый фон или рисунок.
  2. Средняя – 0,1–0,4 мм. Так получают сложные изображения на стекле и зеркале с разной степенью матовости.
  3. Относительно крупную фракцию частицами до 1 мм, используют для получения объемных изображений.

Для строительных работ

Материалы выступают основой практически всех строительный смесей и искусственных материалов. Красный кирпич получают обжигом глины, кладочный раствор и бетон содержит либо песок, либо каолиновые минералы, отделка всегда включает какой-либо из материалов. Про технические условия для негашеной комовой извести читайте в этой статье.

Укладочную смесь подбирают исходя из свойств материала и характера работы. Силикатный камень кладут на цементный раствор, а красный – на глиняно-песчаный. Причина – соответствие тепловых и прочностных характеристик.

Как очистить глину от песка в домашних условиях – как отделить

Перед изготовлением раствора из суглинка компоненты для него нужно подготовить – очистить. Делают это 2 способами:

  1. Сухая очистка – выбирают из материала веточки, мусор, листья. Затем измельчают и фильтруют через сито с диаметром ячеек до 2,5 мм.
  2. Мокрая – глина не сыпучая, поэтому чаще поступают иначе: замачивают материал, а когда он набухнет, протирают через ячейки большого размера – до 3 мм.

Способ мокрой чистки.

Видео

Как замесить глину и песок для замазки печи смотрите в этом видео:

Итоги

  1. Для печных сооружений нужен раствор, выдерживающий температуру не менее 1100–1200 С.
  2. Для возведения самой печи готовят растворы из красной глины. Для топочной камеры и дымохода нужен вариант из шамотной и песка. Нет разницы между применением кварцевого песка и обычного речного.
  3. Соотношение компонентов в материале зависит от показателей компонентов. Жирную глину смешивают с 5 частями песка, тощую – с 2.
  4. По мере изготовления выполняют проверочные тесты. Если раствор липкий – прибавляют песок, если расслаивается – жирную глину.
  5. Другие варианты для кладки – цемент, известково-песчаный, годятся только для фундамента или наружной части дымохода.

Пропорции глиняного раствора для кладки печей: состав, правила выбора глины

Если вы собрались самостоятельно изготавливать печь, необходимо учитывать массу факторов, которые влияют на качество результата. Немаловажным из них является раствор — с его помощью скрепляются все детали конструкции. И именно он отвечает за то, насколько долго будет эксплуатироваться устройство. Чтобы знать, какие моменты нужно для этого учитывать, написана представленная статья.

Содержание статьи

Состав глиняного раствора для кладки печей

Состав глиняного раствораКак сделать глиняный раствор для кладки печи, правильно замесить глину? Пожалуй, начнём с самого главного ингредиента, на котором и основывается вся смесь. Благодаря ей исходный материал снабжается как вязкостью, так и устойчивостью.

Однако стоит помнить, что не все разновидности глины подходят для этого дела. Например, те, что имеют примеси, не подойдут для применения. Их предварительно подготавливают и тестируют с помощью различных способов.

Чтобы отстранить все ненужные в изделии вещества, потребуется немало времени и усилий. Также условно глину разделяют по классификации в зависимости от жирности: низкая, средняя и высокая степени.

Что касается следующего составляющего раствора из глины для кладки печей, так это песок. Общее с предыдущим материалом для осуществления работы — ликвидация инородных примесей. Если есть возможность самостоятельной добычи материала, это освобождает вас от обязанности очищения. Важно, чтобы песок состоял из однородных крупиц.

СПРАВКА! Самый чистый песок можно обнаружить на берегу реки.

Как приготовить глиняный раствор для кладки печи? Завершающий компонент — вода. Здесь главное: не верить слухам, что к использованию пригодна любая жидкость.

Напротив, самым подходящим вариантом является питьевая и очищенная вода. Лучше всего, если в ней не будет посторонних микроорганизмов и прочих ненужных веществ.

Правила выбора глины

Правила выбора глиныКак сделать раствор для кладки печи из кирпича, пропорции которого чётко установлены? Для начала следует определить жирность состава раствора для кладки печи из кирпича. Для этого существуют несколько способов:

  1. Нужно запастись глиной (0,5 литров). В неё наливается немного жидкости и замешивается тесто. После чего следует скрутить небольшие шарики с диаметром в 100 мм. В течение 2 суток изделие должно высохнуть. Вещество жирное, если на нем окажутся повреждения. Но может быть такое, что образований нет, а деталь хрупкая. Это говорит о том, что показатель жирности низкий.
  2. Для проверки используют ещё один метод с помощью веселки. Для этого нужно смешать жидкость с 2 литрами глины и размешать так, чтобы не было комочков. Далее определяем индекс. Если смесь прилипает — то он высокий. Следовательно, когда весло покрывается тонким слоем — смесь имеет низкий индекс.
  3. И самый распространённый вариант проверки — с помощью изготовления жгутиков. Следует размешать ингредиенты в 0,5 л воды. После чего можно приступать к раскатке деталей. Их толщина должна не превышать 15 мм, а длина — 150. Если они будут вытягиваться плавно, а сгибаться без трещин, то материал является слишком жирным. Масса должна обрываться на моменте, когда протяжённость составляет не менее 15–20 процентов.

Как правильно приготовить раствор: пропорции песка и глины

Как приготовить раствор для кладки печиКак приготовить раствор для кладки печи? После определения нужного варианта желательно сразу приступать к главному процессу. Соотношение ингредиентов будет напрямую зависеть от уровня жирности.

Как приготовить глину для кладки печи? Конечно же, идеальным вариантом будут пропорции глины и песка для кладки печей 1:1, потому что именно тогда получается пластичный раствор. Что касается добавления жидкости, так это 1/4.

ВНИМАНИЕ! В случае, если вы не можете добиться нужного результата, желательно добавить 1 килограмм цемента на 10 кг глины или соль (пропорции 150 грамм на 10 кг соответственно). Если глиняная масса слишком жирная, то советуют прибавление песка вплоть до полутора раз.

Проверка раствора на качество

Проверка глиняного раствораДля проверки выработали специальные методы, которые позволяют мастеру определить, насколько хорошим является его изобретение. Рассмотрим каждых из них:

  1. Визуально. Нужно раскатать в лепёшку полученную массу с толщиной в 25 миллиметров. После того как она высохнет, не должны возникнуть различные повреждения.
  2. С помощью намеренного создания стрессовых ситуаций. Для проверки нужно подождать, пока предварительно изготовленный шарик высохнет в естественных условиях. После чего необходимо забраться на высокое сооружение и сбросить с него материал. При осмотре изделие не должно разваливаться.
  3. Следующий способ будет сходен с предыдущим. Готовый элемент кидают об стену или об пол с прикладыванием силы. В случае, если образованный шар разобьётся — материал непрочный.

Так, используя определённые методы, можно самостоятельно выявить, насколько хорош полученный материал.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Как приготовить глину для кладки печи: пропорции песка в растворе

Глина для печи применяется в разных ситуациях: для домашних и уличных печей, барбекю и камина. В отличие от других составов, получаемая смесь экономична и обладает хорошими показателями устойчивости. Естественно, такого результата можно достичь только при точном выборе и подготовке составляющих, а также соблюдении технологии замешивания смеси.

Выбор составляющих глиняного раствора

Чтобы приготовить качественный раствор из глины, необходимо правильно подобрать все компоненты.

Потребуется несколько основных составляющих:

  1. Глина. Это самый важный ингредиент, именно он придает смеси необходимые свойства: вязкость, жаропрочность, огнеупорность. Для этого мероприятия подходят не все виды материала: разные варианты (особенно встречающиеся в природе) содержат множество добавок, которые могут испортить конечный результат. Избавиться от таких примесей не всегда удается, к тому же это может быть весьма трудоемкое занятие. А поскольку главным фактором при устройстве печей является герметичность, выбранный материал предварительно тестируется и тщательно проверяется. Глина является основным ингредиентом при изготовлении жаропрочных кладочных составов

    На заметку! Глина может иметь нормальную, среднюю и высокую степень жирности.

  2. Песок. Является не менее значимым компонентом раствора. Для работы также может использоваться материал, добытый самостоятельно, но его обязательно тщательно очищают и просеивают. В итоге песок должен содержать только однородные частички без примесей.

    В отличие от карьерного, речной песок считается самым чистым

  3. Вода. Многие ошибочно полагают, что этот ингредиент не нуждается в особой подготовке, это приводит к потере качеств составом при первом повышении температуры. Для работы подходит только чистая, хорошо отстоявшаяся вода без посторонних включений.

    Для печного раствора желательно использовать чистую питьевую воду

Каждый компонент подготавливается заранее в необходимом количестве, желательно с небольшим запасом.

Особенности получаемой смеси

Глиняный раствор имеет определенные границы в области использования. Наиболее подходящими для применения являются самые горячие участки: топочные и теплоаккумулирующие фрагменты конструкции. Это объясняется тем, что получаемый раствор отлично выдерживает высокие температуры и прямое воздействие пламени, но быстро приходит в негодность при попадании конденсата или существенных механических нагрузках.

На заметку! За счет надежного сцепления глиняный состав способен прослужить долгие годы даже в условиях интенсивной эксплуатации при температуре до 1000оС.

Глиняный раствор с незапамятных времен используется для кладки печей

Преимущества:

  • Экологичность. Все составляющие имеют природное происхождение и не выделяют вредные для здоровья человека вещества.
  • Доступность. Компоненты можно добыть, подготовить своими руками или приобрести по разумной цене.
  • Простота демонтажа. Если возникнет необходимость переложить или заменить участок печи, то работы не потребуют значительных усилий. Смесь хорошо удаляется, а кирпичи остаются чистыми и целыми.

Но для получения необходимых положительных свойств потребуются серьезные усилия и время.

Способы проверки качества глиняного раствора

Перед приготовлением смеси нужно определить пропорции компонентов в зависимости от жирности выбранной глины, это поможет избежать проблем в дальнейшем. При изготовлении большого количества материала исправить ошибки может быть крайне затруднительно.

Для определения жирности основного ингредиента необходимо сделать следующее:

  1. Немного глины (около 1 кг или одна литровая пластиковая банка) подвергают тщательной очистке. Для этого большой мусор можно выбрать руками, а для удаления остальных загрязнений потребуется несколько раз замочить вещество в воде. Жидкость постоянно сливается, чтобы удалить всю взвесь.

    Перед использованием глина очищается и замачивается на несколько суток

  2. Получившаяся масса с нормальной структурой делится на 5 равных частей: к первой части ничего не добавляется, ко второй – 25% просеянного песка, к третьей – 50%, к четвертой – 75%, к пятой – 100%.
  3. Каждый элемент замешивается отдельно. Вода добавляется в небольших количествах до получения пастообразной консистенции. Судить о готовности раствора можно по тому, пристает ли смесь к пальцам: если нет – то дальнейшее перемешивание не требуется.

После того как экспериментальная партия состава будет готова, ее необходимо проверить.

По пластичности образцов определяется жирность глины

Метод 1

Эта технология не представляет особой сложности. Каждая из пяти частей скатывается в шарик небольшого размера и разминается в лепешку. Это легко сделать, поместив его в центр ладони и надавив пальцами другой руки. Все получившиеся лепешки помечаются соответствующими бумажками, на которых указаны пропорции песка.

На высыхание фрагментов потребуется 2–3 дня. Первоначально проводится визуальный осмотр: лепешка не должна иметь трещин и разрушаться при сжимании. Если уронить ее на пол, то она должна остаться целой. Исходя из результатов эксперимента, определяется правильное соотношение песка и глины.

