Próba wałeczkowania to makroskopowe badanie gruntu spoistego. Polega na uformowaniu wałeczka o średnicy około 3 mm i obserwacji sposobu jego niszczenia. Wynik pomaga określić rodzaj gruntu pod względem spoistości oraz jego stan plastyczny.
Przygotowanie próbki i stanowiska
Do badania potrzebujesz niewielkiej próbki gruntu, gładkiej podkładki, na przykład szklanej lub drewnianej, oraz niewielkiej ilości wody destylowanej, jeśli materiał jest zbyt suchy. Próba dotyczy gruntu spoistego, dlatego bardzo piaszczysta próbka może nie utworzyć trwałego wałeczka.
Przed rozpoczęciem usuń kamienie, żwir i inne ziarna dużej frakcji. Następnie rozdrobnij próbkę i ugniataj ją do uzyskania jednolitego, plastycznego materiału. Grunt nie powinien być ani sypki, ani mokry do tego stopnia, by przyklejał się do dłoni i rozpływał.
Przygotowanie próbki można ocenić na podstawie jej zachowania podczas ugniatania:
- Próbka sucha rozpada się lub pęka przy ściskaniu.
- Próbka zbyt mokra silnie przykleja się do podłoża i dłoni, a po uformowaniu traci kształt.
- Próbka plastyczna daje się uformować w kulkę i można ją wałeczkować bez natychmiastowego rozsypywania.
- Próbka z dużą ilością frakcji szkieletowej wymaga usunięcia kamieni i żwiru przed oceną.
Próba wałeczkowania – instrukcja krok po kroku
Badanie wykonuj spokojnie i z możliwie stałym naciskiem. Zbyt szybkie toczenie może doprowadzić do mechanicznego rozwarstwienia próbki, które nie wynika z jej właściwości.
- Oddziel porcję przygotowanego gruntu i uformuj z niej kulkę.
- Tocz kulkę między dłońmi, aby uzyskać wałeczek o możliwie równomiernej grubości.
- Jeżeli wygodniej, wałeczkuj próbkę między kciukiem a palcem wskazującym, lekko ją dociskając.
- Kontynuuj toczenie do chwili, gdy wałeczek osiągnie średnicę około 3 mm.
- Obserwuj, czy wałeczek pozostaje cały, czy pęka. Zwróć uwagę na moment zniszczenia oraz kierunek pęknięć.
- Jeżeli wałeczek nie pękł, połącz go ponownie w kulkę i powtórz wałeczkowanie tej samej próbki.
- Zapisz liczbę kolejnych wałeczków o średnicy 3 mm, które nie uległy spękaniu.
Jedną kulkę można wałeczkować kilka razy. Gdy wałeczek pęknie, zgnieć materiał, ponownie uformuj kulkę i wykonaj kolejne toczenie. Próby należy powtórzyć co najmniej trzy razy, korzystając z tej samej próbki lub równoważnych porcji gruntu.
Jak interpretować wynik próby?
Najpierw określa się rodzaj gruntu na podstawie zachowania wałeczka. Istotne są jego spoistość, połysk powierzchni oraz sposób pękania. Pękanie poprzeczne oznacza tworzenie się szczelin przebiegających w poprzek wałeczka. Rozwarstwianie podłużne polega natomiast na rozdzielaniu materiału wzdłuż jego osi.
| Rodzaj gruntu | Zachowanie wałeczka | Połysk powierzchni |
|---|---|---|
| Małospoisty | Kulka rozpłaszcza się lub rozsypuje. Wałeczek może się nie utworzyć albo rozwarstwia się podłużnie. | Zwykle brak wyraźnego połysku |
| Średniospoisty | Wałeczek tworzy się, lecz pęka poprzecznie. | Brak połysku |
| Zwięzłospoisty | Wałeczek pęka poprzecznie dopiero po uzyskaniu wymaganej postaci. | Połysk pojawia się pod koniec wałeczkowania |
| Bardzospoisty | Kulka i wałeczek zachowują spójność podczas formowania. | Połysk widoczny od początku |
Nie należy utożsamiać rodzaju gruntu ze stanem gruntu. Rodzaj wynika przede wszystkim ze spoistości i wyglądu niszczonego wałeczka. Stan określa się na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej kulki, podczas których uzyskano niespękany wałeczek o średnicy 3 mm.
W praktyce zapis może wyglądać na przykład tak: 3–3–2. Oznacza to, że w trzech powtórzeniach uzyskano odpowiednio trzy, trzy i dwa niespękane wałeczki. Zgodnie z opisem procedury przyjmuje się najwyższą uzyskaną liczbę wałeczkowań, a następnie odnosi ją do klasyfikacji stanu gruntu według PN-88/B-04481.
Ostrzeżenia i dobre praktyki
Próba ma częściowo charakter oceny makroskopowej, dlatego sposób przygotowania materiału i nacisk dłoni wpływają na wynik. W badaniu laboratoryjnym należy zachować jednakową technikę dla wszystkich powtórzeń i dokładnie zapisywać liczbę wałeczków, które nie pękły.
- Wykonaj minimum trzy powtórzenia, ponieważ pojedynczy wałeczek może dać przypadkowy wynik.
- Jeśli grunt jest zbyt suchy, dodaj niewielką ilość wody i dokładnie ją wymieszaj, zamiast zwilżać tylko powierzchnię próbki.
- Jeśli grunt jest zbyt mokry, odczekaj lub wymieszaj go z suchą porcją tego samego materiału, aby odzyskał stan plastyczny.
- Nie zwiększaj nacisku tylko po to, by doprowadzić wałeczek do średnicy 3 mm, ponieważ może to zmienić sposób jego pękania.
- Gdy wynik jest niejednoznaczny, zwłaszcza w badaniu inżynierskim, należy wykonać pełne badanie laboratoryjne zamiast opierać klasyfikację wyłącznie na oględzinach.
Najważniejsze dla poprawnego wyniku są trzy elementy: próbka doprowadzona do stanu plastycznego, wałeczek o średnicy 3 mm oraz prawidłowe rozpoznanie, czy doszło do pękania poprzecznego, czy do podłużnego rozwarstwienia.
