Главная » Журналы » Промышленная ситовейка

1 2 3 4 5 6 7 ... 49


участка плавно переходит в отвесное колено трубы меньшего диаметра длиною 1,5-3 jn, причем нижний конец отвесной части трубы так же плавно переходит в трубу большего размера на следующем участке. Разделение на участки приноравливают к местности. С. приводится в действие при помощи воздушного насоса, отсасывающего воздух посредством воздушных трубок, присоединенных к верхним перегибам стояков. Сечение колен рассчитано так, чтобы вода протекала по ним со скоростью 2 jn/CK. Чтобы С. мог работать и при небольшом расходе воды, колено сделано двойным: одно на 2/з расхода и дополнительное на 7з расхода. Задвижки на ответвлениях к коленам допускают варьирование расхода. На С. имеется задвижка, допускающая выключение его и регулирование притока воды. На фиг. 9 по-.казано соединение колена с двумя соседними сифонными трубами; соединение расположено в специальной шахте. Для уменьшения работы воздушньгх насосов, откачивающих воздух из С, м. б. введены в систему сифонного перепада Линдлея (фиг. 10), равно как и в обычные сифоны (фиг. 11), трубы Вентури; благодаря вакууму в суженном сечении может при надлежа-У. щем подборе размеров устройства происходить достаточно хорошее отсасывание воздуха; от горла трубы Вентури в воздух отводится к воздушному колп&ку к С. по трубке m небольшого диаметра.

Для удаления воздуха из С. может быть применена башенная установка, показанная на фиг. 12. Башня оборудована резервуаром А для воздуха и случайной воды, резервуаром Т-для спускаемой в него из первого резервуара А воды и воздухопроводами Li и La - Резервуар А установлен в башне на высоте 10 Л1, считая от горизонта грунтовых вод, а резервуар Т расположен внизу башни и снабжен водомерньвй стеклом и спускным краном Ь.. Воздухопровод Li соединяет воздушный колпак С. с резервуаром А\ накапливающийся в последнем воздух отсасывается через воздухопровод Если вместе с воздухом по трубе подымается вода, то она в резервуаре А ударяется о сито 8, опускается вниз и стекает по трубопроводу через регулировочный трехходовой кран d в резервуар Т. Кран .d сначала ставят так, чтобы воздух не мог проникать в резервуар Т, а по спуске в последний воды из резервуара А кран d ставят так, чтобы в резервуар Т мог попасть воздух, после чего открывают кран Л. Когда удаление воздуха из С. производят путем наполнения его в о д о й, то сифонную трубу соединяют с расположенным выше запасным резервуаром или с напорным трубопроводом.

С. находит часто применение в водопроводах (см.). При пересечении водопроводной линией реки переход устраивается по мосту или по дну реки. В первом случае получается с и ф о н, во


Фиг. 12.

втором случае-обратный С, или дюкер (см.). Прокладка сифонного трубопровода по мосту требует тщательного предохранения от замерзания зимой. Испытанной изоляцией для С. является следующая: трубу обертывают по рейкам (2Ъ-мм рейки, прокладываемые вдоль трубы) войлоком в 4 слоя, а сверх войлока обши-


вают парусиной, после чего трубу помещают в деревянный яшдк с древесными опилками, ящик заколачивают и обшивают кровельным железом. Переходы по мостам в виде сифонов имеют преимущества перед таковыми по дну реки как в отношении дешевизны, так и доступности .для осмотра и ремонта. Трубы С. пои небольших размерах подвешгшают на мосту под тротуарами, а при больших располагают под проезжей частью моста. На фиг. 13 показан С. водопровода, проложенный по железному мосту, специально для него построенному. При переходе водопроводными трубами по разводным мостам необходимо иметь приспособления для разъединения труб, у подвижных частей мостов. Фиг, 14 представляет С, подающий воду из берегового колодца в сборный колодец при насосной станции.

С. применяются, хотя и ренте, также при канализации (см.) населенных мест. Главной причиной их малого распространения являются выделяющиеся из сточных вод газы, вызывающие необходимость в постоянном отсасывании их. С. трудно засариваются и очень


Фиг. 14.

удобны там, где сточные воды приходится передавать на значительные расстояния, но поднимать при этом невысоко и во всяком случае не выше 6-7 м. В общем канализационный С. ничем не отличается от водопроводного С. Трубы С. бывают чугунные, железные, стальные и железобетонные. Скорость протекания сточных вод но С. допускается 1-М ,50 jh/cw, имея в виду, что при такой скорости в сифонных трубах не замечается выделения газов из сточных вод. В отнршении мероприятий против замерзания остается в силе все то, что сказано о трубах водопроводного С. На фиг. 15 показан С. канализации г. Бреславля для перевода сточных вод через р. Одер. С. имеет длину 120 лг при диаметре труб 150 мм и подвешен к тротуару моста; для собирания газов и воздуха в конце С. устроен особый колпак, помещенный в башенке у конца моста. Сточные воды, собранные трубами на острове, поступают там же в сборный колодец, разделенный решеткою на две части; одна из них служит осадочным



колодцем, а в другую опущено колено С; на другом берегу реки находится колодец, в который опущено другое колено С. Сточные воды, пройдя решетку в первом колодце, освобождаются от плавающих тел и, дойдя по С. до второго колодца, попадают в отводный коллектор. Для действия этого С. необходимо, чтобы уровень сточных вод в первом колодце (на острове)




Фиг. 15,

был не менее чем на 26 см выше уровня их в другом колодце. Над сифонной трубой устанавливается воздушный колокол, в котором собирается воздух; из этого колокола воздух выкачивается особым насосом, приводимым в действие водою из городского водопровода. Для высасывания воздуха из сифона применяется аппарат, изображенный на фиг. 16, где А- резервуар, В-инжектор, С-поплавок, связанный с системой рычагов. Когда резервуар заполнится воздухом, то поплавок займет положение, указанное пунктиром, и посредством рычага а повернет ось Ъ, на к-рой насажен диск о с прикрепленными к нему рычажками h я г. При повороте оси Ъ рычажок h повернет направо противовес d, связанный с клапаном е, запирающим водопроводную трубку, вследствие чего вода вступит в трубку д я приведет в действие инжектор В, к-рый отсосет газы из колпака А; после отсасывания газов поплавок поднимется и рычажок i прекратит доступ воды. Для отсасывания газов из С. требуется 1-2 мин. времени; инжектор работает 5-6 раз в сутки. Зарядка С. производится путем выка-


Фиг. 16.

чивания из них воздуха при помощи особого насоса на станции или путем наполнения их водою из водопровода; посте зарядки открывают задвижки на коленах С, после чего С. начинает действовать; для бесперебойной работы С. требуется, чтобы разность уровней в сообщающихся колодцах была больше потери напора при проходе воды по С. Для уменьшения проникновения воздуха в С. и утечки воды во всасывающем колене С. поставлен шаровой клапан, а для закрытия отверстия колена устроен автоматич. затвор с поплавком. При про-

токе сточньгх вод в колодец поплавок поднимается, открывая водам доступ во всасывающую трубу; при понижении уровня нечистот в колодце поплавок опускается, и вместе с тем уменьшается отверстие на конце всасывающей трубы; при прекращении притока нечистот это отверстие совершенно закрываете!.