Метод 2

Скатываются шарики диаметром около 3 см, каждый из которых помещается между двумя тщательно оструганными дощечками. Постепенно без излишних усилий выполняется надавливание, периодически проверяется результат. Если шарик сразу начал трескаться, то это тощая смесь, если растрескивание произошло при сдавливании наполовину – состав слишком жирный. Оптимальный вариант соотношения составляющих – когда большая часть шарика расплющится и не разрушится.

Проверка жирности состава с помощью сдавливания глиняного шарика

Существуют и другие способы, но общий принцип у всех одинаков.

Как правильно приготовить глину для кладки печи

На основе результатов эксперимента делаются соответствующие выводы. При высокой жирности количество песка нужно увеличить минимум в 1,5–2 раза, при низкой, наоборот – уменьшить.

Идеальные пропорции глины и песка для кладки печей составляют 1:1, такой раствор получается пластичным и термостойким. А вот разводить смесь необходимо, ориентируясь на промежуточный результат. Классический рецепт предполагает добавление ¼ жидкости, но в зависимости от конкретной ситуации количество воды можно увеличить.

Определить качество раствора можно по количеству трещин на высохшем образце

Совет! Если не получается точно подобрать пропорции ингредиентов, то в качестве добавки можно использовать цемент и соль (на 10 кг глины 1 кг цемента и 150 г соли).

Подготовка глины

Ориентируясь на объемы работ, подготавливается нужное количество основного вещества. Но перед приготовлением раствора материал проходит предварительную подготовку:

  1. Глина помещается в емкость и полностью заливается водой. Это может быть обитый железом ящик или бочка. Если имеются куски или уплотнения, то их предварительно разламывают.
  2. Все тщательно перемешивается и оставляется на 48 часов. Многие мастера считают, что выдерживать глину следует не менее 5–7 дней, постоянно добавляя воду.

    Раствор готовится поэтапно с выдержкой по времени

  3. Состав хорошо перемешивается и через сито переливается в другую емкость. Получаемая масса должна иметь пастообразную структуру без загрязнений.

Если спустя 48 часов наблюдаются небольшие комки, то все снова перемешивается, размалывается и оставляется еще на 24 часа.

Замешивание раствора

Готовый глиняный материал можно замешивать несколькими методами, каждый из которых учитывает особенности вещества:

Определить качество и готовность раствора можно с помощью тактильных ощущений. Получившийся материал растирается руками: при образовании на пальцах однородного шероховатого слоя смесь можно использовать. Внешне состав должен напоминать густую сметану, тогда печка получится надежной и будет служить долгие годы.

Песок с глиной, суглинок: свойства, соотношение компонентов и пропорции

Песок — это сыпучий материал из осадочных горных пород, состоящий из зёрен размером от 0,16 мм до 5,0 мм. Зёрна диаметром более 5 мм относятся к щебню, менее 0,16 мм — к пыли.

Песок — наиболее распространённый строительный материал. Его используют в железобетоне, асфальтобетоне, во всех сухих строительных смесях, штукатурных растворах, в качестве дренажного слоя при подготовке оснований фундаментов, дорог всех классов и во многих других строительных и промышленных технологиях.

Глина также состоит из осадочных горных пород, но, в отличии от песка, они представлены в ней очень мелкими частицами. Основные минералы в глинах — из группы каолинитов, образовавшихся при распаде полевого шпата.

Глина имеет широкое применение. Из разных сортов этого материала изготавливают техническую керамику, посуду, художественные изделия, игрушки и поделки. Её используют в медицине, косметологии, изготовлении глинобитных жилищ. Много глины во всех странах идёт на изготовление кирпича.

Использование песка с глиной

Песок с глиной применяют, в основном, в качестве строительного материала. Для кладки каминов, печей годятся только огнеупорные кирпичи и раствор из глины и песка. Соотношение глины и песка в такой смеси может быть от 1:2 до 1:4. Всё зависит от качества глины. Жирная чистая глина требует больше песка, тощая — меньше.

Чтобы проверить правильность пропорции глины и песка в смеси для кладки камина или печи, готовый раствор наносят на кирпич тонким слоем (1 см) и подсушивают эту инсталляцию в печи, топке, в термошкафу, на электроплитке. Если высушенный раствор потрескался – в нём много глины, нужно добавлять песок. Если трещин нет, но материал крошится – много песка, нужно добавить глины.

Такая отработка технологии одновременно с подбором массового состава ингредиентов позволяет определить адгезию раствора из глины и песка к кирпичу. Оба материала — термостойкие, этим и обусловлено их применение в печном деле.

Песок с глиной используют и в качестве штукатурного раствора. Его составляют из песка, глины и древесных опилок. В некоторых случаях добавляют цемент, который придаёт поверхности недостающую прочность. Опилки являются связующим материалом, уменьшающим растрескивание. Для изготовления таких покрытий часто используют природные суглинки — смеси песка с глиной.

Готовые сухие смеси песка и глины для кладочных и штукатурных работ можно купить в строительных магазинах. Их расфасовывают в бумажные мешки по 25 кг. Для приготовления раствора материал нужно затворить водой и выдержать в течение времени, указанном в инструкции.

Различие свойств разных сортов глины и песка иногда требует корректировки состава купленной смеси. Для выверенных пропорций требуется большой опыт исполнителя работ.

Приглашаем посетить нашу компанию и приобрести строительные смеси песка с глиной для кладки каминов и печей.

Шамотная глина пропорции с песком: глиняно песчаная смесь

Как расчитать пропорции глины, песка и цемента в цементно-глиняном растворе?

Собираюсь обложить металличекую печку в бане кирпичом. Не вплотную, а с зазором примерно в пол-кирпича. Думаю, что даже при таком зазоре кладка будет сильно разогреваться.

Шамотная глина – что это такое и как ее используют?

Соответственно, на простой цементный раствор ложить кирпич нельзя. Нужно делать комбинированный: глина+песок+цемент. Но не знаю пропорций. Подскажите, пожалуйста!


Чтоб сложить кирпич вокруг печки, нужно правильно рассчитать пропорции, если вам повезло и кто то в вашем районе уже сделал это, то вам не придётся морочиться!

Первое — копаем глину, смотрите чтоб не попадал чернозём и корни. Копаем сразу столько сколько нужно с одного места.

Второе — берём примерно пол литра глины и заливаем её водой, чтоб впитала, оставляем набухнуть на сутки, после хорошо размешиваем и лепим шарик (лепёшку) оставляем на 2-3 суток, на солнце, сморим результат. Если пошли трещины, значит нужно добавить песок, по трещинам смотрим сколько:

Если трещинки небольшие — то песка: 1 часть песок к четырём глины, если трещины большие 1 часть песок и 2 глины, если глина раскололась и рассыпалась при высыхании значит один к одному.

Цемента нужно 1 часть на 3 части песка, то есть цемент рассчитывается по песку!

Итак пример: выяснили, что глина достаточно жирная и трескается, но не разваливается (средний вариант), значит состав такой глина пополам с песком и цемент по песку важно мерить не по весу, а мерными единицами к примеру литровыми банками!

Готовим отмеренную глину к примеру 10 литровых банок, смачиваем и оставляем набухнуть на сутки, далее половина объёма от глины (просеянный песок) 5 банок и третья часть от песка берём цемента — примерно 1.5 банок.

Песок и цемент тщательно перемешиваем в сухом состоянии и по чуть-чуть сыпать, размешивая в набухшую глину (лишнюю не впитавшуюся воду с глины слить и добавлять по необходимости при размешивании).

Раньше раствор месили ногами в резиновых сапогах, так как руками очень тяжело.

Раствор нужно использовать свежеприготовленный, поэтому лучше замешивать столько сколько сможете выработать, а замоченной глине не чего не будет, песок и цемент соответственно тоже хранятся отдельно.


Чтобы приготовить глиняный раствор, глину нужно предварительно замочить водой на сутки. Затем, постепенно подливая воду, довести до консистенции сметаны. Если чувствуете, что раствор получился жидким, дать время на отстойку и тогда слить лишнюю воду. Теперь очередь за песком, добавляйте его порциями, тщательно перемешивая. Состав глиняного раствора: глина 1 часть, песок 3-4 части. Но для повышения его прочности в раствор необходимо добавить цемент марки М400. На 10 литров приготовленного раствора добавляется 1 килограмм цемента. Цемент сначала растворить в воде, медленно его подсыпая и все время размешивая, затем соединить с глиняным раствором.

Цементно-глиняный раствор использовать в течении часа.

Цементно-глиняный раствор бывает разных марок, в зависимости какую марку цемента закупили, от этого будет зависит сколько добавить в раствор глины и песка.

Раствор марки М25: на 1 часть цемента М400 или М300 берут 0,7 глины и 8 частей песка,

если цемент М250, М200, М150, М100 — глины соответственно 0.7, 0.5, 0.3, 0.1, песка 5, 5, 3.5, 2.

Раствор марки М50: на часть цемента М500 или М400 глины 0.7 частей и песка 7.5 и 6 соответственно.


Пропорции раствора напрямую зависят от жирности глины, поэтому необходимо опытным путём испытать прочность раствора предварительным изготовлением нескольких замесов с записью пропорций, а потом попробовать их на удар, тот состав, который будет прочнее всего вам и надо использовать.

Готовиться он так:


К примеру, для оштукатуривания печи смесь готовим из одной части глины, одной части цемента, двух частей песка и небольшого количества асбеста, извести или гипса (одна десятая части). А вот для самой кладки применяем все те же компоненты, но без последних трех. Так же специалисты рекомендуют добавить в полученный состав еще сто пятьдесят грамм соли (на ведро), что повысит прочность готового раствора.

А можно долго не думая, приобрести в магазине специальную готовую глину или смесь. Она так и называется: шамотная глина (молотая), в больших мешках по двадцать килограмм. Специальный состав для кладки печи.


Для бани можно использовать известково-песчаный раствор. Пропорции 1:2 — 1:3 (известь:песок).


Пропорции глиноцементного раствора — 1 : 0,15-0,2 : 3-5 (глина : цемент : песок).


Еще вопросы по вашей теме:

Оставить комментарий

Словарь строителя :: Вопросы по ремонту :: Калькуляторы :: Спецтехника :: Разное

2006 — 2017 © пользовательское соглашение :: связь с администрацией сайта m[email protected]

приготовление, соотношение глины и песка

В печном деле мелочей не бывает. Процесс возведения кирпичной печи выверен веками, любое отклонение неизбежно скажется на ее последующей эксплуатации. Один из самых важных этапов этого процесса – приготовление кладочного раствора, от него зависит прочность и долговечность будущего сооружения. О том, как правильно готовится и замешивается глина для кладки печей, будет изложено в данном материале.

Подготовка к замешиванию раствора

Для начала следует отметить, что на данный момент существует самый простой и быстрый способ правильно приготовить глину для кладки печи. Метод удобен для новичков печного дела или тех людей, кто решил построить кирпичную печь у себя дома один раз и больше к этому не возвращаться. Сейчас в продаже имеется готовая смесь для кладки печей в мешках, нужно приобрести достаточное ее количество и размешать в соответствии с инструкцией на упаковке.

Понятно, что подобный раствор из глины для кладки печей влетит в копеечку, а при неграмотном подходе даже готовую строительную смесь можно вымесить неправильно. Поэтому ознакомиться с традиционным процессом приготовления кладочной смеси всегда полезно. А начинается он с добычи природной глины, которая есть в вашей местности. Ловчее всего брать ее из готовых разработок грунта, оврагов или срезов на берегах рек.

