ДСТУ Б В.2.1-18:2009. Метод вимірювання теплопровідності мерзлих ґрунтів вологість ґрунт НАЦІОНАЛЬНИЙСТАНДАРТУКРАЇНИ Основи та підвалини будинків і споруд ҐРУНТИ Метод вимірювання теплопровідності мерзлих ґрунтів ДСТУ Б В.2.1-18:2009 Київ МінрегіонбудУкраїни 2010 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 II ДСТУБВ.2.1-18:2009ЗМІСТ 1 Сферазастосування...................................................................................................... 1 2 Нормативніпосилання..................................................................................................... 1 3 Термінитавизначенняпонять........................................................................................ 1 4 Загальніположення........................................................................................................ 2 5 Засобивимірюваннятаматеріали................................................................................ 2 6 Відбіріпідготовказразківґрунту.................................................................................. 3 7 Підготовкадовимірювання........................................................................................... 3 8 Проведеннявимірювання.............................................................................................. 3 9 Обробкарезультатіввимірювання................................................................................. 4 10 Оцінювання[похибкивимірювань................................................................................. 4 11 Вимогибезпеки............................................................................................................... 4 ДодатокА Вимірювальнаустановкадлявизначеннятеплопровідності.................................... 5 ДодатокБ Рекомендаціїзвиготовленнятепломіра...................................................................... 6 ДодатокВ Журналвимірюваннятеплопровідностіґрунту........................................................... 8 ДодатокГ Журналвластивостейдосліджуваногоґрунту............................................................. 9 ДодатокД Визначенняградуювальногокоефіцієнтатепломіра............................................... 10 III ДСТУБВ.2.1-18:2009 НАЦІОНАЛЬНИЙСТАНДАРТУКРАЇНИ Основитапідвалинибудинківіспоруд ҐРУНТИ Методлабораторноговимірюваннятеплопровідностімерзлихґрунтів Основанияифундаментызданийисооружений ГРУНТЫ Методлабораторногоизмерениятеплопроводностимерзлыхгрунтов Bases and foundations of buildings and structures SOILS Laboratory method for determining thermalconductivity of frozen soils Чиннийвід2010-10-01 1 СФЕРАЗАСТОСУВАННЯ Цейстандартпоширюєтьсянапіщані, пилувато-глинисті, біогенні, атакожвеликоуламкові (тількигравійні) ґрунтивмерзломустанізатемпературиґрунтудомінус20 °Ставстановлюєметод лабораторноговизначенняїхтеплопровідностіпридослідженняхґрунтівдлябудівництва. Допускаєтьсятакожвизначеннятеплопровідностіталихґрунтівуповітряно-сухомуабоповністюводонасиченомустані. Стандартнепоширюєтьсянаґрунтиізвключеннямичастокрозміромбільшеніж10 мм. 2 НОРМАТИВНІПОСИЛАННЯ Уцьомустандартієпосиланнянатакінормативніактитанормативнідокументи: ДСТУБВ.2.1-2-96 (ГОСТ25100-95) Основитапідвалинибудинківіспоруд. Ґрунти. Класифікація ДСТУБВ.2.1-8-2001 (ГОСТ12071-2000) Основитапідвалинибудинків;іспоруд. Ґрунти. Відбирання, упакуваннятранспортуванняізберіганнязразків ГОСТ9245-79 Потенциометрыпостоянноготокаизмерительные. Общиетехническиеусловия (Потенціометрипостійногострумувимірювальні. Загальнітехнічніумови) СанПиН4607-88 Санитарныеправилаприработесортутью, еесоединениямииприборамис ртутнымзаполнением(Санітарніправилаприроботізіртуттю, їїсполукамитаприладамизіртутнимзаповнювачем) 3 ТЕРМІНИТАВИЗНАЧЕННЯПОНЯТЬ Нижчеподанотерміни, вжитівцьомустандарті, тавизначенняпозначенихнимипонять 3.1 ґрунтмерзлий Ґрунт, щомаємінусовучинульовутемпературу, міститьусвоємускладівидимільодянівключенняі(або) лід-цементтахарактеризуєтьсякріогеннимиструктурнимизв'язками(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100)) 3.2 ґрунтсипкомерзлий "сухамерзлота" Великоуламковийтапіщанийґрунти, щомаютьмінусовутемпературу, аленезцементовані льодомтанемаютьсилзчеплення(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100)) 1 ДСТУБВ.2.1-18:2009 3.3 кріогеннатекстура Сукупністьознакскладумерзлогофунту, щообумовленаорієнтуванням, відноснимрозташуваннямтарозподіломрізнихзаформоюірозмірамильодянихвключеньтальоду-цементу (ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100)) 3.4 льодистістьґрунтузарахуноквидимихльодянихвключеньІi, ч. од. Відношенняоб'ємувидимихльодянихвключень, щомістятьсявньому, дооб'ємумерзлого ґрунту(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100)) 3.5 методстаціонарноготепловогорежиму Методвизначеннятеплопровідностіґрунтузавимірянимпривипробуванністалим(незмінним учасі) тепловимпотокомчерездосліджуванийзразокприпостійнихтемпературахнайогопротилежнихповерхнях 3.6 сумарнальодистістьмерзлогоґрунтуІtot, ч. од. Відношенняоб'ємульоду, щоміститьсявґрунті, дооб'ємумерзлогольоду(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100)) 3.7 теплопровідністьґрунту Теплофізичнавластивістьґрунту, щовизначаєздатністьґрунтупроводититепло, йчисельно дорівнюєщільностітепловогопотокувньомуприградієнтітемператур, якийдорівнюєодиниці 4 ЗАГАЛЬНІПОЛОЖЕННЯ 4.1 Теплопровідністьмерзлогоґрунтувизначаютьметодомстаціонарноготепловогорежиму. 4.2 Теплопровідністьґрунтіввизначаютьназразкахнепорушеногоскладузприродноюво- логістюйльодистістюзаприроднихаборозрахунковихтемператур, значенняякихустановлюються програмоювипробувань. Допускаєтьсявизначатитеплопровідністьнаштучноприготовленихзразках. 4.3Результативизначеннятеплопровідностіґрунтівповиннісупроводжуватисяданимипро місцевідборупроб, найменуванняґрунту, типйогокріогенноїтекстури, льодистість, вологість, щільність, атакожпротемпературніумовивипробування. 5 ЗАСОБИВИМІРЮВАННЯТАМАТЕРІАЛИ 5.1 Длявизначеннятеплопровідностімерзлихґрунтівзастосовуютьвимірювальнуустановку згідноздодаткомА, щоукомплектовананаступнимизасобамитаустаткуванням: - вимірювачтепловогопотоку(тепломір) (додатокБ); - датчикитемператури(термопари) - неменшеніж4 шт.; - багатограничнийпотенціометрізмежамивимірювання0,1 мВі100 мВзгіднозГОСТ9245; - порожнійтермостатованийдискдіаметром250 ммівисотою100 мм, виготовленийізмідного (латунного) листазавтовшкивід2 ммдо3 мм- 2 шт.; - рідиннийультратермостатУТ-15 (згіднозчинниминормативнимидокументами) - 2 шт. або термоелектричнабатареяС-1 (згіднозчинниминормативнимидокументами) - 2 шт. ізджерелом живленняВСП-33 (згіднозчинниминормативнимидокументами); - притискнийпристрій, щозабезпечуєрівномірнеобтисненнязразкадо0,05 МПа(0,5 кгс/см2); - щітковийперемикачтипуМГП; - обоймизорганічногоскладіаметромвід120 ммдо250 мм, висотою30ммпритовщиністінок 10 мм- 1 шт. назразок; - теплоізоляційнийкожух(дерев'яний); - посудинаДьюараємністювід1,5 лдо2,0 л; - гумовапрокладказавтовшкинебільшеніж1 ммзарозміромторцевоїповерхнізразка- 2 шт. назразок; -листовийпоролон. 2 ДСТУБВ.2.1-18:2009 5.2Допускаєтьсявимірюватитепловийпотікіншимиприладами, якщоїхточністьзадовольняє встановленимвимогам. 6 ВІДБІРІПІДГОТОВКАЗРАЗКІВҐРУНТУ 6.1 Відбір, упакування, транспортуванняйзберіганнямонолітівмерзлогоґрунтуповиннівико- нуватисявідповіднодовимогДСТУБ.В.2.1-8 (ГОСТ12071). 6.2 Длявизначеннятеплопровідностізвідібранихмонолітівґрунтувирізуютьциліндричнізраз- кидіаметромвід100 ммдо230 ммівисотою30ммукількостінеменшедвохдлякожногодосліджу- ваногорізновидуґрунту. Торцевіповерхнізразківповиннібутипласкимийпаралельнимиміж собоюйматиорієнтацію, щоспіввіднесенадоденноїповерхні. 6.3 Зразкисипкомерзлихґрунтівпідготовлюютьвобоймахзорганічногосклазметалевимдном. 6.4 Всіопераціїзпідготовкизразківґрунтудовипробуваньнеобхідновиконуватипримінусовій температурізметоюзбереженнямерзлогостанутаприродного складугрунту. 7 ПІДГОТОВКАДОВИМІРЮВАННЯ 7.1 Зразоквобоймівитримуютьзамінусовоїтемператури, якавідповідаєтемпературівипробу- вань, неменшеніж6 годдляпіщанихігравійних, дляіншихґрунтів- неменшеніж12 год. 7.2 Зразокґрунтузтермопарами(неменшедвохзкожноїсторони) розміщуютьнатепломір, по- кладенийнанижнютермостатовануплиту. Термопарирозташовуютьнавідстані10 ммі40 ммвід центразразка. Зверхуназразоквстановлюютьверхнютермостатовануплитуйпритискаютьїїзадопомогою притискногопристроюпідтискомвід0,02 МПадо0,05 МПа(від0,2 кг/см2до0,5 кг/см2). Зразокповиненповністюперекриватиробочучастинутепломіра. Якщорозміризразкаменші розмірутермостатованихплит, точастинупростору, якалишиласявільною, заповнюютьтеплоізоляційнимматеріалом(поролоном). 