Лит.: Б р и л и н г С, Пособие для проектировании и расчета водопроводной линии и городских сетей, ? изд.. М., 1930; его же. Краткое руководство по водоснабжению, 2 изд., М., 1928; Гениев П., Водоснабжение городов и промышленных предприятий, М,-Л 1931; Иванов В Канализация населенных мест, Одесса 1926; Кашкаров Н Расчет сифонов, Изв. собр. инж, путей сообщения , СПБ, 1912; Е нга А Канали-. гацип городов и очистка сточных вод, СПБ, 1903; S ш г е-кег О., Die Wasserversorgung d. Stadte, Handb. d. Ing. Wiss T, 3, B, 3, Ann,; F o-e r s t e r M., Taschenbuch f. Baningeniem-e, B, 2, 5 Aufl В., 1928; S с h о к 1 i t s с h A Пег Wasserbaii, B, 1, W 1930; Gross E., Haadbucli d, Wasserversorgung, Mch 1928; P б s с h 1 Th Lehrbuch d. Hydraulik, 2 Aufl:, В., 1926; Prinz В., Handbuch d, Hydrologle, 2 Aufl., В., 1923; Llndley W., He-beranordnung mit, selbsttetiger Entliiftung, Journal t. Gas-beleuchtung u. Wasserversorgung*, Mch 1909; H a r t-mann K Die Ришреп, 3 Aufl В., 1906; К г a u s s Fr., Pumpen-Anlagen, B 1928, C, Брилинг.

С К АР И Ф И К АТО Р ,почвообрабатывающее орудие для разрезания дернины. Обработку дернины на лугах производят с целью открыть доступ воздуха к корням растений. Вследствие густого сплетения корней и корневищ в плотной дернине жизненные процессы растительного покрова приостанавливаются и начинается вымирание более ценных в питательном отношении видов. Кислород воздуха улучшает дыхание подземных частей растений и способствует окислительным процессам, происходящим в почве, вследствие чего растительность на Лугу улучшается. Поэтому скарифик а ц и я лугов получила название омоложения лугов. Рабочей частью С. является нож той , или иной формы поставленный вертикально или под углом к горизонту. Орудия, снабжен-


ные ножевыми зубьями, разделяются на две группы в зависимости от размеров ножей, производящих разрезание на ббльшую или меньшую глубину; орудия, работающие поверхностно, называются боронами (см,), а разрезающие дернину на значительную глубину-с к а-рификатор ами. Известные до сих пор С, имеют весьма разнообразную конструкцию, но по виду рабочих частей их можно разбить на 2 группы: С. с жесткими зубьями и С. с пружинными 3 у б ь я м и. Применение пружинного зуба имеет то значение, что зуб этот, вырывая сплетение корней и корневищ, к-рые он не смог перерезать, отбрасывает их перед собой с силой и потому во время работы не забивается; простой же зуб тащит их за собою, что вызывает быстрое его забивание. На фигуре изображен С. системы Бажака, имеющий дугообразно изогнутые ножевидные зубья; вследствие изогнутости зубья будут не так сильно забиваться, как поставленные вертикально, т. к. вырванные растения будут соскальзывать по зубу кверху. Зубья сделаны двойные, и при срабатывании одного конца они м. б. перевернуты и закреплены на раме в хомутах верхними концами вниз. Изменения глубины хода этого С. достигают перестановкой задних колес с помощью рычагов а, а так-



же передка посредством перестановки штыря б в различные отверстия его стойки. Иногда строят С. с пружинными зубьями. Ножи такого С. прикреплены к пружинам, к-рые во многих С. этого типа делаются двойными. Зубья м. б. расставлены в поперечном направлении на любое расстояние. Известно много вариантов таких е., например С, которые снабжаются двойными ножами, имеющими кроме того ие-рестановку под различными углами. Для более интенсивной скарификации лугов применяют бороны с разрезными дисками, которые сильнее С. разрывают сплетение корней. Для подсева травяных смесей на лугах в последнее время применяют сеялку-С, перед сошниками к-рой идут ножи, разрезающие дернины. С. известны только конные. в. Криль. Лит.: см. Культиватор и Луговые орудия.

СКАТЕРТНАЯ ТКАНЬ, вырабатывается из различных волокнистых материалов-хлопка, льна, шерсти, шелка-самыми разнообразными переплетениями, начиная от миткалевого переплетения и кончая сложными переплетениями ворсовых тканей и дамастовых жаккардовых рисунков. Под С. т. разумеется ткань, отбеленная или цветная, к-рую можно стирать. С. т. работается из хлопка или льна различной ширины и размеров, а также выработки. Наиболее часто встречается С. т. киперного переплетения с рисунком в виде шашек, кубиков, ромбов и других геометрич. фигур с прямыми линиями, а также С. т. с крупным жаккардовым рисунком, вырабатываемым с помощью дамастовой машины. Большое распространение имеет пестротканая С. т., вырабатываемая из крашеной основы и крашеного утка.

СКВАЖНОСТЬ, общее свойство твердых тел, выражающееся в существенном, не сводящемся к ошибкам измерения неравенстве значений занимаемого ими объема, если последний измеряется разными способами. Под объемом физического тела разумеют область непроницаемости, обусловленной присутствием этого тела; понятие об объеме без признака непроницаемости в отношении физич. тела не м. б. построено. Но признак непроницаемости соотносит понятие объема с понятием о том конкретном физич. приеме, посредством к-рого устанавливаются границы области, непроницаемой для данного испытания. Прежде чем будет дано доказательство противного, в каждом частном случае нет оснований утверждать тождественность этих границ при разных приемах испытания, т. е. производимых с помощью энергии в разных ее видах. Даже напротив, именно в силу различия видов энергий применяемых при зондировании непроницаемости, естественно ждать, что физическое тело будет реагировать на них различно; следовательно известные места пространства, непроницаемые для одного вида энергии, окажутся проницаемыми для другого, :5сотя при этом никогда не может оказаться проницаемости абсолютной для всех способов испытания, что означало бы простое отсутствие физич. тела. Т. о. в понятии объема физич. тела необходимо диалектич. сопрянсение проницаемости с непроницаемостью, каковое в целом и называется С. Геометрически С. схематизируется как отсутствие предела, к к-рому стремился бы убывающий ряд объемов, остающихся за вычетом, согласно предыдущему приближению, из объема тела тех областей пространства, к-рые в последующем приближении оказываются к объелгу тел а не принадлежащими-пор,

