طبقه بندی و ترکیب شیمیایی خاک

طبقه بندی خاک چگونه انجام می شود؟
خاک، دارای انواع مختلف با خواص متفاوت است. روش های متنوعی برای طبقه بندی خاک وجود دارند. در ساده ترین روش می توان خاک ها را بر اساس اندازه ذرات جامد موجود در آن ها طبقه بندی کرد.

در دسته بندی کلی، خاک های درشت دانه با عنوان شن و خاک های ریزدانه با عنوان ماسه شناخته می شود.

بر اساس استانداردهای بین المللی، انواع خاک ها با توجه به ابعاد عبارت هستند از:

• «شن» (Gravel): ذراتی با ابعاد 2 تا 63 میلی متر.
• «ماسه» (Sand): ذراتی با ابعاد 0.063 تا 2 میلی متر.
• «لای یا سیلت» (Silt): ذراتی با ابعاد 0.002 تا 0.063 میلی متر.
• «رس» (Clay): ذراتی کوچک تر از 0.002 میلی متر.

ذرات بزرگ تر از شن (ابعاد بیشتر از 63 میلی متر)، به عنوان سنگ در نظر گرفته می شوند. اندازه ذرات معمولا برای تشخیص اولیه خواص خاک ها نظیر نفوذپذیری، تراکم پذیری، مقاومت برشی و غیره مورد ارزیابی قرار می گیرد.

با این وجود، ابعاد ذرات، معیار دقیقی برای تعیین خواص خاک ها نیست. در صورت بررسی این معیار در کنار شکل، آرایش و توزیع ابعاد ذرات، دید بهتری از کیفیت خاک فراهم می شود.

طبقه بندی های دیگری نیز برای تشخیص انواع خاک ها وجود دارد. مبنای این طبقه بندی ها، بافت خاک و نسبت ذرات ریزدانه موجود در آن است.

در بخش های بعدی، به معرفی کمیت های دانه بندی و انواع طبقه بندی های خاک ها خواهیم پرداخت.

ترکیب شیمیایی خاک چیست؟
ترکیب شیمیایی خاک، با توجه به سنگ مبدا و نحوه تشکیل آن ها مشخص می شود. ترکیب شیمیایی، یکی دیگر از معیارهای تشخیص انواع مختلف خاک ها و خواص فیزیکی آن ها است.

شن و ماسه معمولا از کانی های مشابه به وجود می آیند. کانی تشکیل دهنده این خاک ها به جنس سنگ مبدا آن ها بستگی دارد.

از مهم ترین سنگ های تشکیل دهنده شن و ماسه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• «کوارتز» (Quartz).
• «فلدسپات» (Feldspar).
• «میکا» (Mica).

امکان تشکیل خاک های ریزدانه با کانی های یکسان نیز وجود دارد. با این وجود، این خاک ها معمولا به همراه کانی های رسی و بر اثر فرسایش شیمیایی تشکیل می شوند.

اصلی ترین کانی های رسی عبارت هستند از:

• «کائولینیت» (Kaolinite).
• «مونتموریونیت» (Montmorillonite).
• «ایلیت» (Illite).

ماهیت فعل و انفعالات بین ذرات در رس با ذرات بزرگ تر متفاوت است. به عنوان مثال، تغییر شکل رس به زمان بارگذاری ارتباط دارد.

اگر ماسه تحت بارگذاری قرار بگیرد، به سرعت تغییر شکل می دهد و در صورت ثابت ماندن مقدار بار، هیچ تغییر شکل اضافی در آن رخ نمی دهد.

در شرایط مشابه، رس به طور مداوم تغییر شکل خواهد داد. این ویژگی با عنوان خزش شناخته می شود. خزش، ارتباط مستقیمی با ترکیب شیمیایی و کانی شناسی رس دارد.

یکی دیگر از تفاوت های رفتاری رس با خاک های درشت تر، تورم پذیری آن است. در صورت بالا بودن میزان مونتموریونیت، وجود رطوبت باعث تورم قابل توجه رس خواهد شد.

برخی از خاک ها از بقایای گیاهان و درختان به همراه ترکیبات آلی تشکیل می شوند. این خاک ها به دلیل وزن پایین، ترکم پذیری بالا و احتمال آتش سوزی، گزینه مناسبی برای ساخت فونداسیون سازه نیستند.

توجه داشته باشید که برخی از مواد رسی نیز دارای مقداری ا ین ترکیبات آلی هستند.

بررسی وجود این ترکیبات در خاک ها از اهمیت بالایی در کنترل کیفیت آن برخوردار است.

یکی دیگر از ویژگی های شیمیایی مهم خاک، میزان خاصیت اسیدی یا بازی بودن ترکیبات یا PH آن است.

PH خاک، بر روی مقاومت برشی خاک های شنی و دوام سازه های بتنی مجاور تأثیر دارد. این کمیت باید پیش از اجرای سازه مورد آزمایش قرار بگیرد تا از رخ دادن مشکلات مربوطه جلوگیری شود.

در مهندسی عمران، ترکیب شیمیایی و کانی شناسی خاک به منظور پیش بینی رفتار و مقایسه با داده های به دست آمده از پروژه های قبلی مورد استفاده قرار می گیرد.

اگرچه، تحلیل شیمیایی نمی تواند اطلاعات کمی زیادی را در مورد خواص مکانیکی در اختیار مهندسان قرار دهد.

خواص مکانیکی خاک، با استفاده از آزمایش های مخصوص اندازه گیری می شود.