🏗️ Uziarnienie gruntów — metoda sitowa, areometryczna i pipetowa — PN-EN ISO 17892-4

Budownictwo PN-EN ISO 17892-4

Przegląd

ZAKRES (karta PKN i rozdz. 1 ISO 17892-4:2016): laboratoryjne badanie uziarnienia gruntu metodą sitową, sedymentacyjną albo ich kombinacją, w ramach badań geotechnicznych. Uziarnienie jest jedną z najważniejszych właściwości fizycznych gruntu — na nim opiera się głównie klasyfikacja gruntów, a wiele właściwości geotechnicznych i filtracyjnych zależy od niego. Grunty grube bada się zwykle przesiewaniem, a grunty drobnoziarniste i mieszane — połączeniem przesiewania i sedymentacji. Metoda sitowa obejmuje wszystkie grunty niescementowane o cząstkach mniejszych niż 125 mm; opisano dwie metody sedymentacyjne — areometryczną i pipetową. Uwaga normy: część ta spełnia wymagania badania uziarnienia w badaniach geotechnicznych wg EN 1997-2.

KTÓRĄ METODĘ WYBRAĆ (pkt 5.1): metodę albo ich kombinację określa się przed badaniem, a jeśli nie jest określona: • gdy cząstek mniejszych niż 0,063 mm jest mniej niż około 10 %, sedymentacja zwykle nie jest potrzebna; • gdy cała próbka jest mniejsza niż 2 mm, a cząstek większych niż 0,063 mm jest mniej niż około 10 %, pełne przesiewanie zwykle nie jest potrzebne; • w pozostałych przypadkach wykonuje się przesiewanie i sedymentację. Numery punktów w zakresach akredytacji mają więc treść: pkt 5.2 to metoda sitowa, 5.3 — areometryczna, 5.4 — pipetowa, 5.5 — badania łączone (spis treści normy). Zapis „p. 5.2" znaczy tylko przesiewanie, bez frakcji pyłowej i iłowej.

ŚREDNICA RÓWNOWAŻNA (definicja 3.6): w sedymentacji wielkość cząstki jest ŚREDNICĄ RÓWNOWAŻNĄ, obliczoną z prawa Stokesa przy założeniu cząstek kulistych — nie wymiarem zmierzonym. Stąd wyniki poniżej 0,063 mm z sedymentacji i powyżej z przesiewania to dwie różne miary połączone w jedną krzywą.

WYMAGANIA WOBEC SPRZĘTU I ODCZYNNIKÓW (rozdz. 4, tekst normy): • waga: dla przesiewania i areometru dokładność 0,01 g albo 0,1 % masy ważonej, dla pipety 0,001 g albo 0,1 % — większa z tych wartości; • zegar z odczytem 1 s, termometr z odczytem 0,1 °C; • sita wg ISO 3310-1 i ISO 3310-2; zaleca się sita 63 mm, 20 mm, 6,3 mm, 2,0 mm, 0,63 mm, 0,20 mm i 0,063 mm — granice frakcji wg ISO 14688-1; • areometr szklany, torpedowy, o zakresie co najmniej 0,9950–1,0300 g/ml i działce 0,0005 g/ml lub mniejszej; cylindry sedymentacyjne z kreską 1000 ml, o średnicy co najmniej dwa razy większej niż bańka areometru; • temperatura w cylindrach nie może zmieniać się w czasie badania o więcej niż 3 °C — inaczej łaźnia wodna z regulacją; • pipeta o objętości nominalnej 2 % objętości zawiesiny, cylindry co najmniej 500 ml; • środek dyspergujący: przy przesiewaniu heksametafosforan sodu albo difosforan czterosodowy około 2 g/l; przy sedymentacji heksametafosforan około 40 g/l albo difosforan około 20 g/l; roztworów nie używa się dłużej niż miesiąc od przygotowania. Norma zaznacza, że nie ma jednego środka najlepszego dla wszystkich gruntów; • nadtlenek wodoru 20 % (V/V) do usuwania materii organicznej i kwas solny 0,2 M ± 0,02 M do usuwania węglanów — opcjonalnie, wg załącznika B.

STATUS (stan karty PKN i strony ISO na 25.09.2026). PN-EN ISO 17892-4:2017-01 — wersja angielska, publikacja 18-01-2017, 44 strony, KT 254 Geotechniki, ICS 13.080.20 i 93.020; wprowadza EN ISO 17892-4:2016 i ISO 17892-4:2016 [IDT]; karta bez nagłówka „Wycofana". Strona ISO: ISO 17892-4:2016 — wydanie 1, „last reviewed and confirmed in 2022". Według przedmowy ISO 17892-4:2016 zastąpiła specyfikację techniczną ISO/TS 17892-4:2004 (z poprawką Cor 1:2006). W zakresach akredytacji jedna pozycja powołuje jeszcze „ISO/TS 17892-4:2009 p.5.2", a dwie stawiają obok „PKN-CEN ISO/TS 17892-4:2009" — polskie wydanie tej specyfikacji, której następcą jest opisywana norma.