7.3 Пообидвабокизразкапрокладаютьгумовіпрокладкиабонаносятьконсистентнезмащення (наприклад, солідол). 7.4 Складенуустановкузакриваютькожухом. 7.5 Термопарийтепломірпідключаютьчерезперемикачдопотенціометра. 7.6 СпайпорівняннязанурюютьупосудинуДьюаразталимльодом. 7.7 Термостатованіплитипідключаютьдоультратермостатів(термоелектричнихбатарей). 8 ПРОВЕДЕННЯВИМІРЮВАННЯ 8.1 Температуруультратермостатівустановлюютьтакимчином, щобсереднятемпература термостатованихплитвідповідалатемпературівипробуванняпробиґрунту. Різницяміжтемпера- турамиплитпривипробуваннімерзлогоґрунтуповиннабутинеменшеніж1 °С. Привипробуванні талого ґрунтурізницятемпературплитповиннабутивмежахвід0,1 °Сдо3°С. 8.2 Замірипоказаньтепломірапочинаютьнеменшеніжчерез2 годпіслявключенняультратер- мостатівівиконуютьпротягомвипробуваннячерезкожні20 хв. 8.3 Закінченнявипробуваннявизначаютьзамоментом, колипоказаннятепломіравідріз- няєтьсявідпопередньогопоказаннянебільшеніжна5 %. Прицьомувимірюютьтемпературуве- рхньоїйнижньоїповерхоньзразка. 8.4 ПоказаннятепломірайтермопарзаписуютьужурнализгідноздодаткамиВтаГ. 3 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 9 ОБРОБКАРЕЗУЛЬТАТІВВИМІРЮВАННЯ 9.2Теплопровідністьвизначаютьнеменшеніждлядвохпаралельнихзразківдосліджуваного ґрунту. 9.3Длятеплотехнічнихрозрахунківзначеннятеплопровідностіприймаютьтаким, щодорівнює середньоарифметичномузначеннютеплопровідності, визначеноїдляпаралельнихзразківґрунту. 10 ОЦІНЮВАННЯПОХИБКИВИМІРЮВАНЬ 10.1 Допустимапохибкавимірюванняпоказаньвимірювачатепловогопотоку(тепломір) повин- набутинебільшеніж1 %. 10.2ПовіркатепломіравиконуєтьсянерідшеніждваразинаріквідповіднодододаткаГ. 11 ВИМОГИБЕЗПЕКИ 11.1 Досамостійноїроботизлабораторноговизначеннятеплопровідностімерзлихґрунтівдо- пускаютьсяособинемолодше18 років, щопройшлимедичнукомісію, навчаннятаатестованіза правиламитехнічноїбезпеки, пожежноїбезпеки, електробезпекитаохоронипраці. 11.2 Виконаннялабораторноїроботидозволяєтьсязанаявностізасобівіндивідуальногозахис- ту(бавовнянийхалат, гумовірукавички, захисніокуляри) тавитяжноївентиляції. 11.3Навсіхділянкахробітповиннібутипопереджувальнінаписитаінструкціїзексплуатації приладів. 11.4 ПрироботізіртутнимитермометраминеобхіднододержуватисьвимогСанПиН4607-88. 4 ДСТУБВ.2.1-18:2009 5 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 ДОДАТОКБ (довідковий) РЕКОМЕНДАЦІЇЗВИГОТОВЛЕННЯТЕПЛОМІРА Тепломір- цетермобатарея, змонтовананапластиніорганічногоскладіаметром250 ммітовщиною4 мм(рисунокБ. 1). Термобатареяможебутивиготовленазвідрізківхромельових ікопельовихдротівдіаметром0,2 мм, сзпоадячниийхпослідовно. Термобатареюрозміщаютьусереднійчастині пластинидіаметром100 мм, якамає130 отворівдіаметром0,6 ммнавідстані8 ммодинвідодного. Спаїтермобатареїрозташовуютьпочерзізоднієїтаіншоїсторонипластини. Докінцівтермобатареїприварюють(припаюють) двакопельовихдротидіаметром0,5 мм. КлеємБФ-2 наклеюютьшари лакотканинипообидвабокитепломіра. ВизначаютьградуювальнийкоефіцієнтвиготовленоготепломіразгідноздодаткомВ. Тепломір повиненматичутливістьдотепловогопотокупоелектрорушійнійсилінеменшеніж0,12 мВ∙Вт∙м-2. 6 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 7 8 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 9 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 ДСТУБВ.2.1-18:2009 ДОДАТОК Д (довідковий) ВИЗНАЧЕННЯ ГРАДУЮВАЛЬНОГО КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОМІРА Заградуювальнийкоефіцієнттепломіраприймаютьсереднєзначеннярезультатівдвохвипробуваньеталонногозразказарізнихтемператур, яківідрізняютьсянеменшеніжна5 °Свінтервалі температурвипробуваннязразківґрунту. 10 ДСТУ Б В.2.1-18:2009 КодУКНД13.080.20; 93.020 Ключовіслова: випробування, вологість, ґрунт, зразок, лабораторнеобладнання, температура, теплопровідність. 11