скважин, полостей, зазоров, трещин и других участков пространства, частично или полностью окруженных веществом данного тела, но этого вещества в себе не содержащих. Однако подобный геометрический подход к понятию С, несмотря на свою заманчивую наглядность, на самом деле представляет не более как схему или модель, питающуюся физич. содержанием из вышеприведенного оперативного понятия, поскольку самый процесс подразделения объема тела на участки пустые и на участки заполненные возможен лишь при проверке в физич. опыте их пустоты, т. е. проницаемости, или заполненности, т. е. непроницаемости. Т. о. общее понятие о С. подразумевает неопределенно широкий круг всяких возможных испытаний на проницаемость и непроницаемость, а конкретное понятие С. необходимо должно сопровождаться указанием тех приемов испытания, на основании которых и в виду которьгх это понятие построено. Принципиально м. б. утверждаема С. всякого твердого тела, даже вообще всякого тела; однако назвать скважным то или другое определенное тело без указания тех определенных приемов, к-рые имеются в виду в данном случае, было бы лишенным смысла, поскольку с равным правом за обсуждаемым телом С. в отношении других приемов испытания могла бы отвергаться. Так, сеть непроницаема для рыбы, но весьма проницаема для воды; галька непроницаема для булыжника, но проницаема для песка, как этот последний непроницаем для гравия, но проницаем для воздуха и для воды. Проницаемость гальки для булыжника и валунов окажется при всех испытаниях нулевою, и следовательно заполненный объем-одним и тем же; при подобных испытаниях мы должны были бы признать гальку материалом нескважным. Но та же самая галька при испытании ее ироницаемости мелким гравием, песком различной величины зерна и наконец водою покажет различную степень заполненности объема и потому не тольк( д. б. причислена к телам скважным, но и получит в разных случаях разную оценку своей С. Однако указанными приемами испытаний ряд их не ограничивается. Проницаемость тела в отношении разных по степени дисперсности молекулярных сгустков, затем в отношении молекул, атомов, ионов, электронов и атомных ядер различна и потому следовательно будет оценена ими различная степень заполненности данного пространства; а потому весьма различною окажется и количественная характеристика С. Между значением С., равным нулю, и значением ее, весьма близким к единице и практически равным единице, как крайними пределами, полученными при разных приемах испытания одного и того же тела, лягут все прочие, т. е. вне связи с определенными приемами испытания С. данного тела молхет быть приписано значение какое угодно во всем логически мыслимом диапазоне.

С. принадлежит к числу наиболее глубоких характеристик физич. тела, определяющих собою его свойства не только в количественном, но и в качественном отношении. При этом решающим здесь оказывается прежде всего топология, строение скважин, а затем соотношение между собою геометрич. размеров как скважин, так и целого тела. Геометрией скважин объясняются в весьма большом числе случаев физико-химич. явления в физич. телах, причем качественный характер этих яв.чений обусловлен то-



пологией тех изъянов сплошности, физич. тела, к-рые в совокупности составляют его С, а количественный-их метрикой. В соответствии с указанными обстоятельствами основания классификации С. д. б. проводимы по топологич. характеру скважин, по их форме, по величине и числу. Далее идут важные, но отчасти производные классификации С.-по обш;ему содержанию скважин, по удельной поверхности и удельной длине скважин,-и ряд специальных, разработанных применительно к той или другой области-геологии, почвоведению, дорожному строительству, анатомии растений и т. д. Прежде всего понятно, что С. получает весьма различное физич. значение в зависимости от того, доступно ли внутреннее пространство скважин проникновению туда деятелей из пространства внешнего для данного тела (деятелей данного рода)-газов, паров, жидкостей, в частности и в особенности влаги, тепла, электрич. тока и т. д. Тут следует различать следующие пять типов С: 1) скважины замкнутые (чаще называемые порами), вполне разобщенные как между собою, так и с внешним пространством (структура сырообразная); 2) скважины открытые, образующие карманы, т. н, слепые поры, б. или м. глубоко входящие в объем тела и в известных случаях даже проходящие через ббльшую его часть, но тем не менее имеющие наружу лишь один выход, т. ч. непрерьшный поток различных деятелей через подобные поры невозможен (структура порообразная); 3) скважины характеризуются наличием по крайней мере двух расположенных б. или м. далеко друг от друга выходов во внешнее пространство, т. ч. в подобных сквозных порах, или скважинах, в узком смысле слова, может возникать непрерывный проток различных агентов нетолько в определенных направлениях'(структура д р е в е с и-нообразная, особенно часто встречающаяся в растительных тканях); 4) С, возникающая от соединения слепых и сквозных пор в одну связную систему, т. ч. от любого из входов в тело из наружного пространства идет свободный путь к любому из выходов (структура г у б к о- образная); 5) С, возникающая из предыдущего типа через дальнейшее развитие скважин и слияние их между собою, с образованием в теле обособленных всесторонне окруженных скважинами участков; при этом не исключена возможность и такого случая, когда эти участки не связаны непосредственно с телом, но удерживаются на своих местах какими-либо уравновешенными силами; однако такая система, по строению подобная взвешенному в пространстве рою, не м. б..названа твердым телом в собственном смысле и практически обычно встречается в виде скопления непосредственно соприкасающихся друг с другом, хотя и не связанных в одно целое отдельностей; таковы пыль, песок, гравий и т. д. Вероятно таковы же многие геологич. образования, но при значительных размерах их отдельностей. Подобное строение в литературе было предложено называть пылеобразным. Классификация С. по величине скваншн м. б. проведена лишь б. или м. условно, т. к. основанием деления здесь служит не естественное распределение скважин по величине, а наличные способы испытывать С. и отчасти явления, вызываемые скважинами того или другого размера; классификация по величине (табл. 1) может представлять особый интерес как сводка ха-

Табл. 1.-Размеры скважин различны фил ьт ров.

Род фильтра

Фильтр Беркфельда......... . .

1> ...........

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлля № 1450 (с тканевой подкладкой) ..................

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлпн № 5i,8 (плотная) ......

Обыкновенная толстая фильтровальная бумага...............

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлля № 597 (средняя).......

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлля № 602 (жесткая).......

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлля № 566 .............

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюлля JVs 602 (очень жесткая) . . .

Фильтровальная бумага Шлехера и Шюллп № 602 (наиболее тонкая) . .

Фильтр Чемберлена...........

...........

Фильтр Гейхеля .............

Скважины в стекловидном геле крем-некислоты ..............

Размер скважин

8-12 3-4

4,8 3,3 ок. 3,3 ок. 2,9 2,2 1,7 1,5

1,18-7,0 0,19-0,7 0,16-0,18

0,005

рактерных примеров тонкой С. В известных случаях может потребоваться классификация по плотности распределения скважин. В виду чрезвычайного разнообразия видов С. дать общую классификацию в этом направлении было бы затруднительно. В качестве же примера специальной классификации этого рода может быть дана (табл. 2) классификация горных по-

ТаОл. 2. -Классификация пород позна-ч е н и ю т р ещ и н о в а т о ст и.

Расстановка трещин

Границы числа трещиноватости

Часто поставленные ........

Очень тесно поставленные ....

Тесно поставленные ........

Средне поставленные .......

Широко поставленные.......

Очень широко поставленные . . .

