شماره استاندارد آزمایش ASTM D7928-17 هدف تکمیل بخش ریزدانه نمودار دانه بندی کاربرد بر روی تمامی خاک های عبوری از الک 200 قابل انجام است
آزمایش هیدرومتری (Hydrometer Test) یکی از متداول ترین روش هایی است که برای تخمین اندازه ذرات خاک گذرنده از الک شماره 200 به کار می رود. این آزمایش، بر پایه اصول ته نشینی ذرات خاک در آب قرار دارد. وسایل لازم برای انجام آن به شرح زیر است:
- ۵۰ گرم نمونه خاک که از الک شماره ۲۰۰ عبور کرده است.
- ماده پراکنده ساز که در آزمایش هیدرومتری هگزا متافسفات سدیم است.
- آب مقطر.
روش انجام آزمایش:
۵۰ گرم خاک ریزدانه را با ماده پراکنده ساز مخلوط کرده و برای جداسازی ذرات به هم چسبیده، مخلوط را چندین ساعت به همان حال می گذاریم. در ادامه مخلوط مورد نظر را درون همزن می ریزیم. با اضافه کردن آب مقطر، حجم آن به ۱۰۰۰ سی سی می رسد. حالا استوانه را تکان داده و روی میز قرار می دهیم تا از این لحظه به بعد با قرار دادن هیدرومتر در داخل محلول، زمان ثبت گردد.
هیدرومتر طوری کالیبره می شود که با توجه به دانسیته محلول تعلیق، مقدار خاکی را که در حالت معلق است بر حسب گرم نشان دهد. از طرفی قطر ذرات معلق در عمق (L مطابق شکل بالا) که آن را با D نشان می دهیم، در یک لحظه مشخص مانند t به کمک قانون استوکس و رابطه تعادل نیروها (در امتداد قائم و در حالت سرعت حد) برای ذرات خاک، به صورت زیر است:
با توجه به مطالب گفته شده می توان نتیجه گرفت که مقطع ظرف محتوی محلول در عمق موثر، همانند الک با بُعد چشمه های متغیر عمل می کند. به این ترتیب که در هر لحظه می توان گفت چه مقدار خاک بر حسب گرم وجود دارد که قطر آن ها از D کمتر است. این ها در واقع اطلاعاتی است که هیدرومتر در اختیار ما قرار می دهد. در نظر داشته باشید که در فرمول بالا، K ثابتی است که بستگی به چگالی ذرات جامد خاک و ویسکوزیته (لزجت) آب دارد. ویسکوزیته آب نیز تابع دمای محل آزمایش است.
دو ایراد عمده به آزمایش هیدرومتری وارد است:
- قانون استوکس مخصوص ذرات کروی است. در حالی که ذرات رسی در این آزمایش اغلب کانی های صفحه ای هستند. این موضوع تا حدودی از دقت این آزمایش می کاهد.
- در ذرات کوچکتر از 0.0002 میلی متر قانون استوکس صادق نیست. در این حالت حرکت براونی مولکول های آب، مانع از سقوط ذرات ریز می شوند. بهترین محدوده قطری برای انجام آزمایش هیدرومتری ذرات بین 0.2 تا 0.002 میلی متر می باشد. البته ذرات رسی از 0.002 میلی متر کوچک ترند و که این عامل نیز از دقت آزمایش فوق می کاهد.
مطالب مرتبط:
