Analiza areometryczna polega na ustalaniu składu granulometrycznego gruntu, czyli jego uziarnienia na podstawie prędkości opadania cząstek gruntu w wodzie. Dokonuje się tego przez oznaczanie zmian gęstości zawiesiny gruntowej w wodzie za pomocą przyrządu zwanego areometrem.


Fot. 1. Sprzęt do analizy areometrycznej gruntów

Analiza areometryczna nie pozwala na określenie rzeczywistych wymiarów cząstek gruntowych, a tylko tzw. średnic zastępczych, tj. wartości umownych, oznaczających średnice kul o tej samej gęstości co grunt, które opadają w wodzie z tą samą prędkością co rzeczywiste cząstki gruntu. Przeprowadzając analizę areometryczną dokonuje się pomiaru prędkości opadania, czyli tzw. sedymentacji cząstek gruntowych w wodzie i oblicza się średnice tych cząstek. Metoda ta stosowana jest przy oznaczaniu w gruncie cząstek o średnicach zastępczych mieszczących się w granicach 0,001- 0,08 mm. Metoda oparta jest na znanym zjawisku, że im mniejsza ilość cząstek gruntowych będzie znajdowała się w wodzie, tym mniejsza będzie gęstość zawiesiny, co możliwe jest do sprawdzenia areome­trem. Znając prędkość zmniejszania się gęstości zawiesiny, a tym samym prędkość opadania cząstek gruntu, można wnioskować o ich wielkości i o zależnościach procentowych wielkości cząstek między sobą.
Do wykonania analizy areometrycznej pobiera się próbki grun­tu o wilgotności naturalnej w takiej ilości, aby masa cząstek stałych wynosiła:

  • przy iłach 30 - 40 g, przy glinach,
  • glinach pylastych i pyłach 40 - 60 g,
  • przy glinach piaszczystych i pia­skach gliniastych 60 - 70 g,
  • a przy piaskach pylastych 80 - 150 g.

Jednocześnie z pobieraniem próbki do analizy areometrycznej należy pobrać dwie próbki dodatkowo do określenia wilgotności gruntu i jedną próbkę do oznaczenia gęstości gruntu. Przed pobraniem próbek przeznaczonych do badania grunt należy doprowadzić do konsystencji miękkoplastycznej przez wymieszanie z odpowiednią ilością wody destylowanej. Z przygotowanej do analizy areometrycznej próbki gruntu na­leży sporządzić zawiesinę w wodzie. Czasami w przygotowanej zawiesinie następuje koagulacja czą­stek gruntowych, przejawiająca się jako skłaczkowanie zawiesiny lub utworzenie się w górnej jej części warstwy wody wolnej od cząstek gruntu. Jest to wynikiem niedostatecznej stabilności zawie­sin gruntowych, która może być spowodowana nadmiarem lub nie­domiarem stabilizatora. Zawiesinę, odznaczającą się właściwą stabilnością bez objawów koagulacji, poddaje się badaniu w areometrze.
Przebieg badania jest następujący:

  • najpierw należy dokładnie wymieszać zawiesinę mieszadełkiem, poruszając nim wzdłuż osi cylindra z góry na dół i z po­wrotem, początkowo wolno, a później coraz szybciej. Mieszadełkiem nie należy dotykać osadu na dnie cylindra, powinien on ulec roz­prowadzeniu wskutek ruchu wody.
  • następnie ujmujemy cylinder w ręce tak, aby jedna zamknęła otwór i przewracamy go ok. 30 razy w ciągu jednej minuty dnem do góry i z powrotem.
  • po wymie­szaniu stawiamy cylinder na stole i od tego momentu liczymy czas badania, gdyż od razu rozpoczyna się sedymentacja gruntu.
  • z chwi­lą postawienia cylindra na stole należy uruchomić sekundomierz.
  • pomiarów gęstości zawiesiny dokonuje się po 30 sekundach od momentu postawienia cylindra na stole, a następnie po 1, 2, 5, 15, 30 minutach i 1, 2, 4 i 24 godzinach, dokonując odczytów na areo­metrze z dokładnością do 0,1 jednostki wskaźnika skróconego.