К > 5,0 5,0 > Е >2,5 2,5 > К> 1,67 1.67 > К> 1,25 1,25 > Я > 0,833 0,833 > Я

род по значению т. н. трещиноватости к, т. е. по числу (Kliiftigkeitsziffer), к-рое указывает, сколько раз встречается на тг. л* каменной породы отдельность, ограниченная трещинами; это число получают как среднее из большого количества измерений, напр. на длине, к-рая превосходит расстояния трещин между собою по крайней мере в 20 раз. Число трещиноватости в различных направлениях м. б. весьма различно, и потому при нем необходимо отмечать то пространственное направление, для к-рого дается степень трещиноватости. Классификация по значению С, т. е. по количественному содержанию совокупного объема полостей в объеме тела, тоже носит условный характер, поскольку границы между отдельными значениями пористости м. б. не произвольными лишь при обсуждении того или другого определенного класса тел. Как пример специального применения подобной классификации м. б. дана классификация горных пород по значению С. (табл. 3). (5. Д или коэф. пористости, выражается в объемных процентах. Наряду с коэф-том l вводится иногда сотая доля его (7), называемая степенью неплотности породы, и другая величина-с т е-пень плотности, численно равная 1-U.



Табл. 3.-Классификацйя пород по значению скважности.

Номер

Вид породы

Значение

Характер

скважности

сквашин

Очень плотно

В первых двух

сложенная . .

0,5>L

видах преоб-

Плотно слон>ен-

ладают сква-

ная......

1,5>L>0,5

жины в виде

Умеренно плот-

волосных тру-

но сложенная

2,5>L>1,5

бок и весьма

Умеренно сквам^-

5>L>2,5

малых зазо-

нан......

ров между ми-

Скважная....

10>L> 5

неральными

Очень скважная

30>L>10

зернами

Ноздреватая . .

L>30

Так например, известняковый песчаник из Аф-ленца, обладающий С. 34,70, характеризуется степенью неплотности 0,347 и степенью плотности 0,653. В сторону нижних значений С. ограничена пределом 0%, верхним же ее пределом служит 100%. К верхнему пределу можно подходить достаточно близко, создавая пенистые структуры с все более и более тонкими стенками; таковы напр. вспененные в расплавленном состоянии и затем застывщие смолы, к-рые могут дать тела с содержанием пор, весьма мало отличающимся от 100 %, и тем не менее относиться к телам твердым. С. тел с пенистой структурой возрастает с утонением стенок отдельных ячеек и с уменьшением удельной поверхности тела. Тонкость стенок прин-щшиально ограничена размерами молекул, образующих пленку, и для сохранения устойчивости и прочности пленка должна содержать в своей толще по крайней мере одну молекулу .у углеводородов и две молекулы у жирных к-т. Так, по данным В. Г. Брэгга черное пятно на мыльном пузыре соответствует двойному слою молекул толщиною в 12 тц, а чернейшее пятно, появляющееся на черном,-единичному слою толщиною в 6 w/i, причем этот единичный слой отличается наибольшей устойчивостью; по Перрену толщина единичного слоя 5,2 т/г, а по Уэльсу-4,2 w/*. При последовательном утолщении мыльной пленки кратными от единичного слоя она проходит через серый, затем чисто белый, соломенно-желтый, оранжево-красный, тёмнокрасный и наконец фиолетовый цвета; этот последний соответствует 37-38 элементарным слоям, т. е. толщине 210 тц. Единичные слои состоят из двух молекул олеиновой к-ты, получающейся вследствие гидролиза олеата натрия или калия. В твердых пленках длина двойной молекулы олеиновой к-ты равна приблизительно 3,6 т, . Уменьшение удельной поверхности пленочных перегородок принципиально безгранично, т. к. для этого требуется лишь соответственное увеличение размеров отдельных ячеек. Понятно, что с возрастанием С. уд. в. пористого тела (кажущийся уд. в.) при неизменности вещества, из которого построено тело, убывает и м. б. доведен до чрезвычайно малого значения; так например, нетрудно получить твердую пену уд. в. до 0,0001 и ниже, если ячейки ее будут размерами порядка 2 см. Подобные тела однако пока не получены достаточно прочными и потому не нашли себе практич. применения как материалы. Из материалов же промышленного значения наименьшим уд. в., а именно 0,03, в сочетании с непроницаемостью для жидкостей, пока оказывается вспененная резина. Список нек-рых наиболее легких твердых материалов

Табл. 4.-Н а и б о л е е л е г к и е твердые материалы.

Материал

Уд. в.

Пемза ..............

1,0-2.2

Резиновая губка........

ок. 0,4

Бозенге (бокомбо, африканское

флотовое дерево) .......

0,295

Пробка (оиычных сортов) . . .

0,24-0,25

Мраморная пробка .......

0,228

Бальза (вестиндское пробковое

дерево).............

0,070-0,117

Заменитель бальзы из отходов

кукурузы ...........

ОК. 0,11

Пробковый кирпич экспансит

0,061

Звукоизоляционные доски из

отходов кукурузы......

0,048-0,056

Сердцевина бузины ......

Вспененная резина.......

0,03

дан в табл. 4. Эти легкие материалы относятся преимущественно к пробке и композициям из нее (см. Пробка), а также к различным искусственньпи материалам из отходов кукурузы, выделываемым в последнее время в США на основании работ Винфрея и Свинея. На другом конце ряда С. стоят каменные породы и металлы, считающиеся особенно компактными. Однако ни у тех ни у других С. не равна нулю; у металлов, лишенных грубых или даже микроскопич. скважин, ультрамикроско-пич. С. тем не менее составляет несколько десятых процента; а у каменных пород от значений того же порядка она доходит до IV2-2% в случае кажущейся полной компактности (мрамор, гранит, плотный песчаник, сиенит) и до нескольких десятков процентов, напр. до 20- 35 при наличии более крупных пор. В табл. 5 и б даны в качестве примера сведения о С.

Табл. 5.-С квашность некоторых горных пород Австрии (ПО Ганишу).

Пункт

ность (объемный %)

Известняковый

Афленц, возле Вильдо-

песчаник

на (Штейермарк) . . .

34,70

Бранцолль (Тироль). .

3,10-2,47

Серпентин

Эйнзидель, близ Ма-

риенбада (Богемия). .

0,85

Грасгатейн (Тироль) . .

1,53

Венский песча-

Гюттельдорф (Нижняя

ник

Австрия)........

4,57

Венский песча-

Нейбург (Нижняя Авст-

ник

рия) ..........

0,33 1,33

Лаас (Тироль).....

Литберг (Нижняя Авст-

1,61

рия) ..........

Маутаузен (Верхняя

Австрия)........

1,63

Плотный песча-

Мори (Южный Тироль)

1.47

ник

Плотный песча-

Нагс (Южный Тироль).

0,87

ник

План (Богемия) ....

1.54 ,

Конгломерат

Перниц (Нижняя Авст-

7,40 1

рия) ..........

Шпицберг, возле Перн

- 12,39 ;

(Богемия) .......

Вишковиц, возле Ма-

риенбада (Богемия). .

