Guinguette Marais Poitevin

Wat is de Atterberg Limits Test?

Bodems die bedoeld zijn om constructies, bestratingen of andere belastingen te dragen, moeten worden geëvalueerd door geotechnische ingenieurs om hun gedrag onder toegepaste krachten en variabele vochtomstandigheden te voorspellen. Bodemechanica-tests in geotechnische laboratoria meten de korrelgrootteverdeling, afschuifsterkte, vochtgehalte, en het uitzettings- of krimpvermogen van cohesieve bodems. Atterberg-grensproeven bepalen de vochtgehalten waarbij fijnkorrelige klei- en slibgronden overgaan van vaste, halfvaste, plastische en vloeibare toestand.

In 1911 was de Zweedse chemicus en landbouwwetenschapper Albert Atterberg de eerste die de grenzen van de bodemconsistentie definieerde voor de classificatie van fijnkorrelige bodems. Hij ontdekte dat plasticiteit een unieke eigenschap is van cohesieve (klei en silt) bodems en stelde voor om bodems met een deeltjesgrootte van 2µm (0,002mm) of minder als klei te classificeren.

Karl Terzhagi en Arthur Casagrande erkenden begin jaren 1930 de waarde van het karakteriseren van bodemplasticiteit voor gebruik in geotechnische toepassingen. Casagrande verfijnde en standaardiseerde de tests, en zijn methoden bepalen nog steeds de vloeistofgrens, de plastische grens en de krimpgrens van bodems. In dit blogartikel worden de Atterberg-limieten gedefinieerd, de testmethoden uitgelegd en de betekenis van de limietwaarden en berekende indexen besproken.

Waarom zijn Atterberggrens-tests belangrijk?

Als het vochtgehalte toeneemt, doorlopen klei- en slibgronden vier verschillende consistentiestadia: vast, halfvast, plastisch, en vloeibaar. Elke fase vertoont aanzienlijke verschillen in sterkte, consistentie en gedrag. Atterberg-grensproeven bepalen nauwkeurig de grenzen tussen deze toestanden aan de hand van vochtgehaltes op de punten waar de fysische veranderingen optreden. De testwaarden en afgeleide indexen hebben directe toepassingen in het funderingsontwerp van constructies en in het voorspellen van het gedrag van grondinvullingen, ophogingen en verhardingen. De waarden beoordelen de schuifsterkte, schatten de permeabiliteit, voorspellen zettingen en identificeren mogelijk uitzettende bodems.

Wat is de Vloeibaarheidsgrens, de Plastische Grens en de Krimpgrens?

Nu u het belang van Atterberg-grenzen begrijpt, laten we de afzonderlijke testen eens definiëren. De plastische grens, de vloeigrens en de krimpgrens van grond zijn allemaal testresultaten die worden verkregen door directe metingen van het watergehalte volgens de standaardtestmethoden.

• De vloeigrens (LL) is het watergehalte waarbij de grond overgaat van een plastische in een vloeibare toestand wanneer het grondmonster net vloeibaar genoeg is om een groef te sluiten wanneer het op een gespecificeerde manier wordt geschud.
• De plastische grens (PL) is het watergehalte bij de overgang van een plastische naar een halfvaste toestand. Bij deze proef wordt een grondmonster herhaaldelijk in een draad gerold tot het een punt bereikt waarop het verkruimelt.
• Krimpgrens (SL) is het watergehalte waarbij het verdere verlies van vocht niet leidt tot een afname van het volume van het proefstuk.

Hoe berekent men de plasticiteitsindex, de liquiditeitsindex, de consistentie-index en het activiteitsgetal

Atterberg-bodemindexen vergelijken de testwaarden mathematisch om verschillende plasticiteits- en consistentie-eigenschappen uit te drukken.

• Plasticiteitsindex (PI) is de plasticiteitsgrens afgetrokken van de vloeistofgrens en geeft de grootte van het bereik tussen de twee grenzen aan. Gronden met een hoge PI hebben een hoger kleigehalte. Als de PI-waarde hoger is dan de lage tot midden 20-er jaren, kan de grond onder natte omstandigheden uitzetten of onder droge omstandigheden krimpen.
• Liquiditeitsindex (LI) wordt bepaald door de plasticiteitsgrens af te trekken van het natuurlijke watergehalte van het monster, en vervolgens te delen door de plasticiteitsindex. Gronden met een LI van 1 of meer bevinden zich dichter bij de vloeibare toestand. Een LI van 0 of lager wijst op gronden die harder en brozer zijn. Met de LI kunnen de bodemeigenschappen bij verschillende vochtigheden worden voorspeld.
• Consistentie-index (CI) of relatieve consistentie, is de vloeistofgrens van de bodem, min het natuurlijke vochtgehalte, gedeeld door de PI. Hij is gerelateerd aan de LI en is een indicator van de relatieve afschuifsterkte. Naarmate de CI toeneemt, neemt ook de hardheid, of afschuifsterkte, van de grond toe.
• Het activiteitsgetal van een grondmonster is de verhouding tussen de plasticiteitsindex en de kleigroottefractie (deeltjes fijner dan 2µm). Gronden met een activiteitsgetal van meer dan 1,25 worden als actief beschouwd en zullen een grotere volumeverandering ondergaan als reactie op vochtige omstandigheden. Ze zullen uitzetten onder natte omstandigheden en krimpen onder droge omstandigheden.