Совет. Не стоит использовать на печь глину из самых верхних слоев, где присутствует много органических примесей, из-за которых будущая конструкция может потерять в прочности.

Выкопав сырье для раствора и переместив к месту строительства, надо высыпать его в подходящую емкость (бочку или большое корыто) и развести глину водой. Минимальное соотношение – 1 часть воды на 4 части глины по объему. Эта процедура называется вымачиванием и длится 1—2 суток, после чего раствор надо тщательно перемешать до состояния жидкой однородной пульпы, лучше всего – с использованием электрической мешалки. Получившуюся пульпу процеживают через сито с ячейками 3 х 3 мм, отсеивая примеси и камешки.

Добывать таким же образом песок не всегда возможно, поскольку он залегает далеко не везде, так что проще воспользоваться привозным. Чтобы замес глины для кладки получился удачным, песок должен быть сухим и чистым, влажный применять нельзя. Соответственно, песок при необходимости просушивается, а затем пропускается сквозь сито с мелкой ячейкой (1—1.5 мм). Компоненты для кладочного раствора готовы.

Как приготовить кладочный раствор?

Тут есть важный момент. Четких пропорций компонентов для замешивания раствора не существует, их нужно определить самостоятельно. Дело в том, что в состав глины уже входит песок в определенном количестве, если его мало, то она считается жирной, а когда много – тощей. Соответственно, пропорции могут быть разными — от 1 : 2 до 1 : 5 по объему.

Примечание. На первом месте в соотношениях любых растворов всегда стоит вяжущее, в нашем случае – глина. На втором месте указывается количество наполнителя (песка).

Для выполнения кладки надо выдержать такое соотношение глины и песка, чтобы раствор получился средней жирности. Для этого рекомендуется сделать пробный замес в такой последовательности:

  • взять обычное ведро и наполнить его глиняной пульпой примерно на треть.
  • оставшееся место в ведре заполнить песком и тщательно перемешать, при необходимости добавляя воду.
  • проверить кондицию раствора, набрав небольшое количество на кельму и перевернув ее. При этом смесь не должна спадать с кельмы. Затем инструмент поворачивается на 90º и тут раствор должен медленно соскользнуть с поверхности, как показано на фото:

Когда кладочная смесь ведет себя в соответствии с описанием, пропорция глины и песка выдерживается и в дальнейшем. Если же раствор в перевернутом состоянии опадает с мастерка, то надо добавить в него глины и повторить проверку. Прилипание смеси к кельме в положении 90º свидетельствует о том, что она слишком жирная и требует добавки песка.

Слишком жирный раствор после высыхания растрескается, а худой не обеспечит надлежащей прочности кладке. Вот почему правильное приготовление глины так важно.

Что касается количества воды, то оно также определяется опытным путем в процессе замешивания. Густая смесь будет плохо заполнять поры кирпичей и шов получится слишком толстым. Жидкая растечется и не обеспечит нормального сцепления между кирпичами, а добавление смеси вызовет лишь повышенный расход глины, но не прочность шва. Для этого надо проверить раствор, проведя по нему плоской поверхностью мастерка и изучить оставленный след.

На фото №1 – слишком густая смесь, след идет с разрывами, надо долить немного воды и правильно замешать глину. Фото №2 – канавка быстро заплывает по бокам из-за большого количества воды, глина должна немного отстояться, после чего лишнюю воду можно будет слить. Правильно приготовленный раствор изображен на фото под номером 3. Как происходит замешивание глины на практике, показано на видео:

Шамотная глина для кладки

Раствор из природной глины и песка используется для кладки печей с невысокими температурными режимами – до 1000 ºС. Когда предусматривается более высокая температура в топливнике, для кладки берут шамотную глину, а стенки камеры сгорания делаются из огнеупорного кирпича. Кстати, последний изготавливается из той же шамотной (каолиновой) глины.

Рабочий раствор и в этом случае можно приготовить двумя путями:

  • приобрести сухую каолиновую глину и сделать замес согласно инструкции;
  • взять шамотный песок и смешать с природной глиной, как это описано ниже.

Размешать раствор из шамотной глины, продающейся в мешках, не составит никакой сложности, только надо следить за его текучестью, чтобы не переборщить с водой. Для приготовления по второму способу надо приобрести шамот (мертель) в виде песка и белую или серую огнеупорную глину. Пропорции следующие:

  • огнеупорная глина – 1 часть;
  • обычная глина – 1 часть;
  • шамот – 4 части.

В остальном шамотная глина для кладки готовится таким же образом, как и простая. Главное, выдержать нормальную жирность раствора, чтобы ваша печь не растрескалась.

Заключение

Правильно замешанная глина для выполнения печной кладки – залог длительной службы будущей печи. В отличие от цементных растворов, глина не отвердевает, а просто высыхает и не обладает такой прочностью. Поэтому подобрать верные пропорции всех компонентов очень важно.

Как улучшить глинистую почву и улучшить песчаную почву

Садовники спрашивают , как улучшить глинистую почву чаще, чем примерно улучшение песчаной почвы , но причины в основном те же, и основная причина связана с водой.

Во многих садах глина не проникает и не отводится достаточно быстро, а песок стекает слишком быстро.

Один из наиболее частых советов по улучшению глинистой почвы — это добавить песок. Когда дело доходит до улучшения песчаной почвы, часто советуют добавлять глину.

И то, и другое — плохие методы органического садоводства. Прежде чем мы рассмотрим, почему, нам нужно быстро взглянуть на то, как вода движется через почву.

Поверьте, это действительно полезно знать и довольно интересно.

Как вода движется через глину и песчаную почву

Вода движется вниз после дождя или полива и вверх, чтобы в конечном итоге испариться с поверхности почвы.

Эта вода протекает через открытые «поры» между частицами почвы.В любой почве, в которой не слишком много песка, ила или глины, примерно половина объема почвы составляет поровое пространство. Вода и воздух разделяют это поровое пространство.

Когда почва полностью насыщена водой, сила тяжести заставляет воду очень быстро перемещаться через большие поры, но в остальное время сила тяжести не играет такой большой роли в том, как вода движется через почву.

В остальное время адгезия (как молекулы воды имеют тенденцию прилипать к другим поверхностям) и когезия (как молекулы воды имеют тенденцию слипаться) определяют движение воды в почве.Что интересно, он движется во всех направлениях примерно одинаково — вверх, вниз и по горизонтали. Он движется вниз лишь немного больше из-за силы тяжести.

Адгезия и когезия в действии

Допустим, сегодня прекрасное субботнее утро, и вы занимаетесь органическим садоводством.

Давайте посмотрим, что происходит, когда у вас есть слои в почве.

Как улучшить глинистую почву

Допустим, у вас глинистая или илистая суглинистая почва, которая плохо просачивается и не дренируется.

Что произойдет, если вы добавите 6 дюймов более крупной почвы, такой как супеси, поверх почвы?

Когда идет дождь, вода замедляется при попадании на этот тонкий слой почвы, как вы можете себе представить, хотя она продолжает двигаться сквозь него.

Тем не менее, он замедляется, что противоположно тому, к чему вы стремились. Если вместо этого вы будете вращать песок в глине, это не создаст приятной текстуры почвы, как вы могли бы подумать.

Песок просто погружается в глину и часто образует почву, похожую на бетон.

Если вы решаете, как улучшить глинистую почву, добавление песка — не выход.

Как улучшить песчаные почвы

Эта часть действительно интересная. Давайте обратим это и представим, что у вас песчаная почва, которая не выдерживает воды.

Что произойдет, если вы добавите 6 дюймов более тонкой почвы поверх более крупной почвы внизу? Это также может произойти, если строитель принес верхний слой почвы на основе глины и положил его поверх вашего песчаного грунта.

Когда идет дождь, можно подумать, что вода ускоряется, когда ударяется о крупнозернистый песчаный слой, но на самом деле движение воды прекращается до тех пор, пока почва не станет почти насыщенной выше.

Еще более интересно то, что если более мелкая почва находится на очень крупном песке или даже гравии, более мелкая почва должна стать очень влажной, прежде чем вода пойдет вниз через крупный слой.

В этом случае вышележащая почва может удерживать в два или три раза больше, чем обычно.

Эти же принципы часто используются при создании полей для гольфа. Слой гравия используется под песчаной почвой для зеленых насаждений, чтобы создать ситуацию, когда вода будет оставаться в верхнем слое песчаной почвы и поступать к коротким корням травы на зеленом поле, а не стекать.

Но делать это в домашнем органическом саду опасно, потому что вы можете создать противоположную проблему, а именно — сильно переувлажненную почву, или вы можете сделать почву, похожую на бетон, если вы будете вращать крупную и мелкую почву вместе.

Улучшение глинистой почвы и улучшение песчаной почвы

Ответ одинаков для обоих: органическое вещество.

Компост — это то, что я обычно имею в виду. Внесите в почву 6 дюймов хорошего компоста. Внесите его прямо в верхнюю часть глинистой почвы, и это улучшит инфильтрацию и, вероятно, улучшит количество воздуха и воды, доступных вашим растениям.

(Я должен упомянуть, что никакие органические вещества, роторная обработка и аэрация не решат серьезную проблему с дренажом, такую ​​как наводнение. Эту проблему необходимо решить путем установки дренажа или, что еще лучше, поработать с природой и поместить в пруд.)

Вернуться к компосту. Улучшение песчаной почвы с помощью 6 дюймов хорошего компоста значительно улучшит водоудерживающую способность почвы.

Улучшение глинистой почвы песком не поможет, но компост поможет.

Другие последствия для органического садоводства

Поскольку мы изучали, как улучшить глинистую почву и улучшить песчаную почву, и особенно о том, как вода движется через почву, я хотел бы упомянуть еще пару важных аспектов органического садоводства из того, что мы узнали о внесении изменений в почву.

Возьмем, к примеру, горшки для патио. Садовники часто кладут на дно емкости слой гравия, чтобы улучшить дренаж, но, как мы видели, на самом деле происходит обратное.

Грунт сверху должен быть очень насыщенным, чтобы вода просочилась. Это не обязательно плохо с правильными растениями, но важно знать, как это работает.

Другой важный вывод касается органического вещества. Если вы улучшите почву, перевернув (закопав) грубые органические вещества, такие как листья или солома, и они окажутся погребенными слоем, или если вы бросите 6 дюймов почвы поверх большого слоя грубого материала, такого как палки или солома, вы можете создать грубый слой под тонким слоем.

Это та же ситуация, когда эта почва очень намокнет до того, как вытечет вода. Если солома заделана очень хорошо, этого не произойдет, но если ее просто перевернуть, это произойдет.

Если вам нужно внести почву в свой двор для того, чтобы построить свой сад, вы должны убедиться, что очень хорошо заделали ее в существующую почву. Если вы просто уроните его сверху, вы неизбежно создадите интерфейс, который замедлит дренаж.

И попытайтесь найти почву, которая имеет текстуру, аналогичную вашей исходной почве (т.е. если ваша почва глинистая, внесите больше глинистого верхнего слоя почвы, чем песчаного верхнего слоя почвы). Кроме того, используйте компост примерно для 25% смеси.

Есть ли что-нибудь, что не может сделать органическое вещество?

Если вы хотите узнать больше о внесении изменений в почву, вот мой пост о двойной перекопке.

.