0,59 1

некоторых горных пород. Все перечисленные группы материалов обладают строением одного из первых четырех типов, приведенных в классификации (ст. 75); четыре типа объединяются тем общим признаком, что С. соответственных тел не ограничена принципиально ни снизу ни сверху. Напротив, тела со строением согласно пятому типу, т. е. состояпще из отдельных не связанных между собою зерен (пылевидные).



Табл. 6.-С KB а ж н о с т ь некоторых пород (но Гари).

Пункт

Скважность (объемный %)

Раковистый известняк

Роговообманко-вобиотитовый гранит

Гранитит

Кварцевый порфир

Кварцевый порфир

Кварцевый порфир

Кварцевый порфир Габбро

Лимбургит (базальт)

Полевопшатный базальт

Лолевогапатный базальт

Известняковый песчаник

Кварцевый песчаник

Вогезский песчаник

Глинистый сланец

Грауваковый песчаник

Фюрстенберг, возле Шварценберга (Саксония) ..........

Линия Мюльгаузен- Треффурт (Тюрингия)

Таубенберг, возле Сец-дорфа (Австрийская (Зилезия).......

Киндиш (Саксония) . .

Штерлен.........

Депшиц (Силезия) . . . .

Гассероде-Вернигероде (Гарц) .........

Шварцвальд ......

Моккрепна .......

Оберреферсдорф

Шмальвассергрунд, возле Дитгарца (Тюрингия) ..........

Лебейюн.........

Радаутале, возле Гарц-бурга ..........

Гогенберг (округ Шмаль-кальден) .......

Лихтенау .......

Локопф, возле Ремагепа Нидердрессельндорф . .

Габельшвердт......

Шмалькальден.....

Плэн, возле Шатпенэ . .

Клейн-Блумберг в Нейе-тале..........

Тальбекке, возле Гум-мерсбаха (Рейн) ....

6,3 8,9

,2-2,2 ,7-0,8

0,8 1,3 0,4

9,3 3,7

0,5 0,4

14,6

1,9 0,6

обладают С, значения которой заключены в довольно узких пределах, которые могут расширяться только при существенно осложненном строении этих тел. В виду большого значения тел пылевидной структуры как для жизни природы, так и для промышленности необходимо остановиться на С. подобных систем особо. Простейшим примером подобных систем может служить та, в которой отдельности тождественны по форме и размерам и притом б. или м. шарообразны. Крайние случаи С, т. е. наибольшего и наименьшего значения ее, соответствуют' двум или однородньш распределениям


Фиг. 1.

правильным

шаров-ортогональному (фиг. 1) и диагональному (фиг. 2). В первом случае шары распре- делены по направлению каждой из трех взаим-ноперпендикулярньгх осей,т.ч. каждый из шаров находится п вершине куба с ребром, равным 2; при этом ортогональном расположении С. составляет 47,64%. Во втором случае каждый из шаров находится на вершине тетраэдра с ребрами, равными двум; при этом диагональном расположении скважность равняется 25,95%.При распределении неоднородном ив частности при статистически беспорядочном значение С. для системы из равных шаров лежит в промежутке между 25,95 и 47,64%. В нек-рых


Фиг. 2.

случаях более удобно пользоваться соответственными значениями т. п. приведенной скважности, т. е. отношением объема пор к объему твердой массы; предельныезначения приведенной пористости будут соответственно 0,3503 и 0,9698. С. S. Slichter (1899) нашел, что С. Р однородного скопления шаров выражается следующим образом:

Р = 1--- , , (1)

6(1-C0S V) у 1+2 COS V

где хр - угол между сторонами параллелепипеда при правильном распределении шаров. С. скопления неправильных тел приблизительно м. б. вычислена на основании предыдущих ф-л, поскольку форма их может более или менее приравниваться к шарообразной. Если кроме того элементы подобного скоп.тения между собою не равны, то вычисление С. еще более затрудняется. Во всяком случае очевидна возможность понижения С. при сочетании в надлежащем соотношении частиц нескольких размеров, причем самые размеры тоже д. б. в определенных соотношениях между собою. Если число калибров подобных частиц м. б. сколь угодно увеличиваемо, то, принципиально (геометрически) говоря, С. м. б. приближаема к нулю, как угодно близко. О нек-рых подробностях в отношении С. зернистых смесей см. Наполнители.

Если частицы порошкообразного или зернистого тела не слишком малы и тяжесть каждой из них достаточно велика, чтобы при ссыпании или ос.аждении преодолеть трение и слипание с другими частицами, то они располагаются подобно рассмотренным шарам более (фиг. 3) или менее (фиг. 4) рыхло; поэтому скважность

Фиг. 3.

Фиг. 4.

песка, гравия и подобных тел никогда не превосходит 50%, а приведенная С. 1,0, т. е. наибольшего теоретически возможного значения. Наоборот, при малости ссыпаемых или осаждающихся частиц они могут удерживаться трением в тех местах, где впервые прикоснутся к частицам, осевшим раньше (фиг. 5, где 1- жидкость, 2-падающие частицы, В-поверхность осадка); тогда строение полученного тела будет губчатым (фиг. 6) с наибольшей приведенной пористостью, как показывает опыт, ок. 4 (т. е. 80 %). Наконец частицы коллоидного размера вследствие броуновского движения вовсе не осаждаются, пока тем или другим способом не вызвана их коагуляция. Тогда в коллоидной среде образуются губчатые хлопья со строением, подобным описанному; приобретая больший вес, они теперь уже осаждаются подобно отдельным зернам и образуют собою губчатое скопление (фиг. 7) с губчатым строением второго порядка.


Фиг. 5.



Так как наибольшая приведенная скважность простой губчатой структуры равна 4, то приведенная С. такой же структуры второго порядка д. б. 42, или 16, что соответствует С.


Фиг. 6. Фиг. 7.

в 94%. Опыт показывает, что мелкие порошки даже при усиленном встряхивании нельзя довести до плотности, свойственной более крупнозернистым скоплениям того же вещества.

Приводим несколько характерных данных об объемной пористости (в %) нек-рых грунтов в естественном состоянии: смесь песка и гравия в равных количествах .3,1-28,9; песок 35,6-40,8; гравий 38,4-40,1; суглинок 36,2-42,5; суглинок, содержащий органич. вещество, 52,7; болотистая почва с 82% органич. вещества 84,0. Согласно данным Пифке гравий из ледниковых отложе-?шй обладал пористостью 24%, крупные пески 30% й .мелкие пески 33%. В табл. 7 представлена зависимость

Табл. 7. - Значение пористости для сыпучих пород разного диаметра.

Объемная

пористость в %

зерна

♦2

Мелкий песок.....

<0,3

55,5

41,87

Средний .....

0,&-1,0

55,5

40,64

Крупный .....

1,0-2 0

37,9

37,38

Мелкий гравий ....

2,0-4,0

37,9

35,47

Средний ....

4,0-7,0

37,9

36,93

Крупный ....

7,0-20,0

35,24

*1 По Репку. *г По Величковскому.

