<<
>>

10.3. Определение влагоёмкости и водопоглощаемости торфа

В соответствии с ГОСТ 21123-85 «Торф. Термины и определения» влагоёмкость – это способность торфа удерживать определенное количество воды после избыточного увлажнения. Влагоёмкость является важной характеристикой торфов, определяющей их способность к осушению при разработке торфяных залежей и естественной сушке в полевых штабелях.

Влагоёмкость находится в прямой связи со степенью разложения торфа – чем больше степень разложения торфа, тем меньше его влагоёмкость, и наоборот. Наибольшей влагоёмкостью обладают сфагновые торфа слабой степени разложения. Малоразложившиеся остатки сфагновых мхов (листья) состоят из гиалиновых клеток, являющихся резервуаром для накопления и удержания в них воды. На оболочках их находятся поры, чем и создается постоянный приток воды из одних клеток в другие, почему сфагнум всегда пропитан водой, как губка. 1 кг сфагновых мхов может поглотить 15-20 кг воды.

После частичного или полного обезвоживания торф способен вновь поглощать влагу. Это свойство торфа как капиллярно-пористого тела оценивается водопоглощаемостью и является весьма важным при использовании торфа в качестве подстилки, удобрения, а также мелиоранта минеральных почв лёгкого состава. Водопоглощаемость низинного торфа при влажности 40±5% изменяется в пределах 70-800%, переходного – 120-900% и верхового – 75-2000% [15].

Для определения влагоёмкости и водопоглощаемости торфа используется ГОСТ 24160-80 «Торф. Методы определения влагоёмкости и водопоглощаемости». Данный стандарт предусматривает два метода определения: ускоренный – для оперативного контроля и типовой, который применяют при научных исследованиях для характеристики динамики поглощения влаги.

Ускоренный метод

Сущность ускоренного метода заключается в принудительном удалении из торфа воздуха и замещении его водой путем трёхкратного вакуумирования.

Для проведения испытаний применяется установка для вакуумирования и цилиндр для образца торфа высотой 120±1 мм и внутренним диаметром 120±10 мм.

Цилиндр изготовляют из нержавеющего материала с дном из одинарной сетки с размером ячеек в свету от 0,2 до 0,4 мм.

Пробу торфа методом квартования сокращают до массы не менее 4 кг, перемешивают и делят на две части, одну из которых используют для определения массовой доли влаги исходной пробы по ГОСТ 11305-83. Оставшуюся часть пробы помещают на противень, разравнивают ровным слоем и делят на 9 равных квадратов. Из каждого квадрата берут одинаковые порции для наполнения цилиндра.

Перед проведением испытаний цилиндр погружают на 3-5 с в эксикатор с водой, вынимают, ставят на подставку для цилиндров, выдерживают в течение 3 мин и взвешивают на весах. Поддон на весах не вытирают от капель воды.

Цилиндр после взвешивания не ставят, а навесу заполняют торфом без уплотнения до верхнего края и взвешивают. Вытирают поддон на весах от капель воды. После взвешивания цилиндр с торфом закрывают крышкой и погружают в эксикатор с водой. Крышку эксикатора плотно закрывают и производят вакуумирование при разряжении до 95 кПа без выдержки под вакуумом.

Для этого перед откачкой воздуха трехходовой кран ставят в положение "эксикатор-насос", затем включают насос и производят отсос воздуха. При достижении требуемого вакуума трехходовой кран ставят в положение "воздух-насос" и отключают насос. Для сброса вакуума кран ставят в положение "воздух-эксикатор". Сразу же после сброса вакуума производят второе, а затем третье вакуумирование. После вакуумирования цилиндр вынимают. Цилиндр устанавливают вертикально на подставку, снимают крышку и выдерживают в течение 15 мин, после чего его взвешивают для определения конечной массы торфа.

Взвешивание производят с погрешностью не более 1 г. Испытание проводят на двух навесках.

Влагоёмкость торфа (Be) в килограммах воды на 1 кг сухого вещества вычисляют по формуле:

Be = (mк/mн)? 100/((100 – Wtr) – 1), (10.8)

где mк – масса торфа после намокания, кг;

mн – масса торфа до намокания, кг;

Wtr – массовая доля влаги исходной пробы торфа, %.