Влияние содержания глины и влаги на испытания на прямой сдвиг для смесей глины и песка

Практические инженеры-геотехники обычно рекомендуют испытание на прямой сдвиг с использованием камеры сдвига для определения когезии и угла внутреннего трения гранулированных грунтов. Глиняные футеровки включают песок в качестве основного компонента с добавлением глины различных пропорций. Это исследование направлено на изучение надежности использования теста на прямой сдвиг для различного содержания глины и различного содержания влаги с использованием адекватной деформации сдвига.Было обнаружено, что эти факторы влияют на билинейные тренды поперечной силы в зависимости от профиля горизонтального смещения, а также на кривые вертикального смещения по сравнению с кривыми горизонтального смещения. Было обнаружено, что когезия смеси постоянно увеличивается с увеличением содержания глины. Было обнаружено, что увеличение содержания влаги вызывает снижение когезии и угла внутреннего трения. Эти изменения не зависят от состояния плотности глинисто-песчаных смесей. Были исследованы стандартные свойства уплотнения для ряда смесей глины и песка.В этой работе представлены общие тенденции, ожидаемые при испытаниях на прямой сдвиг для смесей глины и песка с различным содержанием глины и влажности.

1. Введение и общие сведения

Искусственные смеси глины и песка были рассмотрены инженерами-геотехниками и экологами для использования в качестве гидравлических барьеров. Добавление глины в песок помогает добиться низкой гидравлической проводимости. Термин «песок, обогащенный бентонитом» (BES) использовался многими исследователями вместо смеси глинистого песка, Studds et al.[1], Mollins et al. [2], а Стюарт и др. [3]. Как следует из названия, материал преимущественно гранулированный, и количество добавленной глины недостаточно велико, чтобы классифицировать пасту как что-либо кроме песка. Однако есть стадия, на которой паста начинает вести себя как чистая глина, когда песчинки раздвигаются, и глина преобладает в технических свойствах смеси. Реальная граница не согласована, поскольку она во многом зависит от активности и минералогического состава глины.Стандарты ASTM классифицируют материал как глину, если процент материала, прошедшего через сито, равен 200 больше 50%, и тесты на консистенцию указывают на классификацию CL. В Британской системе классификации почв, подробно описанной в BS 5930 Site Investigation, немного более 35% мелких частиц (материал, проходящий через сито № 200 63 мкм) может привести к классификации материала как глины. Смесь бентонитового песка с высоким содержанием глины больше не может рассматриваться как BES.

Эта исследовательская работа рассматривает добавление экспансивных глин Аль-Катиф в песок в пропорциях от 5% до 15% в качестве первого этапа.Другие процентные содержания и комбинации глины Аль-Катиф и промышленного бентонита также рассматривались как возможные альтернативы. Однако изучение испытаний на прямой сдвиг было сосредоточено на местных смесях глины и песка. Испытания смесей на сжимаемость и набухание были проведены, чтобы помочь понять тенденции и поведение испытаний на прямой сдвиг. Испытания на проницаемость при падающем напоре были проведены для 5 и 10% глинисто-песчаных смесей, уплотненных до переменного содержания влаги при максимальной плотности в сухом состоянии.

Испытание на прямой сдвиг основано на принуждении образца к разрушению в заданной плоскости при воздействии нормальной нагрузки. Это дает прямое измерение допустимой силы сдвига в конкретных условиях и позволяет определять угол внутреннего трения и сцепления. Напряжение сдвига в испытании на коробку сдвига определяется как сопротивление сдвигу, развиваемое в плоскости скольжения вдоль известной площади сечения образца.

Общие тенденции испытаний на прямой сдвиг на песке и глинах показаны на рисунках 1 и 2.


2. Материалы и методы испытаний
2.1. Глина Аль-Катиф

Глинистая почва, изучаемая в этой статье, была привезена из города Аль-Катиф в Восточной провинции Саудовской Аравии. В качестве песчаного материала используется типичный мелкозернистый песок, используемый в сельском строительстве. Были проведены испытания для определения характеристик глины Аль-Катиф и песчаного материала. Классификационные испытания включали испытания градации, предела текучести и предела пластичности. Было обнаружено, что глинистый материал имеет высокий предел текучести и предел пластичности и отнесен к группе CH в соответствии с Единой системой классификации почв.Физические и химические свойства глины Al-Qatif приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.


Свойство Диапазон

Номер проходящего сита материала 200 > 90%
Предел жидкости 130–150
Предел пластичности 60–70
Индекс пластичности 70–80
Максимальная плотность в сухом состоянии 1.150–1.200 г / см 3
Оптимальная влажность 32–40%.
Процент набухания (ASTM D4546) 16–18%
Давление набухания (ASTM D4546) 5.000–8.000 кг / см 2 ( γ = 1.200 г / см 3 )

После Dafalla et al. [4].

K + (%) K 2 O (%) Al (%) Al 2 O 3 (%) ) Si (%) SiO 2 (%) Ca 2+ (%) CaO (%)

1.8 2,2 3,3 6,3 8,1 17,3 0,7 0,9

По Dafalla et al. [4].

Мелкозернистый песок и несколько смесей песчано-глинистой смеси были исследованы на свойства уплотнения. Стандартные испытания на уплотнение были проведены в соответствии с ASTM D 698 для установления характеристик уплотнения песчано-глинистых смесей.

2.1.1. Бентонит

В данном исследовании использовался бентонит HY OCMA, полученный от местного поставщика. Индексные свойства бентонита HY OCMA, использованного в настоящем исследовании, приведены в таблице 3.


Свойство Значение

Удельный вес, GS 2,76
Предел жидкости, LL (%) 480
Предел пластичности, PL (%) 49.6
Индекс пластичности, PI (%) 430

Испытания на свойства индекса проводились в лаборатории в соответствии с BS 1377 Часть 2: 1990.
2.1.2. Песок

Песок, использованный в этом исследовании, был местным песком, полученным в пределах города Эр-Рияд, который типичен для песка, используемого в строительстве по всему Королевству. Это испытание проводится для определения процентного содержания в почве зерен разного размера.Процедура, принятая для этого испытания, — ASTM D 422 — Стандартный метод испытаний для анализа размера частиц почвы.

Удельный вес песка составлял 2,66, а гранулометрический состав песка представлен на рисунке 3. Значения, соответствующие коэффициентам однородности и кривизны, равны и соответственно. D 10 , D 50 и D 90 были измерены как 0,20 мм, 0,25 мм и 0,35 мм соответственно.

Испытание на прямой сдвиг было выполнено в соответствии со стандартом ASTM D 3080 [5] для 15 образцов глинисто-песчаной смеси, сгруппированных в наборы по три, чтобы учесть вариации содержания влаги и глины.Применяемая скорость деформации была зафиксирована на уровне 0,12 мм в минуту для всех образцов, включая глину. Размер образца оставался постоянным и составлял 10 см на 10 см. Нормальные напряжения, приложенные к каждому образцу, составляли 0,5, 1,0 и 1,5 г / см 3 . Все образцы были приготовлены с максимальной плотностью в сухом состоянии, полученной в ходе стандартных испытаний на уплотнение. Диапазон влажности, рассматриваемый для смесей глинистого песка, составляет 15%, 17,5% и 20%, тогда как для одного только песка были выбраны 7, 10 и 13%. Чистая глина Al-Qatif была испытана на три содержания влаги: 30%, 35% и 40% при плотности в сухом состоянии 1.200 г / см 3 . Приведенные здесь значения влажности относятся к исходному состоянию образца, поскольку осушенный тест не позволяет проводить измерения влажности во время тестирования.

3. Результаты испытаний и обсуждение

Результаты испытаний зависимости содержания влаги от плотности в сухом состоянии показаны на рисунке 4. Можно заметить, что добавление глины способствует увеличению плотности смеси в сухом состоянии и обеспечивает оптимальное увеличение и изменение содержания влаги. вправо от кривой.Используемый здесь песок плохо отсортирован, в нем больше пустот, чем на хорошо отсортированном. Добавление небольшого количества глины может оказаться недостаточным для заполнения всех пустот. Чем больше добавлено глины, тем выше удельный вес. В зависимости от удельной энергии уплотнения фазы воды и воздуха в почве перестраиваются, чтобы обеспечить максимальный удельный вес при оптимальном содержании влаги.

3.1. Тенденции испытаний на прямой сдвиг

Общие тенденции изменения влажности обнаруживаются типичными для всех пропорций, за исключением величины изменения.Три графика для двух крайних значений влажности, испытанных для 5% -ных смесей глинистого песка, представлены на рисунках 5, 6 и 7.



График зависимости напряжения сдвига от горизонтального смещения показывает общий билинейный график для всех значений нормального напряжения в пределах эластичная зона. Пластическое разупрочнение происходит близко к критическому значению сдвига, а наклон напряжения сдвига по сравнению с горизонтальным смещением сглаживается и указывает на падение напряжения сдвига при широком горизонтальном смещении по сравнению с упругой зоной.

Мы можем наблюдать падение прочности на сдвиг в результате увеличения содержания влаги для всех нормальных напряжений. Определяя скорость расширения как изменение вертикального смещения на горизонтальное [6], мы видим, что наклоны примерно одинаковы, но пересекают горизонтальную ось в различных точках. Наблюдаются сдвиги в пересечении откосов дилатации за счет увеличения влажности до 20%. Этот сдвиг отрицательный (предел влажности менее 15%) для нормального напряжения 0.5 кг / см 2 и положительный для нормальных напряжений 1,0 и 1,5 кг / см 2 .

Такое же сравнение применяется к глиняно-песчаным смесям с переменным содержанием глины.

Общие тенденции изменения содержания глины являются типичными для всех пропорций, за исключением величины изменения. Графики для двух испытанных крайних значений содержания глины; Смеси глинистого песка 5% и 15% представлены на рисунках 8, 9 и 10.



График общего тренда напряжения сдвига в зависимости от горизонтального смещения показал точно такой же билинейный профиль по трем нормальным напряжениям. значения в упругой зоне.Три различных модуля сдвига могут быть рассчитаны на начальной стадии испытания, до критического сдвига и за пределами критического значения сдвига. Второе значение в пределах эластичной зоны больше подходит для практических целей.

Мы можем наблюдать увеличение прочности на сдвиг в результате увеличения содержания глины для всех нормальных напряжений. Скорости расширения, наблюдаемые из-за увеличения глины до 15%, выглядят примерно одинаково, но пересечение с горизонтальной осью смещения отрицательно (меньше, чем пересечение 5% глины) для нормального напряжения 0.5 кг / см 2 и положительный для нормальных напряжений 1,0 и 1,5 кг / см 2 .

Сводка испытаний на прямой сдвиг, проведенных на всех образцах, представлена ​​в таблице 4.