пористости от 0 зерна. На фиг. 8 показано по К. Тер-, цаги возрастание С. песка и глины с уменьшением зерна. На указанном явлении основано в частности определение величины зерна различных порошков, напр. красочных пигментов, серы и т. д., с помощью сульфури-метра. Сульфуриметр Шанселя (прибор, первоначально предназначавшийся для измерения зерен серы, применяемой для опыления ви- рпдог ноградпиков) состоитиз цилиндрической стеклянной трубки 23 еле длиною и 15 мм диам., запаянной снизу и снабженной притертой пробкой сверху


Песок

Желтая осадочная глина

Фиг. 8.

(фиг. Р). Начиная от основания, трубка подразделена па 100 делений, каждое по 1/4 с.мз, причем 100 делений (25 смЦ занимают д.тгйиу 100 мл1. Если порошкообразную, серу встряхнуть с эфиром, то при оставлении взвеси в покое образуется слой, высота к-рого стоит в определенном отношении к топкости помола. Для испытания серы она просеивается через сито с петлями в 1 лш для освобождения от комьев. Затем 5 г взвеси помещают в сульфуриметр, наливают в него до половины эфир, безводный и по возможности при 17,5°, сильным встряхиванием разбивают комья,доливают эфиром на 1 си выше де.т1ения 100, снова встря.хивают прибор и ст.1вят

отвесно. Число делений, до которого достигает верхний край осадившейся серы, дает тонкость в градусах Шанселя. Обычная р.азмолотая сера показывает t° 50-55°, сера более тонкого помола, т. н. Zolfo macinato, 70-75° и Zolfo ventiiato 90-95°, причем в виноградном деле требуется не менее 60° и даже до 75°. У подобного же прибора систе.мы Грейнера длина трубки до деления /-чь 100 равна 175 мм, длина между делениями от 10 v< до 100° равна 154 мм, внутренний диаметр равен ф 12,68 мм. При испытании надленсит пользоваться эфиром, перегнанным над натрием, а прибор удерживать штативом и погружать его в воду при 17,5°, Необходимо учитывать искажающее действие всяких загрязнений. Так, 2 % таннина или углекислого кальция повышают показания на 7-8°; 2%, мыла снижают его на 40°; 0,4% биту-мена снижают на 46°.

Ш

Фиг. 9.

Водопроницаемость сыпучих тел. Большинство физико-химич. явлений в скважистых телах существенно связано с нахождением в их скважинах и прохождением через таковые различных жидкостей и в особенности влаги. Вообще говоря, влага в подобных телах присутствует наряду с газами, в частности и в особенности-с воздухом, и это в связи с эффектом ЗКамена и эффектом Эвер-шеда делает возникающие здесь явления особенно сложными (см. Волокнистые изоляционные материалы). Проще всего обстоит дело, когда газы б. или м. отсутствуют; тут следует различать три типич-ньгх случая: 1) заполненность всех скважин неподвижной влагой, удерживаемой от полного или частичного ухода внешним препятствием; 2) поднятие влаги, засасываемой в сыпучие тела капиллярными силами; 3) протекание воды под напором через подобное тело. При пассивном пребывании в скважинах землистого тела неподвижной влаги количественное содержание ее определяется значением С. и легко может быть подсчитано. Физические свойства подобной системы-электрич., тепловые, акустич. и т. д.- существенно меняются. Подсчет их по соответственным свойствам твердой и жидкой фаз м. б. производим на основании ф-л смешения (см. Пластические массы и Наполнители). Капиллярное поднятие жидкостей м. б. вычислено в случае однородно расположенных шаров радиуса R по ф-ле Дж. Ииабы (1928 г.):

ЬпЯ^а COS <р

(5з(Зи-4яДЗ)

где h-высота поднятия, v-объем, приходящийся в теле на каждый из шар'-)в, 93-угол соприкосновения меноду жидкостью и поверхностью шаров, а-поверхностное натяжение на границе жидкой и твердой фаз, д-плотность лшдкости и д-ускорение силы тяжести. Формула (2) м. б. представлена в виде

где J. = 2,198 и 5,706 для ортогонального и диагонального расположения шаров соответственно. Эквивалентный радиус скважин г, т. е. радиус капиллярной трубки из того же вещества, что и рассматриваемые шары, м. б. выражен соотношением .

Зв-4лРЗ 4яК2

или

3/{-4я -.- R,

где Ь определяется из соотношения vTcR. Указанные величины получают значения в соответствии с табл. 8. Во избежание недоразумений д. б. особо от.мечено, что эквивалентный радиус капиллярности не тояадественен эквн-



Табл. 8.-Частные значения некоторых целичинвформулах.

Расположение

л

к

г

Ортогональное . . 2,198 Диагональное 5,706

4/2

0,910 0,351

валентному радиусу С, а также другим видам эквивалентных радиусов - водопроницаемости, воздухопроницаемости, электропроводности и т. д. При наличии равномерно перемешанных шаров различных радиусов, расположенных однородно, но уже не в смысле упорядоченности, а, напротив, в смысле статистич. беспорядочности:

ll - 2fcr C0S9>

36g(l-G)

здесь F = 4;7i(R:iNi+RN +RaNa -..), a G = = Va Jt(RfJV? + RINl + Rim ...), причем N, N2, N3 и т. д. представляют собою числа содержащихся в единице объема тела шаров радиуса R, R, R и т. д, соответственно. Понятно, что значения величин FnG, а потому и значение h, зависят от расположения шаров. Как показали опыты Дж. Инабы, кварцевый песок, рассеянный на фракции различных размеров зерна, дал высоту капиллярного поднятия, среднюю между теоретически вычисленной для ортогональной и для диагональной систем, при отождествлении зерен песка с шариками соответственного диам. На фиг. 10 кривая 1 построена по вычисленным значениям капиллярного поднятия для ортогональной шаровой системы, кривая 2-то же для диагональной системы, а кривые А и В-эксперимен- тальные кривые, полученные с различными фракциями корейских кварцевых песков, очищенных хромовой смесью и всыпанньЕх в трубки единообразным механизированным приемом. Процессы капиллярного движения воды в грунте очень запутаны и до настоящего времени не

выяснены еще даже приблизительно. Считают установленным лишь, что,чем мельче капиллярные скважины, тем выше поднимается вода и тем медленнее идет подъем (из-за внутреннего сопротивления). Особенно сильно удерживает и воспринимает воду лёсс. Наибольшая скорость в песке получается по Кел-

1

0,1 0.3 0,4 03

Размер згоем в мм Фиг. 10.