Atterberggrenstestprocedure:

Voor alle Atterberggrenstests bestaan de bodemmonsters uit materiaal dat een zeef nr. 40 (425 µm) passeert en worden ze voor elke test geprepareerd volgens de in de normen beschreven natte of droge methoden. De vochtigheid in de proefstukken wordt aangepast door water toe te voegen, te mengen met een spatel, en gedurende minstens 16 uur te laten conditioneren.

• De vloeistoflimiet wordt gemeten door een gedeelte van het grondmonster in de kop van een vloeistoflimietmachine uit te spreiden en het te verdelen met behulp van een groefwerktuig. Het vochtgehalte wanneer de groef voor 1/2in sluit na 25 druppels van de beker wordt gedefinieerd als de Liquid Limit. De gebruikte testmethoden zijn ASTM D4318 en AASHTO T 89.
• De plastic limiet wordt bepaald door herhaaldelijk een klein bolletje vochtige plastic grond om te vormen en het handmatig uit te rollen tot een draad van 1/8in. Een rolapparaat voor de plastic limiet kan ook worden gebruikt om deze test uit te voeren. De plastic limiet is het vochtgehalte waarbij de draad verkruimelt voordat hij volledig is uitgerold. Standaard testmethoden zijn ASTM D4318 en AASHTO T 90.
• De krimplimiet wordt uitgevoerd door een grondlaag van vochtig testmateriaal in een speciale krimpschaal te gieten. De schaal en de grond worden in de oven gedroogd en gewogen, waarna het volume van het proefstuk wordt bepaald door waterverplaatsing. Dit deel van de Atterberg-testreeks wordt minder vaak uitgevoerd en wordt beschreven in ASTM D4943.

benodigde apparatuur voor Atterberg Limit Test:

• Voorbereiding en bewerking van het monster:
• Verdampende schalen worden gebruikt om proefstukken tot het gewenste vochtgehalte te mengen
• Spatel voor het mengen, vormen en gladmaken van grondmonsters
• Wasfles om mengwater te doseren
• Aluminium containers voor bodemvochtmonsters
• Mortel en stamper voor het verkleinen van deeltjes
• Waspan voor het gemakkelijk schoon-van schalen en spatels
• Vloeibare limiet / Plastic limiet test accessoire set bevat items die nodig zijn om de meeste Atterberg limiet tests uit te voeren
• Bodem vermaler is optioneel voor efficiënte deeltjesgrootte reductie
• Digitale Lab Schaal of Balans met 0.01g afleesbaarheid
• Drogende laboratoriumoven voor vochtgehaltetests
• Vloeistoflimiettest:
  • Liquid Limit Machine, motorisch of manueel bediend
  • AASHTO of ASTM (Casagrande) Grooving Tool
• Plastic Limit Test:
• Glasplaat gebruikt voor het uitrollen van gronddraden
• Kunststoflimietapparaat een optioneel kunststoflimietrolapparaat voor het snel en consistent uitrollen van monsters
• Krimplimiettest:
  • Krimplimiet Test Apparaat bevat items die nodig zijn voor krimp limiet test
    • Krimp Schotel is een unieke Monel metalen container zoals vereist in de testmethode
    • Microkristallijne was om monsters te coaten, geleverd in 5 pond (2..3kg) hoeveelheden
    • Petroleum Gelei om de Shrinkage Dish te coaten
    • Fijn draad voor het ophangen van het wegen van het proefstuk
    • Glasplaat voor het kalibreren van de schaal
    • Wax Melting Pot bereidt was voor onderdompeling van het monster

Atterberggrenzen spelen een cruciale rol in de vroege stadia van constructief ontwerp om ervoor te zorgen dat de grond presteert zoals verwacht. Buitensporige volumeveranderingen als gevolg van vochtschommelingen kunnen zettingen of deining van de constructie veroorzaken.

Wees de eerste die leest, abonneer u op Gilson’s e-mailnieuwsbrief!

Wij hopen dat dit blogbericht u heeft geholpen om de rol van Atterberg-limieten in geotechniek en de apparatuur die nodig is voor laboratoriumtests te begrijpen. Neem vandaag nog contact op met onze testdeskundigen bij Gilson om uw toepassing te bespreken.