20


№ образца. Глина (%) Плотность в сухом состоянии (г / см 3 ) Влагосодержание (%) Когезия C , кг / см 2 Угол трения (градусы)

DS-1 5 1.73 15 0,120 40,7
DS-2 5 1,73 17,5 0,080 40,3
DS-3 5 1,73 20 0,053 39,6

DS-4 10 1,77 15 0,150 39,4
DS-5 10 1.77 17,5 0,120 39,0
DS-6 10 1,77 20 0,090 38,6

DS-7 1,80 15 0,260 41,0
DS-8 15 1,80 17,5 0,150 40,0
DS-9 15 1.80 20 0,040 38,3

DS-10 0 1,63 7,0 0,000 43,0
DS-11 063 10,0 0,010 41,0
DS-12 0 1,63 13,0 0,090 38,6

DS-13 100 30,0 1,140 38,7
DS-14 100 1,20 35,0 0,900 35,8
DS-15 40 1,20 0,610 33,4

3.2. Влияние содержания влаги

Влияние содержания влаги на оба параметра прочности на сдвиг очень существенно.Как видно из графиков на Рисунке 11, смесь глины и песка 15% показывает крутое падение (6%) по сравнению с смесями глины и песка 5% и 10%, где падение составляет порядка 2–3%. Чистый песок или глина не нанесены на график по причинам масштаба. Однако песок показал нулевую когезию при содержании влаги 7%, а угол внутреннего трения составил 43 градуса. Установлено, что увеличение содержания воды в чистом песке приводит к падению угла внутреннего трения. Информация о поведении чистой глины приведена в следующем разделе.

3.3. Влияние содержания глины

Присутствие глины в смеси оказывает серьезное влияние на сцепление и угол внутреннего трения. Если влажность немного превышает оптимальную, добавление глины улучшает сцепление смеси. Это улучшение не может быть достигнуто, если влажность намного превышает оптимальную влажность. Эти ограниченные данные не могут дать точных диапазонов, но их достаточно для подтверждения тенденции. На рисунке 12 показано влияние содержания глины на сцепление и угол трения.Было показано, что угол внутреннего трения дает минимальное значение при содержании глины 10% для невлажных смесей, в то время как он скользит до менее 38 градусов для смеси глины и песка с содержанием влаги 20%. Влияние содержания глины на оба параметра прочности на сдвиг очень велико. Как видно из диаграмм на Рисунке 12, смесь 20% влажного глинистого песка демонстрирует резкое падение когезии и угла внутреннего трения при высоком содержании глины. Чистая глина не представлена ​​на диаграмме, но падение угла внутреннего трения почти на 14% меньше, когда влажность увеличивается с 30% до 40%, что связано с падением когезии с 1.13 до 0,61 г / см 2 соответственно.

3.4. Влияние других факторов

Есть много факторов, которые в некоторой степени влияют на процесс резки. Влияние скорости сдвига является значительным и зависит от условий проведения испытаний в отношении условий дренажа и типа испытываемого грунта. В глинах скорость деформации должна быть очень низкой, чтобы учесть давление поровой воды. Для завершения одного теста может потребоваться несколько дней. Однако осушенная прочность, полученная при испытании с использованием коэффициента 1.От 2 до 1,3 мм / мин может дать лучшее приближение для недренированного образца (Bowles, [7]). Лэдд [8] утверждал, что прочность на сдвиг без дренажа увеличивается с увеличением скорости деформации сдвига. Следует отметить, что измеренные параметры прочности необходимо получать способом, имитирующим условия на площадке. Если желаемые условия осушаются слишком быстро, скорость может быть неподходящей. Bro et al. [9] заявили, что условия дренажа в образцах для испытаний глины сильно зависят от скорости сдвига.Буланже и Идрисс [10] заявили, что быстрые испытания на прямой сдвиг занижают недренированную прочность.

Минералогия может играть важную роль в прочности глин на сдвиг. Цементация между частицами может происходить либо за счет химической, либо физико-химической связи. Набухание и усадка в экспансивных грунтах оказывают два крайних противоположных эффекта на прочность на сдвиг. Прочность на сдвиг, как правило, низкая для полностью керамзита, в то время как сухая усадочная глина способна развивать более высокое сцепление и угол внутреннего трения.

Состояние уплотнения или энергия уплотнения, приложенная к образцу, заставляет частицы песка соприкасаться ближе. Измерение уровня плотности в сухом состоянии в терминах максимальной плотности в сухом состоянии, полученное с помощью стандартного или модифицированного прибора Proctor, может служить хорошим ориентиром.

Форма песка — округлая, окатанная или угловатая — влияет на прочность на сдвиг исследуемого пласта. Угловые зерна обеспечивают большее сцепление и повышенное сопротивление сдвигу. Градация и размер песка влияют на сопротивление сдвигу.Материалы с хорошей сортировкой обеспечивают больший контакт зерна с площадью зерна, чем материалы с плохой сортировкой. Пористость и пространство, доступное для глины в песке, — важная вещь, на которую следует обратить внимание при рассмотрении смесей глин и песков.

Известно, что чем плотнее образец, тем больше ожидается сопротивление сдвигу. Удельный вес или насыпной вес смесей глино-песка имеет решающее значение для определения его влияния на сопротивление сдвигу. В этом исследовании смеси были уплотнены до максимальной плотности в сухом состоянии в соответствии со стандартным уплотнением по Проктору, и это состояние будут учитывать практикующие инженеры, рекомендуя заливку.Качественно можно сказать, что все смеси доведены до очень плотного состояния. Гранулометрический состав (PSD) является хорошим показателем степени сортировки почвы. Ожидается, что образцы грунта с хорошей сортировкой будут иметь более высокое сопротивление сдвигу, чем материал с плохой сортировкой. Плохо сортированный материал включает больше пустот и меньший контакт между частицами. Роль небольшой глины в смеси маловероятна, если частицы песка находятся в полном контакте или сцеплены в описанном состоянии плотности. Разделение прочности на сдвиг между глиной и крупными зернами ожидается, когда количество глины таково, что возможен контакт между зернами.Сопротивление сдвигу воды в порах почти равно нулю, но вода может обеспечивать контакт частиц с частицами и способствовать уплотнению глины. Чрезмерное количество воды снизит общую прочность на сдвиг. Результат этого исследования действителен для исследуемого типа почвы. Почвы разного минералогического состава могут вести себя по-разному. В будущих исследованиях предлагается изучить характеристики воды в почве для мелкодисперсной части смеси и сравнить прочность на сдвиг для различных уровней влажности.В общем, можно считать, что содержание воды в смеси полностью используется глиной.

Расширение песка при испытании на прямой сдвиг зависит от плотности, а также от условий удержания.

Хотя испытание на прямой сдвиг — довольно быстрое испытание по сравнению с испытанием на трехосный сдвиг с дренажом, оно имеет свои недостатки. Однородность и повторяемость относительно плохие, так как площадь поверхности скольжения постоянно меняется в процессе испытания. Ожидается, что распределение касательных напряжений вдоль поверхности плоскости разрушения будет неоднородным.

4. Резюме и заключение

Испытание на прямой сдвиг можно с уверенностью использовать для материалов глиняно-песчаной футеровки при условии, что материал не классифицируется по группам CL в соответствии с BS 5930 или ASTM D 2487. Когда глинистый материал составляет 35% или Более того, смесь классифицируется как глина по британским стандартам. ASTM рассматривает материал как глину, когда 50% проходит через сито № 200 классифицируются в группах CL. Испытание на прямой сдвиг больше подходит для преимущественно зернистого грунта.Тестирование смеси глинистого песка всего на три различных содержания влаги и различное содержание глины может дать представление о прочностных свойствах других смесей при различной влажности и содержании глины.

Этот подход может помочь в выборе подходящей смеси или внесении поправок в правильное количество глины, которое нужно добавить для достижения определенной прочности на сдвиг.

Очень влажная смесь глины и песка показала резкое падение когезии и угла внутреннего трения при высоком содержании глины.

Сообщалось об увеличении прочности на сдвиг при увеличении содержания глины Al-Qatif для всех испытанных нормальных напряжений (0,5, 1,0 и 1,5 г / см3). Скорости расширения или линии наклона, наблюдаемые из-за увеличения содержания глины или влажности, оказались похожими, но пересекали ось горизонтального смещения в разных местах.

Увеличение содержания влаги в глине Аль-Катиф привело к падению когезии для 5% и 10% смесей глины и песка Аль-Катиф почти с одинаковой скоростью, но 20% глинистая смесь показала очень крутое падение.Точно так же угол внутреннего трения при падении увеличивается для влажности 20%.

Увеличение содержания глины может помочь в увеличении сцепления 5% и 10% глины Al-Qatif. Будет существовать предел содержания глины, при превышении которого когезия может упасть из-за высокого содержания воды.

Угол внутреннего трения показал минимальное значение для 10% содержания глины для невлажных смесей, в то время как угол скольжения составляет менее 38 градусов для смеси глины и песка с содержанием влаги 20%.

Благодарности

Этот документ является частью исследовательского проекта, поддерживаемого в рамках программы NPST Университетом Короля Сауда, проект № ENV 1183. Автор также благодарит сотрудников кафедры исследований обширных почв Бугшана за их помощь и поддержку.

.

Сжимаемость и набухание смесей для песчано-глинистых футеровок

Песочно-глинистые футеровки используют расширяющуюся глину, которая действует как наполнитель, заполняющий пустоты в песке и тем самым снижая гидравлическую проводимость смеси. Гидравлическая проводимость и перенос воды и других веществ через песчано-глинистые смеси являются первоочередной задачей при проектировании футеровок и гидравлических барьеров. Было проведено множество успешных исследований для получения соответствующих смесей, удовлетворяющих требованиям по гидравлической проводимости.В этом исследовании исследуются сжимаемость и набухаемость смесей, чтобы убедиться, что они подходят для легких конструкций, дорог и плит на уклоне. Ряд смесей песка и расширяющейся глины был исследован на разбухание и сжатие. Показатели набухания и сжимаемости увеличиваются с увеличением содержания глины. Использование очень расширяющегося материала может привести к большим изменениям объема из-за набухания и усадки. Было обнаружено, что включение менее экспансивного почвенного материала в качестве частичной замены бентонита на одну треть-две трети снижает сжимаемость на 60-70% при содержании глины 10% и 15% соответственно.Было обнаружено, что давление набухания и процент набухания также значительно снизились. Добавление менее экспансивной природной глины к бентониту может привести к получению облицовки, которая по-прежнему остается достаточно непроницаемой и в то же время менее проблематичной.

1. Введение

Спрос на лайнеры в проектах по защите окружающей среды и локализации растет [1]. В футеровках из песчано-глинистой смеси используется высокопластичная бентонитовая глина, которая действует как барьер и заполняет пустоты в песке и, таким образом, снижает гидравлическую проводимость смеси.Использование бентонита может привести к большим изменениям объема в результате разбухания и усадки. Для улучшения сжимаемости и разбухания рекомендуется добавлять часть глины с меньшей пластичностью, чем бентонит. Ожидается, что это приведет к получению достаточно непроницаемой футеровки с меньшей сжимаемостью и меньшим потенциалом расширения, что приведет к использованию природных местных глин с меньшей пластичностью в облицовках и, таким образом, уменьшит потребность в бентоните и улучшит характеристики футеровки. Целью данной статьи является исследование влияния добавления природных глинистых грунтов на сжимаемость и набухание.Дафалла и Аль-Махбаши [2] исследовали влияние добавления натуральной глины к бентониту на кривую водоудержания смесей песка и бентонита. Это исследование сфокусировано на использовании экспансивной глины в составе песчано-глинистых футеровок в геоэкологических проектах. Работа, проводимая в рамках этого исследования, является частью проекта, финансируемого NPST (Национальный план науки и технологий Саудовской Аравии), по исследованию с использованием местных глин в лайнерах в восточных частях Саудовской Аравии.