0.6 0.7

леру при величине зерен между 0,05 и 0,1 мм. Напротив, при диам. зерен 2,2-2,5 капиллярное действие прекращается. В песке из зерен <0,3 мм (46-50%) и 1,0-0,3 мм (50-54%) высота капиллярного подъема по Гребе не превышает 33 см, а при мелком песке (зерен <0,33 мм, 80 %) не превышает 50 см. На фиг. 11 показана по данным Эдлера постепенность подъема воды для грунтов разной мелкости, причем абсциссою стужат корни квадратные из времени подъема, а ординатою-высота подъема. Значения кривых таково: I-зерна диам.< 0,01 мм, II-зерна 0,01-0,05, III-зерна 0,05-

0,10, IV - зерна 0,10-0,25 мм, V - зерна 0,25-0,50 мм, VI-зерна 0,50-1,00 мм. Высота подъема зависит от t° (уменьшается с повышением t°). Кроме того она зависит также от степени наличной почвенной влажности; так напр., по Бриггсу и Лафану высота капиллярного подъема в сухом песке оказалась 37 см, а в сыром-167 сл*.

Наряду с капиллярньш движением по вертикали в почве наблюдается движение по гори-

А

у

1 1

ж

7 / /

7 и

0 -U-L

у

Мни 1 4 9

tB 25 36 49 Фиг. 11.

64 81 100 121 144

зонтальному направлению или наклонному. Существуют различные способы измерения скорости горизонтального движения: наблюдение над естественно возникающими или искусственно созданными волнами грунтовых вод, введение в воды поваренной соли (способ Тима), введение хлористого аммония (способ Сляйтера) с проверкою по проводимости воды, введение различных красяпщх веществ и в частности флуоресцеина, затем введение бактерий, пивных дрожжей и т. д. Числовые значения полученных скоростей весьма различны и колеблются в пределах от 0,3 до 9,3 ж/сутки и даже до 15,9 л*/сутки; однако наиболее обычные значения этой скорости 1-3 ж/сутки. Водопроницаемость зернистых тел численно характеризуется коэф-том к в ф-ле Дарси (Darcy):

QJcSE, (7)

где Q - расход воды в ск., протекающей параллельными струями через водопроницаемое тело призматич. формы, 8-тр.ощажъ поперечного сечения тела и Е-гидравлич. градиент, равный отношению потери напора к расстоянию (h/l). Коэф. водопроницаемости к представляет скорость просачивания через единицу площади при гидравлич. градиенте, равном единице; размерность его равна см-ск~. Закон Дарси действителен для движения воды в мелких и средних песках при средних значениях напора, но неприменим к движению воды в крупном гравии и, как полагают нек-рые, также и в глинах. Значение к зависит от плотности распределения зерен и от их размера. Сляйтер теоретически вычислил к в предположении частиц шарообразных диам. R (в см) и дал ф-лу:

7о = 3 084. (8)

Значение с зависит от расположения шаров и связано со С. и вязкостью жидкости Р и приведенной С, что видно из таблицы 9. Теоретическое соотношение между плотностью подобного тела и его водопроницаемостью доста-



Табл. 9, -Значение с в зависимости от расположения шаров.

Скважность Р

Приведенная

Значение с цри

скважность

Г 10°

0,352

, 84,30

0,388

65,90

0,428

52,50

0,515

34,70

0,612

24,10

0,723

17,30

0,850

12,80

ТОЧНО хорошо подтверждается опытной проверкой А. Газена на песке. Но значение к для рыхлого песка оказывается 464Rf и даже eOOBf, если зерна приблизительно одного радиуса (тут Rgf-эффективный радиус по А. Газену, т. е. радиус таких зерен, меньше которых в данном грунте.по весу содержится 10%, тогда как теоретически наибольшее значение Jc, т. е. при 46% С, получается 241,2Rlf. Это расхождение объясняется неоднородностью скважин в песке. Границы, в пределах к-рых эффективный радиус песка MOJKCT служить мерилом коэфициен-та водонепроницаемости, устанавливается при помощи особой характеристики песка, называемой коэф-том неоднородности. Этот последний определяется как дробь, знаменателем которой служит эффективный диаметр песка, а числителем-диам. таких зерен, что ббльшие из них по размерам составляют 40% данного песка. Напр., если в песке 40% зерен крупнее 0,5 мм поперечником и 10 %-мельче 0,25 мм, то коэф. неоднородности будет 0,50 : 0,25 = 2,00. Чем больше этот 1?оэф., тем неоднороднее песок, а при коэф-те нео^нородности 1 величина зерен совершенно одинакова. По А. Газену коэф. проницаемости к может выражаться через эффективный диам. при коэф-те неоднородности не выше 5. Необходимо также иметь в виду зависимость коэф-та проницаемости от характера распределения зерен и от формы их. Значение-/ для нек-рых сыпучих пород показано в табл. 10.

Табл. 10.-Значение коэфициента проницаемости.

Наименование сыпучей породы

Диам. зерна в мм

Коэф. проницаемости в м/ск

Дюнный песок из Голландии .

То же со следами глины ....

Речной песок..........

..........

Фильтровальный песок (Гамбург) ..............

Мелкий гравий.........

Средний гравий ....... .

Искусственная смесь Дарси из зерен 0,77 мм 58%, 1,10 мм 13%, 2,0J мм 12%, гравия 17%

0,1-0,3 0,1-0,8

2,04-4,0 4,0-7,0

0,0002 0,0008 0,0025 0,0088

0,0077 0,03Э0 0,0Ь51

0,0003

К. Терцаги дал для коэф-та водопроницаемости полуэмпирич. ф-л у:

V0 Щ

/п-0,13 2

где щ и %-значения вязкости воды при 10° и при темп-ре соответственно; п-приведенная пористость;с-эмпирич. коэф.,зависящий отчасти от степени однородности зерен песка и в особенности от их формы, значение к-рого изменяется в пределах от 800г/о (у песков с округлыми и гладкими зернами) и до 460/о (У песков с зернами'неправильной формы и шероховатыми).

При помощи ф-лы Терцаги получается приведенный коэф. водопроницаемости, т. е. отнесенный к пористости 50% (приведенная пористость 1) и к нормальной t° 10°, следовательно устанавливающий зависшиость водопроницаемости грунта от формы зерен и их однородности. Ф-ла Терцаги в промежутке значений пористости от 26% до 47,6% (т. е. 0,352 и 0,905 приведенной пористости) дает кривую водопроницаемости, весьма б.чизко совпадающую с кривой Сляйтера. Но необходимо иметь в виду, что ф-ла Терцаги остается действительной только для песка совершенно чистого и что даже ничтожная примесь глины делает эту формулу непригодной; равньш образом результаты вычислений искажаются при наличии пузырьков воздуха. Искажающее действие глины объясняется формою ее частиц-весьма тонких и гибких м;инеральньгх чешуек, тогда как зерна песка жестки и б. или м. округлы (см. Пластичность); поэтому капиллярные каналы в песке обладают сечением, приближаюпщмся к кругу, а капилляры в глине подобны щелям и притом непостоянного просвета. Терцаги дал для порошков из чешуеобразных зерен ф-лу, соответственную ф-ле (9), а именно:

