Литология. Кн. 2 - Фролов В.Т.
ISBN 5—211—02383—8
Скачать (прямая ссылка):
13.3.3.2. Производство гранулометрического анализа. Прямые методы гранулометрического анализа — рассеивание и от-мучивание.
Ситовой анализ — рассеивание на руках или автоматически (на машинах типа Ротап или западногерманской фирмы Фрич) с помощью сит с определенными диаметрами отверстия. Для рассеивания галечников применяются грохота, крупные (в метры) площади которых позволяют применять их для получения производственных объемов (например, стройматериалов) галечников определенных фракций.
Для рассеивания песков существуют несколько наборов сит. Наиболее простой — почвоведческий, отвечающий десятичной шкале: диаметры сит 10; 7; 5; 3; 1; 0,5; 0,25 мм; к ним добавляется сито с отверстием 0,1 мм. Достоинства набора — простота, совпадение с границами гранулометрических типов и групп, а недостатки — малая детальность, неравномерность интервалов и отсутствие сит с более мелкими отверстиями. Поэтому в специальных литологических работах для детализации гранулометрического анализа применяются более дробные наборы. Из них широко применяются наборы Усманского завода и набор стандарта СССР (ОСТ 10203-39 или близкий к нему
ГОСТ 3584-73) со знаменателем прогрессии У 10- 1,257, чему Отвечает шкала В. П. Батурина (1947). Сита Усманского завода (на основе набора Тейлора), применяемые для рассеивания формовочных песков, абразивных и других материалов, отвечают прогрессии со знаменателем 1/2=1,414 (ОСТ 8255), что соответствует отношению площадей 2:1. Они имеют отверстия до 0,05 мм, что вместе с дробностью и постоянством отношения площадей и интервалов — большое преимущество. Каждое сито характеризуется количеством отверстий на один линейный дюйм (25,4 мм), т. е. числом меш (табл. 13.4).
Таблица 13.4 Набор сит Усманского завода
Название сига
Диаметр отвер-
Название сита
Диаметр отвер-
(число меш)
стия, mm
(число меш)
. стия, mm
8
2,362
48
0,295
10
1,651
65
0,208
14
1,168
100
0,147
20
0,838
150
0,104
28
0,589
200
0,075
35
0,417
270
0,053
Шкала может быть продолжена для разделения методами отмучивания алевритов и пелитов: 0,037; 0,026; 0,0185; 0,013; 0,0092 мм и т. д. Недостатки шкалы и набора — несовпадение с границами стандартных гранулометрических типов (десятичная шкала) и некоторая разновеликость отношений интервалов. Эти же недостатки свойственны почти аналогичному набору,
приводимому Л. Б. Рухиным (1969, ст. 467, ГОСТ 2189-43) и проанализированному Г. И. Теородовичем (1958, с. 214).
Постоянство отношений конечных размеров фракций сохраняется более строго в шкале В. П. Батурина (1947): оно колеблется лишь от 1,25 до 1,28. Это постоянство необходимо для более выразительного представления гранулометрии на графиках (в логарифмическом масштабе отрезки на оси абсцисс, отвечающие каждой фракции, станов*ятся равными) и упрощения вычисления гранулометрических коэффициентов. В. П. Батурин для облегчения оперирования с размерами фракций, выражаемых часто не круглыми и сложными дробными цифрами, предложил шкалу у (гамма; табл. 13.5).
Таблица 13.5
Гранулометрическая шкала у, по В. П. Батурину (1942, 1947)
V
MM
V
MM
V
мм
V
MM
V
MM
20
0,01
14
0,04
8
0,16
2
0,63
—4
2,50
19
0,012
13
0,05
7
0,20
1
0,80
-5
3,15
18
0,016
12
0,063
6
0,25
0
1,0
—6
4,00
17
0,020
11
0,08
5
0,315
— 1
1,25
—7
5,25
16
0,025
10
0,10
4
0,40
—2
1,60
—8
6,30
15
0,031
9
0,125
3
0,50
—3
2,00
—9
8,00
— 10
10,00
В ситах стандарта 1950 г. (ГОСТ 3584-50) проволочные сетки высокой точности обладают размерами ячеек-отверстий (в мм): 5,0; 4,0; 3,3; 2,8; 2,3; 2,0; 1,7; 1,4; 1,2; 1,0; 0,85; 0,70; 0,60; 0,5; 0,42; 0,355; 0,30; 0,25; 0,21; 0,18; 0,15; 0,125; 0,105; 0,085; 0,075; 0,063; 0,053; 0,042. Достоинства стандарта — дробность (детальность анализа — 29 фракций!), наличие сит, отвечающих десятичной шкале, на которой основана гранулометрическая классификация; недостатки — некоторая общая эклектичность и не полная равномерность гранулометрического «шага», т. е. модуль шкалы менее постоянен, чем в шкале В. П. Батурина.
Только американская шкала С. К. Уэнтуорта (Вентворта; Wentworth, 1922), представляющая собой прогрессию со знаменателем 2, полностью равномерна, удобна при машинной обработке анализов, легко запоминается и позволяет сравнительно просто выводить граничные размеры (включая и мелкие фракции). Но и она не отвечает естественным границам в гранулометрическом ряду, стандартам сит, включая и американский,
основанный на шкале Тейлора (1/2=1,414 или /2=1,189), классификациям кластолитов, недостаточно детальна и малоудобно выражена в области тонких фракций (не круглые цифры). Для упрощения выражения В. С. Крумбейн (Krumbein, 1936) предложил пользоваться параллельной шкалой <р (фи),
или Ф, представленной целыми числами — отрицательными логарифмами с основанием 2, а именно Ф=—\ogid, где d — граничный диаметр фракций. При этом граница в 1 мм, отвечающая во многих классификациях границе гравия и песков, выражается нулевым Ф, более крупные размеры — отрицательными, а более мелкие — положительными цифрами арифметического ряда (табл. 13.6).