2. Справочная информация
2.1. Расширяющиеся почвы и их использование

Были проведены обширные исследовательские работы на обширных почвах, поскольку они представляют серьезную опасность для зданий и легких конструкций из-за изменения их объема при изменении содержания влаги, вызывающем движение этих структур. Поведение таких глин при изменении влажности контролируется некоторыми внутренними и внешними факторами. К внутренним факторам относятся тип глины (минералогия и химическое равновесие), плотность и состояние упаковки, начальное содержание влаги, давление поровой воды и давление порового воздуха, а к внешним факторам относятся вертикальные и горизонтальные напряжения, источник влаги, гидравлический градиент. , и скорость, с которой вода вводится в дополнение к химическому составу воды.Многие из этих факторов взаимосвязаны [3].

Просторные почвы, иногда называемые чернохлопковыми [4], хороши для сельского хозяйства из-за уровня содержащихся в них питательных веществ и минералов. Эта глина также используется в медицинских продуктах и ​​широко используется в косметике. Исследования нанокомпозитов из глины для получения материалов с улучшенными характеристиками в настоящее время привлекают внимание многих исследователей [4].

2.2. Смеси песчано-глинистых пород

Природные песчано-глинистые почвы обычно неэффективны по назначению или для использования в качестве непроницаемых футеровок.Инженеры-геотехники и геоэкологи сочли необходимым разработать инженерный подход для достижения соответствующей гидравлической проводимости и других требуемых свойств. Футеровки из песчано-глинистой смеси также могут контролировать движение других материалов и токсичных загрязнителей из-за их низкой проницаемости и свойств поглощения ионов. Оптимальное соотношение глины к песку зависит в основном от пористости гранулированного материала. Смеси из уплотненного песка и глины были введены в качестве барьера при удалении отходов после повышения осведомленности и растущих экологических проблем во второй половине двадцатого века [1].Контроль выщелачивания отходов может осуществляться с помощью футеровок с низкой гидравлической проводимостью [5].

Песочно-глинистые смеси обычно используются в качестве футеровки при утилизации отходов и для защиты стратегических энергетических проектов. Конструкции с использованием бентонита оказались успешными во многих областях. Стоимость обработанной глины и бентонита побудила многих исследователей исследовать использование местных материалов. Rawas et al. (2005) исследовали использование оманских сланцев в хвостовиках. Obrike et al. [6] исследовали использование сланцев Аучи и Имо на свалках отходов в Нигерии.Langdon et al. [7] изучали проницаемость глинистых пластов одной и той же геологической формации и разных бассейнов отложений в Турции. Это только примеры, и в настоящее время продолжаются другие исследования.

Геосинтетический материал также может использоваться в сочетании с песчано-глинистыми футеровками. Стандарты ASTM представили новый тест для определения значений гидравлической проводимости [8], который описывает лабораторные измерения как флюса, так и гидравлической проводимости GCL-образцов с использованием гибкого стенового пермеаметра.

2.3. Обзор литературы по сжимаемости песчано-глинистых смесей

Сжимаемость и разбухание песчано-глинистых смесей имеют большое значение. Сильно расширяющийся материал может расширяться до такой степени, что может вызвать чрезмерное искажение поверхностей или обеспечить неровную опору для фундаментов и легких конструкций. Реакция на нагрузки и напряжения в песчано-глинистых смесях изучалась многими исследователями. Wasti и Alyanak [9] изучали смеси песка и глины и наблюдали, что, когда начальное содержание не набухшей глины достаточно для заполнения пустот в песке с максимальной пористостью, общее поведение имеет тенденцию быть похожим на глину.Влияние глинистого материала на общее поведение почвенных смесей поднималось многими исследователями (например, [10–12]). Tsotsos et al. [13] представили новую экспериментальную и численную концепцию для работы со смешанными почвами. Они пришли к выводу, что деформационное поведение смешанных грунтов сильно зависит от процентного содержания глины в смеси и механических свойств каждого компонента. Подход к моделированию был основан на поведении четко определенных типов конструкций. Это вряд ли подойдет для всех смесей или для различных диапазонов и типов песчано-глинистых смесей.

Факторы, в том числе условия размещения, влияющие на набухание в бентоните и других глинах, также являются теми же факторами, которые влияют на песчано-глинистые смеси. Дафалла [14] обсуждал роль начального содержания влаги и плотности в сухом состоянии на поведение глин. Диксон [15] работал над разбуханием засыпки на основе бентонита, используемой для ядерных структур в Канаде. Он показал, что давление набухания увеличивается с увеличением эффективной сухой плотности глины.

Однако исследования песчано-глинистых смесей в полузасушливых районах были ограничены.Дафалла [3] представил модель для прогнозирования поведения искусственных смесей песка и глины с использованием метода испытания конуса падения. Алаваджи [16] изучил характеристики набухания и сжимаемости смесей песок-бентонит, смоченных жидкостями с двумя типами коммерческого бентонита, и исследовал поведение сжимаемости, когда смесь подвергается воздействию жидкостей с переменными концентрациями Ca (NO 3 ) 2 и NaNO 3 . Алаваджи [16] использовал эти химические вещества, чтобы исследовать их влияние на процесс набухания и сжимаемости.Его результаты показали, что потенциал набухания (SP), время набухания, давление набухания и объемная сжимаемость уменьшаются с увеличением концентрации химических веществ. Mollins et al. [17] обнаружили, что метод уплотнения не влияет на окончательный коэффициент пустотности глины в испытанных образцах. Бенсон и Бутвелл [18] исследовали условия уплотнения и зависящую от масштаба гидравлическую проводимость уплотненных глиняных футеровок.

Phanikumar et al. [19] провели испытания на сжимаемость и набухание для глинисто-песчаных смесей и пришли к выводу, что по мере увеличения содержания песка в смесях с 0% до 30% потенциал набухания уменьшался на 71% и 50%, а давление набухания уменьшалось на 67% и 57%. соответственно для фракций почвы, проходящих через сито 425 мкм м и 75 мкм м.Они также заявили, что коэффициент объемной сжимаемости снизился на 30%, а индекс сжатия снизился на 50%, поскольку содержание песка увеличилось с 0% до 30% для фракций почвы, проходящих через сито 425 мкм м.

Основная цель этого исследования — изучить сжатие и набухание песчано-расширяющейся глиняной футеровки, чтобы помочь проектировщикам оптимизировать и выбрать подходящую смесь. Использование глинистых смесей, состоящих из природной глины и коммерческого бентонита, вместо одного только бентонита в песчано-глинистых смесях, исследуется как новый подход к производству менее проблемных и более экономичных смесей.Это считается серьезной проблемой в полузасушливых районах, где может происходить значительное высыхание этих смесей и приводить к растрескиванию.

3. Материалы и методы испытаний

Природные глинистые материалы с высокой пластичностью широко распространены во многих полузасушливых регионах. Свойства большинства этих глин не удовлетворяют требованиям для использования в песчано-глинистых футеровках. Это можно объяснить низкой пластичностью или неспособностью обеспечить необходимую гидравлическую проводимость. Было решено изучить возможность использования этих материалов для уменьшения количества обрабатываемого бентонита и улучшения характеристик набухания и усадки песчано-глинистых футеровок.Считается, что глина Аль-Катиф в Саудовской Аравии имеет хороший потенциал в качестве добавки для улучшения характеристик песчано-глинистых футеровок. Промышленный бентонит и глина Аль-Катиф были выбраны для изучения свойств набухания и сжимаемости выбранных песчано-глинистых футеровок.

3.1. Глина Аль-Катиф

Необработанная природная экспансивная глина, использованная в этом исследовании, была получена из города Аль-Катиф, расположенного на берегу Персидского залива в 400 км от Эр-Рияда, столицы Саудовской Аравии. Несколько исследователей исследовали характеристики набухания экспансивной глины Al-Qatif [20–22].На основании этих исследований глина Аль-Катиф обычно характеризуется как очень экспансивная почва из-за высокого содержания в ней минералов монтмориллонита. Образцы почвы были взяты из карьеров, выкопанных на глубину 1,5–3,0 м от поверхности земли. Образцы были переданы в лабораторию, где были выполнены полные геотехнические характеристики и химический состав. Shamrani et al. [23] указали, что природная глина Аль-Катиф относится к проблемным глинам из-за ее высокой пластичности. Сводка результатов геотехнической характеристики представлена ​​в таблице 1.Химический состав глины Аль-Катиф представлен в Таблице 2.


Свойство Диапазон

Номер проходящего сита материала 200 > 90%
Предел жидкости 130–150
Предел пластичности 60–70
Индекс пластичности 70–80
Максимальная плотность в сухом состоянии 1.150–1.200 г / см 3
Оптимальное содержание влаги 32–40%
Процент набухания (ASTM D4546) 16–18%
Давление набухания (ASTM D4546) 500–800 кН / м 3 (= 12 кН / м 3 )


K + (%) K 2 O (%) Al (%) Al 2 O 3 (%) Si (%) SiO 2 (%) Ca 2+ ( %) CaO (%)

1.8 2,2 3,3 6,3 8,1 17,3 0,7 0,9

3,2. Песок

Песок, использованный в этом исследовании, был коммерчески доступным однородным песком, который локально используется в бетонных смесях в Эр-Рияде. Он обычно известен как «бетонный песок», и его много в Саудовской Аравии. Размер зерна колеблется от 0,6 до 0,1 мм. Согласно Единой системе классификации почв (USCS, [24]), этот песок классифицируется как песок с плохой сортировкой (SP).

3.3. Бентонит

В данном исследовании использовался бентонит HY OCMA, полученный от местного поставщика. Индексные свойства бентонита HY OCMA, использованного в настоящем исследовании, приведены в таблице 3. Химический состав бентонита представлен в таблице 4.


Свойство Значение

Удельный вес, GS 2,76
Предел жидкости, LL (%) 480
Предел пластичности, PL (%) 49.6
Индекс пластичности, PI (%) 430


FeO 3 (%) K 2 O (%) Na 2 O (%) Al 2 O 3 (%) MgO (%) SiO 2 (%) TiO 2 (%) ) CaO (%)

2.9 0,1 1,9 17,0 4,6 55,2 <0,1 0,9

Исходная руда — Регион Персидского залива-OCMA Grade.
3.4. Приготовление песчано-глиняной смеси и испытания на уплотнение
3.4.1. Подготовка образца

Образцы расширяющейся глины Al-Qatif, полученные с поля, были высушены на воздухе, измельчены и просеяны с использованием сита размером 425 мкм м (номер 40).Высушенный в печи песок и глину Al-Qatif тщательно перемешивали, затем добавляли и перемешивали необходимое количество воды, и образец хранили в пластиковых пакетах в течение 24 часов для созревания. Аналогичным образом готовили песчано-бентонитовые глинистые смеси.

3.4.2. Испытания на уплотнение

Испытания на уплотнение были проведены для оценки оптимального содержания воды и максимального веса сухих блоков смесей песчано-глинистой расширяющейся глины и смесей песок-бентонит. Используемое содержание расширяющейся глины Al-Qatif составляло 0%, 5%, 10%, 15%, 20% и 25% от сухой массы песка, а используемое содержание бентонита составляло 0%, 5%, 10 и 20% от сухой массы. вес песка.Указанные пропорции смеси относятся к глинам, высушенным на воздухе. Для каждой смеси оптимальное содержание воды и максимальный сухой вес были определены с использованием стандартного метода уплотнения Проктора (ASTM D698 [25], метод A). Были приготовлены образцы смесей с содержанием воды от 3 до 22%. К смесям добавляли дистиллированную воду для получения желаемого содержания воды.