= 0 т - +

где е-приведенная пористость. Цроверка ф-л (9) и (10) и установление их эмпирич. коэф-тов м. б. достигнуты путем установления зависимости между пористостью и коэфициентом водопроницаемости. При подобном испытании может применяться прибор Е. Принца (фиг. 12) для почвы, добытой из буровой Скважины, а также приборы Терцаги (фиг. 13-для песка и фиг. 14-для глины). В приборе Принца проба загружается возможно плотно в цилиндр 1, замкнутый ситом 2. Высота фильтрующего пласта должна равняться приблизительно 1 м. Вода налива-, ется сверху и постоянство уровней поддерживается краном 3, сифоном и стоком 4. Фильтрующий пласт делится на 3--4 равные части, обладающие одинако-Bbnii сопротивлением. Давление в соответственньгх местах устанавливается по водомерным трубкам 5, снабженным миллиметровыми шкалами с нониусом. Для удаления воздуха у тубусов, к к-рым присоединяются водомерные трубки, д. б. особое приспособление, трубки д. б. предохранены от засорения песком посредством пробок из ткани или ваты. Прибор Терцаги (фиг. 13) для испытания песка представляет цилиндрич. фильтр, в к-ром песок 1 насыпается в латунную сетку. Вода может пропускаться как снизу вверх, так и наоборот; последнее особенно удобно.Потеря напора измеряется градуированной трубкой, находящейся под проволочной сеткой. При производстве опыта отмечается: п.дощадь сечения и толщина слоя песка, способ его подготовки (рыхлый, встряхнутый, утрамбованный), пористость, средний уд. вес зерен, t°, мехайич. анализ песка, эффективный радиус зерен, их

Фиг. 12.




форма, количество профильтрованной воды и . потеря напора. Прибор для испытания глины (фиг. 14) состоит из сосуда, навнутреннихвыступах к-рого лежит дырчатая бронзовая пластинка прикрытая мелкой проволочной сеткоЯ. На последнюю насыпается чистый кварцевый песок 2 (зерна 0,5 мм) и затем кладется тонкий лист фильтровальной бумаги. На песок накладывается кольцо, заполненное на высоту 2,0 см пластичной жидкой глиной 3, и притягивается к сосуду с помощью другого кольца и болтов. На верхнюю поверхность глины накладывается фильтровальная бумага и затем песок 4. Заполненное водою пространство ниже дырчатой бронзовой пластинки сообщается с трубкой высотою 10 см и диам. 0,6 см. Вертикальная трубка заполнится водою, когда будет достигнуто равновесие глины и наложенного на нее груза. По скорости понил^ения уровня в трубке (наблюдения делаются трижды в день) вычисляется коэф. водопроницаемости. Опыты ведутся при нагрузках 0,75, 1,6 и 24 mjcM-, причем на опыт требуется 28-42 дня; требуется большое постоянство температуры, подливание воды в кольцевое пространство (в виду испарения и определения влажности в каждом из образцов глины


Фиг. 13.

Фиг. 14.

по окончании опыта). Как показали опыты, в пределах пластичности и в состоянии полутвердом глина подчиняется закону Дарси; напротив, полужидкие глины обнаруживают коэфи-циент водопроницаемости, уменьшающийся при уменьшении гидравлического градиента от 50 до 15-10 и принимающий постоянное значение лишь при малых напорах. Эта особенность стоит в связи с весьма большой рыхлостью полужидкой глины (приведенная пористость 2, тогда как для шаров она не более 0,91), т. е. с сото-образным строением (фиг. 6), т. ч. средний размер капилляров значительно превышает средний диам. частиц. Эти последние удерживаются на своих положениях начальным трением (по Терцаги не менее 10 дин на каледое соприкосновение между двумя частицами) и потому при значительном напоре воды подвергаются упругим и неупругим деформациям и перемещениям; в соответствии с этим изменяются размеры каналов и, значит, значение коэфтщи-ента водопроницаемости; лишь при весьма ма-.tiom гидростатич. давлении исчезают упругие деформации, и коэфициент водопроницаемости ус-танавлргвается. Прохождение воды через полужидкую глину можно поэтому сравнить с потоком воды через систему тонких, очень упругих резиновых трубок. При чрезвычайной тонкости каналов у глины в. состоянии пластичном (порядка 0,1 ) необходимо учитывать изменение в них вязкости воды, из в г/о, согласно ф-ле Терцаги:

(11)

г,о = Щ (1 + г^)

где г-радиус тонкого канала, а а-постоянная, содержащаяся в пределах G-IC и 2-10~*з.

В виду сделанного указания Терцаги дает исправленную ф-лу для коэф-та водопроницаемости глины, а именно:

= 0 (6-0,15)4 (1+е) (а-0,15)8+

(12)

Зависимость строения глины от содержания в ней влажности (в противоположность песку, к-рый не набухает и геометрия к-рого от влажности следовательно не зависит) ведет к требованию характеризовать водопроницаемость глинистых грунтов не одним числом, а кривой, дающей водопроницаемость, как ф-ию влажности. Кроме того в отношении глин необходимо также учитывать адсорбционные явления, ведущие к сужению каналов и к постепенному снижению водопроницаемости.

Измерение С. Согласно общему определению, значение С, или пористости, как суммы всех полостей тела, отнесенной к объему тела, меняется в соответствии со способом испытания и потому у одного и того же тела м. б, оценено весьма различно. Однако существует испытание, особенно распространенное и относящееся преимущественно к грубой С, достунноп непосредственному наблюдению, т. е. состоящей из макроскопич. и отчасти микроскопич. цор. Эта С. измеряется количеством жидкости, которую в состоянии воспринять в себя тело; так как в естественных условиях поглощаемою жидкостью бывает преимущественно вода, то этот вид С. называют также в л а г о- или в о д о-емкостью (Wasseraufnahmefahigkeit). При этом д. б. сделана оговорка, что порами, или скважинами, в материалах считают те полости, возникновение которых лежит в природе материала или его переработки, а также пороки, обусловленные длительно существующими способами производства или намеренно производимые, вообще те, к-рые составляют регулярно повторяющуюся нормальную характеристику данного материала; напротив, все случайные и нерегулярно повторяющиеся полости, как напр. в керамич. черепе-от обожженных кусков серного колчедана, марказита, обломков гипса, кусочков дерева, треснувших швов, трещин обжига и т. д., не должны входить в характеристику С. Количество поглощенной воды по массе и по объему выражается одним и тем же числом, но отношение его к массе или к объему поглощающего тела даст числа не тождественные, зависящие от уд. в. самого черепа (табл. 11). Для практики важно как водопогло-

Табл. п.-Пример несовпадения объемной пористости с весовою (по Г. Людвигу).

Образец керамич.

Сопоставляемые величины

Вес сухого образца в г ....

1) напит. воД)й образца в г .

Пористость по весу в % ....

20 !

Объемный вое .........

3 1

Объем в сл*5 ..........

66,67 i

Пористость по объему в % .

60 ;

щение но массе (по весу) Wg, так и водопогло-щение по объему W, причем первое особенно наглядно характеризует различные молекулярные процессы в теле, а второе-строение тела. Если объем насыщенного водою тела (так паз. кажущийся объем) обозначать через V массу сухого тела-через Gt и наконец массу насыщенного водою тела через то водопо-



1 2 3 4 5 6 7 ... 49

© 2003-2018