Различают весовую или объёмную влажность грунта. Весовой влажностью или влагосодержанием называют отношение веса влаги в пробе грунта к весу твёрдой фазы. Объёмной влажностью называют отношение объёма влаги в пробе грунта к объёму твёрдой фазы грунта.
Весовая влажность для одной и той же пробы грунта будет ниже объёмной влажности, при этом значение весовой влажности может быть выше 100%, как, например, в торфах, где весовое содержание влаги может достигать 200 и даже 300%.
По связанности влагосодержание грунта подразделяется на связанное, включающее в себя химически связанную влагу, так называемую кристаллизационную воду, входящую в состав кристаллической решетки минералов (например CaSO4 · 2H2O), и несвязанное, включающее в себя гигроскопическую и естественную влажность.
Гигроскопической влажностью грунта ГВ (%) называют влажность, характеризующую содержание воды, адсорбированной грунтом из воздуха и выделяющейся из него в процессе высушивания при 105 °С. ГВ находится в равновесии с парообразной атмосферной влагой и характеризует влажность воздушно-сухого грунта. Величину ГВ используют для пересчёта результатов анализа воздушно-сухого грунта на абсолютно сухой, т.е. на грунт, высушенный при 105 °С. Необходимость такого пересчёта вызывается тем, что количество ГВ в различных типах грунта неодинаково, и поэтому результаты, вычисленные на воздушно-сухую навеску, не сравнимы между собой. Кроме того, величина ГВ представляет самостоятельный интерес. По величине ГВ можно судить о различиях в гранулометрическом составе и содержании органического вещества в грунте.
Естественной влажностью грунта W (%), или абсорбированной влагой, называют влагу, удерживаемую грунтом в естественных условиях (давление, температура, объём и т.п.). Величина естественной влажности используется для расчёта классификационных показателей грунта таких как показатель текучести (показатель консистенции), плотность сухого грунта и коэффициент водонасыщения. Величину естественной влажности также используют для пересчета результатов анализа влажного грунта на абсолютно сухой грунт и для расчёта массы навески влажного грунта при проведении анализов.
Методы определения влажности в области аккредитации лаборатории
Кроме грунтов, определение влажности в нашей лаборатории проводится в различных других объектах исследования (твёрдые и жидкие отходы производства и потребления, лекарственное растительное сырье, морепродукты) по методикам, соответствующим каждому из них.
При определении влажности используются гравиметрические методы. Стандартная процедура анализа включает в себя следующие этапы:
· Приготовление представительной пробы, заключающееся в тщательной гомогенизации пробы, отборе и устранении посторонних включений (там, где требуется), и взятии средней навески (например, методом квартования);
· Подготовка лабораторной посуды – в гравиметрических методах анализа предъявляются особые требования к чистоте применяемой лабораторной посуды и определении её массы с помощью технических и аналитических весов. При определении влажности используется фарфоровая (выпарительные чашки) и стеклянная (стаканчики для взвешивания, бюксы) лабораторная посуда с установленной постоянной массой;
· Взвешивание влажной пробы на лабораторных весах. Точность взвешивания различается в зависимости от применяемой методики измерений.
· Высушивание пробы в аттестованном лабораторном сушильном шкафу при установленной температуре, которая обычно составляет (105±2) °С, и доведение проб до постоянной массы.
· Взвешивание высушенной пробы и установление постоянной массы.
· Расчёт влажности.
Исходное содержание влаги вместе с особенностями химического и минералогического состава проб в высокой степени влияют на время, затрачиваемое на доведение проб до постоянной массы, составляющее в среднем от 5 до 6 часов. Однако, преимуществом гравиметрических методов определения влажности является возможность осуществления массового анализа, а их производительность ограничивается только количеством лабораторной посуды и вместительностью сушильного шкафа.
Наша лаборатория оборудована высокопроизводительными анализаторами влажности MX-50 (A&D, Япония), позволяющими проводить точное единичное определение влажности проб за максимально короткое время.
Определение влажности на анализаторе основано на методе нагрева. Метод нагрева предполагает, что уровень влагосодержания рассчитывается по весу воды, выпаренной из твёрдого или жидкого образца после его нагревания в течение некоторого времени, при температуре равной или превышающей температуру испарения образца. Потеря веса растет по мере нагрева образца и, в конце концов, стремится к постоянной величине. Нагреву подвергается проба образца, находящаяся на электронных весах, с дискретностью взвешивания до 0,001 г, которые взвешивают пробу до и после нагрева, чтобы определить потерю влаги. Эффективная сушка и точное взвешивание образца до и после нагрева обеспечивается с помощью галогеновой лампы и весового сенсора SHS, разработанного для аналитических весов. Время нагрева образца до температуры 105 °С составляет менее минуты. Минимально возможная для проведения анализа навеска составляет всего 0,1 г, максимальная – 50 г. Диапазон измерения влажности на анализаторе составляет (0,1-100) %, что позволяет проводить точные измерения даже в жидких образцах. Достоверность результатов определения влажности контролируется с помощью тестирования анализатора с применением тартрата дигидрата натрия, с известным уровнем влагосодержания, а также с помощью калибровки весового сенсора и температуры нагрева.
Высокая скорость определения влажности на анализаторах позволяют значительно сократить время на проведение количественного химического анализа ваших проб по широкому кругу показателей.