Молоток массой 2,5 кг (5,5 фунта) использовался для уплотнения смесей в форму 101,6 мм (4 дюйма) (внутренний диаметр) с 113.9 мм (4,5 дюйма) в высоту, чтобы обеспечить равномерное уплотнение для каждого слоя. В каждой форме прессовали по три слоя. После уплотнения и разравнивания определяли вес уплотненных смесей и содержание в них воды. Максимальный сухой удельный вес и оптимальное содержание воды в уплотненных смесях песок-расширяющаяся глина и уплотненный песок-бентонит были определены по кривой уплотнения. Градация песка и пористость являются главными факторами при разработке песчано-глинистых смесей. На рис. 1 представлен гранулометрический состав однородного песка, использованного в данном исследовании.На рисунке 2 представлена ​​максимальная плотность в сухом состоянии при оптимальном содержании влаги для глиняно-песчаных смесей Al-Qatif. Было обнаружено, что добавление к песку 5%, 10% и 12% бентонита приводит к сдвигу максимальной плотности в сухом состоянии до 17,7, 18,2 и 18,5 кН / м 3 и оптимального содержания влаги до 11, 11 и 12 процентов. На рис. 3 представлены максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги для выбранных глиняно-песчаных смесей, использованных в данном исследовании.



3.5. Испытания на сжимаемость и набухание

Испытания на одномерное уплотнение и набухание проводились с использованием обычных методов одометра.Устройство с фиксированным кольцом представляет собой эдометр, в котором кольцо, удерживающее образец, не может двигаться во время испытания. Камера, окружающая кольцо, используется для погружения образца. Два пористых диска с фильтровальной бумагой Whatman рядом с образцом помещали внизу и вверху образца. Ячейка эдометра была помещена в рамку нагрузки, которая передает вертикальные нагрузки через специально сконструированное плечо рычага. Для контроля изменения высоты образца использовался индикатор часового типа с точностью 0,01 мм.В некоторых экспериментах использовались цифровые индикаторы часового типа, подключенные к регистратору данных. Рамы с фронтальной загрузкой использовались для большинства испытаний. Диаметр используемого кольца составлял 50 мм.

Метод одномерного испытания на набухание, используемый для определения потенциала набухания, был выполнен в соответствии со стандартом ASTM D4546–96 [26] (метод A). Отличием от этого метода было использование давления посадки 7 кН / м 2 . В этом методе образец смачивали и давали ему вертикально набухнуть под давлением посадки до полного первичного набухания.

Эдометрические испытания образцов экспансивной глины, бентонитового порошка или смесей проводились с использованием аналогичного подхода. Количество грунта, необходимое для заполнения уплотнительного кольца, рассчитывается, когда известна плотность в сухом состоянии. Расчетная сумма помещается в три подъема в кольцо с помощью ручной трамбовки. Подготовленные образцы помещали в кольцо эдометра и выравнивали перед помещением в ячейку эдометра. Определяли вес кольца и образца. Регистрировали начальную высоту образца.Были получены начальная влажность и удельный вес. Эти меры позволили вычислить высоту твердых тел Hs.

4. Программа испытаний

Программа испытаний включала испытания трех смесей глины, обозначенных как A, B и C. Смесь, обозначенная как глина (форма A), представляет собой коммерческий бентонит без добавления глины Al-Qatif. Это дает типичную смесь песка и бентонита, используемую на практике. Для этой смеси содержание глины составляло 5, 10 и 15% от веса песка. Испытания для Формы А проводили при плотности в сухом состоянии 17.5 кН / м 3 . Свойства набухания и сжимаемости этих смесей использовались в качестве эталонов для других смесей. Смесь, называемая (Форма B), представляет собой глинистую смесь коммерческого бентонита и глины Аль-Катиф, одна треть которой составляет бентонит, а две трети — глину Аль-Катиф. Смесь, называемая (Форма C), представляет собой смесь, в которой две трети составляют бентонит, а одна треть — глина Al-Qatif. Эти соотношения основаны на весах, высушенных на воздухе. Первоначальная плотность в сухом состоянии для форм B и C была максимальной плотностью в сухом состоянии, полученной в результате испытаний на уплотнение.Было выбрано содержание влаги при оптимальном содержании влаги. Эти выборы были сделаны потому, что материал футеровки на месте обычно уплотняется подрядчиками приблизительно до максимальной плотности в сухом состоянии и оптимального содержания влаги. Обычно допустимы отклонения в +/- 2% влажности, также допустим уровень уплотнения 95%.

Для форм B и C общее содержание глины 5, 10, 15, 20, 25 и 30% было испытано на набухание и сжимаемость. Всего на эти две формы было протестировано 12 образцов.Каждый образец представлен двумя экземплярами. Три образца были испытаны на смеси бентонита (Форма А). Основные параметры, измеренные в ходе этих испытаний, включают процент набухания, давление набухания, индекс сжимаемости и индекс набухания. Для каждого теста сообщалось начальное соотношение пустот.

Данные по набуханию и сжимаемости и графики для глин форм A, B и C были построены и сопоставлены. Тенденции и поведение, показанные результатами испытаний, должны предоставить информацию об общем поведении и руководство по выбору наиболее надежной смеси для предполагаемого покрытия.

5. Результаты и обсуждение
5.1. Соотношение влажности и плотности в сухом состоянии

Основной причиной добавления глины является снижение проницаемости смеси. Добавление слишком малого количества глины приведет к неприемлемо высокой проницаемости и может привести к вымыванию мелких частиц под действием потока воды со значительными гидравлическими градиентами. В рамках этого исследования были изучены зависимости влажности и плотности песчано-глинистых смесей. Установлено, что максимальная плотность в сухом состоянии увеличивается с увеличением содержания глины до определенного предела, а затем уменьшается.Это происходит из-за того, что больше мелочи заменяют песчинки, когда пустоты полностью заполнены. При оптимальном содержании влаги степень насыщения составляет менее 100% из-за наличия воздушных пустот в системе. Уплотненный грунт представляет собой трехфазную систему, состоящую из воздуха, воды и твердых частиц. Глиняная паста, образованная в порах, может расширяться и заполнять все воздушные пространства, когда необходимо получить 100% непроницаемую смесь. На рис. 3 представлены зависимости влажности и плотности песчано-глинистых смесей и песчано-бентонитовых смесей.Из рисунка 2 видно, что 15% глины достаточно для заполнения пустот при оптимальном содержании влаги. Меньшее количество глины может заполнить пустоты при условии, что может возникнуть достаточное расширение из-за увеличения влажности сверх оптимального содержания влаги. В полузасушливых районах рекомендуется использовать менее экспансивный материал, так как в сухие сезоны это может привести к усадке и растрескиванию. Глины с высокой пластичностью могут привести к высокой линейной усадке и, как ожидается, к серьезным трещинам в полевых условиях.Для бентонитовых смесей видно, что менее 15% могут заполнить пустоты в песке. Фактически, 5% или немного больше может быть достаточно, чтобы заполнить пробел, когда глина полностью пропитается.

5.2. Сжимаемость и набухание смесей песок-бентонит

Для исследования сжимаемости и набухания смесей песок-бентонит были рассмотрены три различных содержания бентонита. Испытания проводились на изначально сухих смесях, уплотненных до плотностей, близких к максимальной плотности в сухом состоянии, и пустотности.В таблице 5 и на рисунках 4, 5 и 6 представлены профили сжимаемости, давления набухания и процента набухания для испытанных смесей песка и бентонита. Давление набухания и процент набухания показали явное увеличение с увеличением. Индекс сжимаемости высокий для более высокого содержания бентонита.


Содержание глины Форма смеси Cc Cs Набухание% Давление набухания кН / м 2 Плотность в сухом состоянии кН / м 3 г.c

5% (S R1) Форма A 0,0362 0,5167 1,55 95 1,75 0
10% (S R2 ) Форма A 0,0986 0,5182 4,57 175 1,75 0
15% (S R3) Форма A 0,1883 0.5198 8,23 200 1,75 0



5.3. Сжимаемость и набухание смесей бентонита и природной глины (соотношение 1: 2)

В этом разделе обсуждается материал, описываемый как форма B, в которой глина, добавленная в песок, на одну треть состоит из бентонита и на две трети из расширяющейся глины Аль-Катифа. . Общее содержание глины по весу песка находилось в диапазоне от 5% до 30%.В таблице 6 представлена ​​сводка данных, полученных для комбинации бентонита и природной глины (соотношение 1: 2).


Содержание глины Форма смеси Индекс сжатия Cc Индекс набухания Cs Коэффициент пустотности Набухание% Давление набухания (кПа) Плотность в сухом состоянии
кН / м 3
мк %

5% (S1 -a) Форма B 0.0179 0,5167 0,20 17 17,5 0
5% (S1 -b) Форма B 0,0374 0,0126 0,4911 0,00 0 17,8 11
10% (S3 — a) Форма B 0,0392 0,5198 1,67 70 17,5 0
10% (S3 — б) Форма B 0.0492 0,0159 0,4620 0,51 11 18,2 11
15% (S5- a) Форма B 0,0734 0,5198 3,83 100 17,5 0
15% (S5 -b) Форма B 0,0377 0,0154 0,4706 2,17 50 18,1 13
20% (S7 — а) Форма B 0.0754 0,0277 0,4404 6,16 85 18,5 13
20% (S7 -b) Форма B 0,0447 0,0183 0,4423 7,23 100 18,5 13
25% (S9 -a) Форма B 0,0691 0,0223 0,4739 6,43 90 18,1 17
25% (S9 — б) Форма B 0.0497 0,0199 0,4730 5,15 60 18,1 17
30% (S11 -a) Форма B 0,0860 0,0297 0,5096 11,30 170 17,7 16
30% (S11 -b) Форма B 0,0726 0,0202 0,5102 11,44 150 17,7 16

На фиг. 7 представлено соотношение пустотности в зависимости от полулогарифма давления для 5% и 25% глины, добавленной в форме B.Эти данные были выбраны как типичное представление общего поведения. Процент набухания незначителен для 5% глины и составляет 5,15% для 25% глины. Сжимаемость намного выше для 25% глины, и это отражается более крутым наклоном, показанным для разных стадий нагружения. Давление набухания и процент набухания нанесены на график для всех соотношений глины формы B на фиг. 8 и 9. Давление набухания для 5%, 10% и 15% было получено для образцов с различным начальным содержанием влаги, и это отражено в более широком вариация результатов.



5.4. Сжимаемость и набухание смесей с бентонитом и природной глиной (соотношение 2: 1)

В этом разделе обсуждается материал, описываемый как форма C, в которой глина, добавляемая в песок, на две трети состоит из бентонита и на одну треть расширяющейся глины Аль-Катифа. . Общее содержание глины по весу песка находилось в диапазоне от 5% до 30%. Образцы подвергались испытаниям на набухание и сжатие с помощью эдометров. В таблице 7 представлена ​​сводка данных, полученных для комбинации бентонита и природной глины (соотношение 2: 1).