JAK NORMĘ POWOŁUJĄ ZAKRESY AKREDYTACJI. Pomiar 25.09.2026 na bazie zakresów akredytacji PL (1310 laboratoriów z pozycjami): 22 pozycje u 14 laboratoriów z zapisem „PN-EN ISO 17892-4" — najczęściej „PN-EN ISO 17892-4:2017-01" (16), z punktami „p. 5.2" (2) i „p. 5.3" (2); do tego jedna pozycja z samą specyfikacją ISO/TS. Przedmiot: grunty (także „Gleba, grunty", „Grunty, osady morskie", osady denne). Technika: metoda sitowa (9) albo areometryczna (5). Deklarowane zakresy: „(0,063 – 63,0) mm", „(0 – 63,0) mm", „(0,000 – 0,063) mm", „(0,020 – 20,0) mm". Górna granica 63 mm wynika z wyposażenia laboratorium — norma obejmuje przesiewanie do 125 mm.

KLUCZ ZAKŁADKI „LABORATORIA": „PN-EN ISO 17892-4" — 14 laboratoriów i 22 pozycje, bez pozycji obcych; nie obejmuje pozycji z samą specyfikacją ISO/TS 17892-4:2009 (AB 1299).

CZEGO NIE PODAJEMY. Fragment ISO 17892-4:2016 udostępniony przez wydawcę sięga do pkt 5.1. NIE MAMY przebiegu przesiewania (5.2), sedymentacji (5.3, 5.4), obliczeń (rozdz. 6 — m.in. poprawki odczytu areometru, głębokości efektywnej, poprawki na materiał powyżej 2 mm) ani wymaganych mas próbek. Tych wartości nie podajemy.

Zasada metody

Część gruntową przesiewa się przez zestaw sit i waży pozostałości na każdym sicie — to daje rozkład cząstek większych niż 0,063 mm. Frakcję drobniejszą bada się sedymentacyjnie: zdyspergowaną zawiesinę gruntu w wodzie pozostawia się w cylindrze, a gęstość zawiesiny mierzy się areometrem albo pobiera pipetą próbki z określonej głębokości w określonym czasie. Z prawa Stokesa oblicza się średnicę równoważną cząstek, które w tym czasie opadły. Oba wyniki łączy się w jedną krzywą uziarnienia.

Zastosowania

• Klasyfikacja gruntów w rozpoznaniu geotechnicznym (ISO 14688) i dokumentacji badań podłoża
• Projektowanie fundamentów, nasypów, skarp i konstrukcji oporowych — badania wg EN 1997-2
• Ocena właściwości filtracyjnych gruntów
• Osady denne i morskie — w zakresach akredytacji

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 17892-4:2017-01 (wersja angielska; wprowadza EN ISO 17892-4:2016 [IDT], ISO 17892-4:2016 [IDT])

Tytuł (PL)

Rozpoznanie i badania geotechniczne — Badania laboratoryjne gruntów — Część 4: Badanie uziarnienia gruntów

Title (EN)

Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 4: Determination of particle size distribution

Procedura krok po kroku

1. Wybór metody

   Na podstawie składu próbki (reguły z pkt 5.1): przesiewanie, sedymentacja areometryczna lub pipetowa, albo połączenie.

2. Przygotowanie próbki

   W razie potrzeby usunięcie materii organicznej (H2O2) i węglanów (HCl) wg załącznika B; mas próbek NIE PODAJEMY.

3. Przesiewanie

   Na zestawie sit obejmującym zalecane rozmiary; pozostałości waży się. Przebiegu z pkt 5.2 NIE PODAJEMY.

4. Sedymentacja

   Zawiesina ze środkiem dyspergującym w cylindrze, temperatura stała w granicach 3 °C; odczyty areometru albo pobory pipetą w określonych czasach. Przebiegu z pkt 5.3–5.4 NIE PODAJEMY.

5. Obliczenia i krzywa

   Udziały frakcji z przesiewania i średnice równoważne z sedymentacji łączy się w krzywą uziarnienia (rozdz. 6 — wzorów NIE PODAJEMY).

6. Sprawozdanie

   Podać użytą metodę (sitowa, areometryczna, pipetowa, łączona) — w zakresie akredytacji odpowiadają jej punkty 5.2–5.5.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Nadtlenek wodoru 20 % — rękawice i okulary, reakcja z materią organiczną bywa gwałtowna
• Kwas solny — rękawice i okulary
• Wstrząsarka do sit — hałas i części ruchome

Najczęstsze pytania