Вычисление результатов испытания производят до второго десятичного знака, окончательные результаты округляют до первого десятичного знака.

Допустимые расхождения между результатами двух определений влагоёмкости одной пробы и погрешность определения при доверительной вероятности Р = 0,9 не должны превышать величин, указанных в табл. 10.4.

Водопоглощаемость (Вп) в процентах от массы торфа исходной влаги вычисляют по формуле:

Bп = 100 ? (mк – mн)/mн , (10.9)

Вычисление результатов водопоглощаемости производят до 1%, а окончательные результаты округляют до 5%.

Таблица 10.4 – Расхождение результатов определения влагоёмкости торфов

Влагоёмкость, кг воды/кг сухого вещества Погрешность определения, кг воды/кг сухого вещества Допустимые расхождения между результатами двух определений, кг воды/кг сухого вещества
Сходимость Воспроизводимость
от 2 до 4 включ. ±0,05 0,2 0,4
от 4 до 8 включ. ±0,08 0,3 0,6
более 8 ±0,12 0,5 1,0

Допустимые расхождения между результатами двух определений водопоглощаемости одной пробы и погрешность определения при доверительной вероятности Р = 0,9 не должны превышать величин, указанных в табл. 10.5.

Таблица 10.5 – Расхождение результатов определения влагоёмкости торфов

Водопоглощаемость, % Погрешность определения, % Допустимые расхождения между результатами двух определений, %
Сходимость Воспроизводимость
от 50 до 150 включ. ±2,7 10 20
от 150 до 350 включ. ±4,0 15 30
более 350 ±6,7 25 50

За окончательный результат определения принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

Если расхождение между результатами двух параллельных определений превышает значение величин, указанных в табл. 10.4 и 10.5, определение повторяют.

Типовой метод

Сущность типового метода заключается в определении влагоёмкости путём свободного намокания торфа в воде за определенное время.

Подготовка пробы и загрузка цилиндров производится также, как и при ускоренном методе.

После взвешивания цилиндр с торфом погружают в вертикальном положении в сосуд с водой, сохраняя над ним слой воды не менее 50 мм. При всплывании цилиндров с торфом их накрывают тяжелым предметом, не препятствующим свободному проникновению воды.

Массу торфа определяют после 1, 2, 4, 8, 24, 48, 72 ч от начала намокания до тех пор, пока различие в массе не будет превышать 2 г. В промежутках между взвешиваниями цилиндр необходимо один раз повернуть вверх дном под водой, поддерживая крышку, и возвратить в исходное положение.

Обработку полученных результатов проводят аналогично ускоренному методу. Влагоёмкость и водопоглощаемость торфа определяют по формулам 10.8 и 10.9.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме 10.3. Определение влагоёмкости и водопоглощаемости торфа:

  1. Содержание
  2. Торф представляет собой смесь продуктов неполного превращения остатков наземных и болотных растений, видимых невооружённым глазом, с продуктами более глубокого превращения исходных растений, имеющих вид однородной аморфной массы.
  3. 7.1. Методы определения ботанического состава и степени разложения
  4. 7.1.1. Определение степени разложения торфа под микроскопом
  5. 7.1.2. Определение ботанического состава торфа под микроскопом
  6. 7.1.3. Определение степени разложения торфа по его ботаническому составу (расчётный метод)
  7. Влага является неизбежным компонентом всех видов ТГИ, содержание которой связано как с генетическими факторами торфо- и углеобразования и условиями залегания ТГИ в недрах, так и со способами их добычи, хранения и переработки.
  8. 10.1. Методы определения общей влаги
  9. 10.1.1. Определение общей влаги торфа
  10. 10.3. Определение влагоёмкости и водопоглощаемости торфа
  11. 10.4. Определение максимальной влагоёмкости бурых и каменных углей, антрацитов
  12. 10.5. Определение гигроскопической влаги
  13. 11.2. Определение зольности торфа и продуктов его переработки
  14. 15.1. Определение содержания общей серы в ТГИ
  15. 16.1. Определение содержания углерода и водорода
  16. 16.2. Определение содержания азота
  17. 16.3. Определение содержания кислорода
  18. 16.4. Определение содержания органической серы