Содержание глины Форма смеси Индекс сжатия Cc Индекс набухания Cs Коэффициент пустотности Набухание% Давление набухания (кПа) Плотность в сухом состоянии кН / м 3 мк %

5% (S2 -a) Форма C 0,0275 0,5167 0,92 60 17.5 0
5% (S2 -b) Форма C 0,0347 0,0141 0,4925 0,24 8 17,8 11
10% (S4 — a ) Форма C 0,0438 0,5198 1,91 100 17,5 0
10% (S4 — b) Форма C 0,0392 0,0114 0,4620 2.26 25 18,2 11
15% (S6 — a) Форма C 0,0721 0,5198 4,48 180 17,5 0
15% (S6 — b) Форма C 0,0352 0,0219 0,4706 4,09 60 18,1 13
20% (S8 -a) Форма C 0,0718 0.0274 0,4417 10,80 150 18,5 13
20% (S8 -b) Форма C 0,0573 0,0209 0,4490 18,15 150 18,5 13
25% (S10 -a) Форма C 0,0666 0,0127 0,4739 13,19 170 18,1 17
25% (S10 -b) Форма C 0.0605 0,0206 0,4773 16,56 170 18,1 17
30% (S12 -a) Форма C 0,1370 0,0302 0,5569 34,74 200 900

17,7 16
30% (S12 -b) Форма C 0,0870 0,0249 0,5523 28,11 200 17,7 16

Выбранные типичные соотношения глинистых смесей, показанные на Рисунке 10, демонстрируют, что сжимаемость богатого бентонитом материала высока по сравнению с другими менее расширяющимися смесями.Показатель сжимаемости в промежуточной точке (15%) можно принять равным 0,045. На рисунке 11 представлен общий вид индекса сжимаемости и индекса набухания для всех испытанных смесей, независимо от типа используемой глины.


Индекс сжимаемости можно спрогнозировать на основе общего содержания глины для двух предложенных форм, используя уравнение где — индекс сжимаемости, а CL — содержание глины, выраженное в процентах.

Индекс набухания Cs аналогичным образом можно предсказать с помощью уравнения.

Это говорит о том, что изменение индекса набухания для двух испытанных форм пренебрежимо мало.

Значения давления набухания и процента набухания для формы C показаны на рисунках 8 и 9. Более высокий процент бентонитового материала четко отражен в линиях тренда как давления набухания, так и процента набухания.

5.5. Гидравлическая проводимость смесей песка и расширяющейся глины

Гидравлическая проводимость является определяющим фактором для минимального используемого содержания глины. Сообщается, что смеси глины и песка Al-Qatif дают значения гидравлической проводимости в диапазоне 7.20 × 10 −8 см / с для 5% глины и 3,54 × 10 −8 см / с для 25% глины при дополнительном давлении 100 кПа (Dafalla et al.2013). Смесь бентонита и песка с 10% бентонита привела к гидравлической проводимости 2,719 × 10 90 · 104 −6 90 · 105 см / с (Dafalla et al. 2013). Можно отметить, что глина Al-Qatif может работать лучше, чем коммерческий бентонит, в отношении гидравлической проводимости. Однако преимуществом обработанного бентонита является однородность свойств, в отличие от натуральной глины, где вы можете столкнуться с большими вариациями.В этой статье рассматриваются характеристики набухания и сжимаемости смесей, а приведенные здесь значения гидравлической проводимости представлены для демонстрации того, что использование натуральной глины не повлияет на основные требования к облицовке.

5.6. Общие комментарии

Сравнивая индексы сжимаемости, можно увидеть, что добавление глины Al-Qatif к бентониту приведет к снижению индекса сжатия с 0,0986 до 0,0400 для 10% содержания глины и с 0,1883 до 0,05 для содержания глины 15%.Это эквивалентно 60 и 70 процентам для 10% и 15% глины соответственно.

Давление набухания и процент набухания значительно снижаются за счет добавления глины Al-Qatif. Давление набухания бентонитно-песчаной смеси из 15% глины снижено с 200 кПа до 100 кПа и 185 кПа для изначально сухих смесей. Процент набухания снижается почти на 50%.

Видно, что использование одного бентонита не рекомендуется из-за ожидаемого высокого давления набухания и процента набухания. Следует использовать минимальное соотношение глины, которое только удовлетворяет требуемой проницаемости.Ожидается, что это будет достигнуто с использованием смесей бентонита и местной природной глины с меньшим расширением. Из этого исследования кажется, что использование 15% глины, состоящей из одной трети бентонита, является подходящим выбором для глиняной футеровки с гидравлической проводимостью 1 × 10 -7 см / с. Использование более высоких соотношений глины увеличит сжимаемость и разбухание материала облицовки, что может привести к проблемам с легкими конструкциями или общим профилем уровня земли.

6.Выводы

Набухание и сжимаемость смесей песка и расширяющейся глины следует рассматривать наряду с другими требованиями к конструкции хвостовиков. Соответствующее соотношение глины, которое удовлетворяет гидравлической проводимости и другим факторам, следует выбирать с учетом характеристик набухания и сжатия смеси. Местный глинистый материал с более низкими характеристиками расширения можно рассматривать как частичную замену бентонита в песчано-глинистых смесях. В этом исследовании изучали добавление глины Аль-Катиф к промышленному бентониту для образования глинистого материала с соотношением глины Аль-Катиф к бентониту 1: 2 и 2: 1, а затем его использование в песчано-глинистых смесях для футеровки.

Было обнаружено, что добавление менее расширяющегося грунтового материала к бентониту может снизить сжимаемость на 60-70% при содержании глины 10% и 15% соответственно. Было обнаружено, что давление набухания и процент набухания также значительно снизились. Добавление местной менее экспансивной природной глины к бентониту может дать облицовку, которая менее проблематична в отношении расширения и оседания и при этом должна быть достаточно непроницаемой для удовлетворения обычных проектных требований.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что у него нет конфликта интересов.

Благодарности

Автор хотел бы поблагодарить Tawasol Research Excellence Program (Программа TRE), Университет Короля Сауда, Эр-Рияд, Саудовская Аравия, за поддержку. Автор хотел бы поблагодарить доктора Терри Казенса, Университет Лидса, Соединенное Королевство, за его ценные консультации и руководство для этого исследования. Также выражаем благодарность Eng. Abdulsattar Al Qatt and Eng. Галалу Фателрахману за проведение большинства лабораторных исследований.

.

Песок и глина не делают бетон

Что происходит, когда вы добавляете песок в глинистую почву? Многие утверждают, что в результате получается бетон, а другие говорят, что в результате получается почва, которую легче копать. Как могут быть такие большие расхождения в том, что так легко проверить?

Почему это проблема? Садовникам с тяжелой глиной трудно копать, поэтому они хотят ее рыхлить. Песок очень легко копать, и разумно добавить его, чтобы создать более рыхлую почву.

Soil texture triangle - sand and clay soil

Треугольник текстуры почвы — песок и глинистый грунт

Песок и глина для изготовления бетона

Этот миф, как уже было сказано, несложно развенчать. Бетон — это смесь песка, гравия и цемента. Поскольку ни глинистый грунт, ни песок не содержат цемента, из него не может быть получен бетон.

Может быть, когда люди говорят «бетон», они действительно имеют в виду твердую почву? Глина становится тверже, когда вы добавляете в нее песок?

Создание Adobe

Некоторые люди утверждают, что песок и глина образуют саман, прочный материал, используемый на юго-западе США и в Центральной Америке для изготовления кирпичей.Саманец сделан из почвы, которая содержит примерно 70% песка и 30% глины. Слишком много глины не сделает кирпичи твердыми. Тяжелая глинистая почва состоит примерно на 60% из глины, а не на 30%. Добавление небольшого количества песка не создаст почву с 70% песка, поэтому из него не получится саман.

Региональные отделения

Большинство садовников, верящих в этот миф, родом из Юго-Запада США. Сообщений достаточно, и я начинаю думать, что в их утверждениях что-то есть. Люди рассказывают историю о том, как они добавили немного песка и в итоге оказались настолько твердыми, что они вообще не могут копать.Может, использовали не тот песок?

Garden Myths book by Robert Pavlis

С другой стороны, люди в Европе рекомендуют добавлять песок регулярно. Многие лучшие садоводы, такие как Бет Чатто, используют этот метод для рыхления глинистой почвы. Поиск в Google на сайтах Великобритании даст вам длинный список рекомендаций по добавлению песка в глину. Они действительно предупреждают, что это должен быть грубый строительный песок, а не гладкий песок для детских площадок.

Австралийцы также рекомендуют добавлять песок в глинистую почву, но их проблема в основном заключается в песчаной почве, и в этом случае они добавляют в нее глину.

Эти региональные различия предполагают, что глина, песок или климат в этих регионах влияют на результаты, которые видят люди.

Научные доказательства

Существует множество ссылок на исследования в Калифорнии, но никто никогда не сообщает подробностей. Я безуспешно искал и искал его несколько лет. Никто из тех, кто утверждает, что он существует, его не создал. Если у вас есть референция, разместите ее в комментариях.

Soil Science for Gardeners book by Robert Pavlis

Личный опыт

В моем первом саду была очень тяжелая глина, из которой можно было делать скульптуры.Выкопав 3-4 дюйма песка, земля стала достаточно рыхлой, чтобы ее можно было копать, и растения начали лучше расти. После добавления песка почва не стала тверже.

В моих следующих двух садах было 50% и 40% глины. Добавление песка в обоих случаях давало более рыхлую почву.

Все эти сады находятся в Южном Онтарио.

Некоторые утверждают, что нельзя правильно смешать песок с глиной, и это совершенно верно. Я обнаружил, что песок покрывает комки глины и не дает им снова соединиться.Эта почва теперь имеет песчаные каналы, которые пропускают больше воздуха и воды в почву. Даже через 5 лет я все еще вижу каналы, когда что-то сажаю. Имейте в виду, что я как можно меньше беспокою почву.

Building Natural Ponds book, by Robert Pavlis

Треугольник текстуры почвы

Треугольник текстуры почвы, изображенный выше, показывает количество глины, ила и песка в различных типах почвы. Треугольник полезен для классификации почвы, но я думаю, что это привело к мифу о том, что вам нужно добавить 30-40% песка, прежде чем вы окажете какое-либо влияние на почву.Глядя на треугольник, кажется, что это так. Если ваша почва находится в середине глиняной секции, вам нужно добавить много песка, прежде чем он станет песчаной глиной или глинистым суглинком. Но это просто удобный способ маркировать почву; это не значит, что небольшое количество песка ничего не изменит. Не вся почва в районе желтой глины имеет одинаковые свойства. Почва с 80% глины и почва с 45% очень разные, но оба они по-прежнему классифицируются как глинистые.

Для изменения свойств почвы не нужно большое количество песка.

Логическая экстраполяция

Поскольку у нас нет научных данных, давайте рассмотрим это логически. Допустим, у вас глинистая почва, и после добавления песка становится все труднее. Что будет, если добавить еще песка? Если миф правдоподобен, полученная почва будет еще тверже. Добавьте еще песка, и он станет еще труднее. В какой-то момент у вас будет почти чистый песок, твердый, как алмаз. Имеет ли это логический смысл?

Даже если есть критическая точка, в которой добавление песка делает почву более твердой, у большинства садоводов почва не будет в критической точке.Логика ясно показывает, что в лучшем случае миф верен только для некоторых глинистых почв.

Глина не делает глину тверже

Без каких-либо научных доказательств, скорее всего, песок не делает большую часть глины тверже. Возможно, глина на юго-западе другая и по-разному реагирует с песком. Ведь видов глинистых грунтов много.

Песок не создает хорошую почву

Песок может разрыхлить почву для рытья, и он может даже открыть ее и позволить большему количеству воздуха проникнуть в почву, но он не может сделать хорошую почву и не улучшит структуру почвы.В глинистую почву нужно добавить больше органических веществ. Это увеличит активность микробов и только тогда улучшится структура почвы.

Ищу комментарии

Если у вас есть опыт добавления песка в глину, сообщите мне о ваших результатах. Обязательно укажите некоторую информацию о том, где вы живете.

Garden Fundamentals Facebook Group

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *