آزمايش دانه بندی خاک (روش مکانيکی)

آزمايش دانه بندی خاک (روش مکانيکی)
Particle Size Analysis:Mechanic Method
مقدمه:
هدف از انجام اين آزمايش تعيين حدودی از اندازه ذرات موجود در خاک که به صورت درصدی از وزن خشک خاک بيان می شود.اين آزمايش در طبقه بندی خاک ها نقش بسيار مهمی را ايفا می کند.زيرا در طبقه بندی خاک بايد از اندازه ذرات آن خاک تا حدودی آشنايی داشته باشيم.موارد ديگر استفاده از دانه بندي در طرح بتن وآسفالت است.خاكي كه خوب دانه بندي شده باشد داراي فضاي خالي كمتري بوده ودر نتيجه با به كار بردن آن در ساخت بتن سيمان كمتري مصرف مي شود.همين طور در ساخت آسفالت نيز قضيه به همين شكل است وخاك با دانه بندي خوب به قير كمتري نياز دارد. منظور از دانه بندی مکانيکی خاک جدا سازی دانه های خاک در اندازه های مختلف است .
وسايل مورد نياز :
1. الک: يک سری الک استاندارد مطابق آنچه که در جدول شماره 1 آورده شده است.
2. خاک : مقدار لازمی خاک جهت انجام آزمايش.
3. ترازو : با دقت 0.01 گرم.
4. گرمخانه يا owen .
5.  وسايل شستشو – ظروفی تميز برای ريختن خاک در آنها-چکش پلاستيکی-فرچه.
روش انجام آزمايش:
حدود 4 کيلوگرم خاک خشک را انتخاب می کنيم (اگر اين خاک خشک نبود آن را در گرمخانه قرار می دهيم تا خشک شود) سپس مواد زائد درون خاک از جمله ريشه گياهان-پلاستيک و… را از آن جدا می کنيم.سپس خاک را خوب بهم می زنيم.ذرات خاکی را که به يکديگر چسبيده اند را به کمک چکش لاستيکی از هم جدا می کنيم.
خاک را روی يک سطح صاف قرار داده (در يک سينی بزرگ) سپس آن را به صورت مخروط در می آوريم وبعد نوک مخروط را صاف می کنيم .
بعد از انجام اين عمليات با بيلچه آن را به چهار قسمت مساوی تقسيم می کنيم وسپس از قطر دو قسمت روبرو را به عنوان نمونه مورد آزمايش انتخاب و به طور کامل آن را برميداريم به طوری که هيچ گونه مصالح ريز دانه برجای نماند.سپس ظرفی را انتخاب کرده وپس از تميز کردن آن و مطمئن شدن از اينکه هيچ مصالحی به آن نچسبيده است آن را وزن می کنيم سپس خاک را داخل آن قرار می دهيم و وزن خاک و ظرف را با هم اندازه گيری می کنيم ودر جدول مربوطه يادداشت می کنيم.
سپس الک ها را به ترتيب داده شده در جدول شماره 1 قرار می دهيم و خاک وزن شده را در الک می ريزيم.الک ها را با دست تکان می دهيم تا جايی که هيچ خاکی از هيچ الکی عبور نکند.ولی چون الک های شماره 40# به بعد دارای چشمه های خيلی ريزند آنها را می شوييم تا جايي که آب عبوری از الکها تميز و صاف باشد.در اين مرحله بجای زير الکی از يک تشت بزرگ استفاده می کنيم.
بعد از آنکه تمام الک ها را با آب شستيم و ديگر ذره ای از هيچ الکی رد نشد آنگاه آبی را که از شستشوی الک ها وخاکی را که در تشت باقی مانده است را در گوشه ای قرار می دهيم تا خاک داخل آن کاملاً ته نشين شود .
خاک باقی مانده روی الک های شماره 40# به بعد را که شستشو داده ايم از روی الک به کمک يک فرچه مخصوص پاک می کنيم و آنها را در ظروفی قرار می دهيم .سپس اين ظروف را در گرمخانه قرار می دهيم تا آب آن بخار شود.
خاک های روی الک های قبل از الک 40# را وزن می کنيم و در جدول مربوط يادداشت می کنيم.بعد از 24 ساعت خاک هايي که در گرمخانه قرار داده بوديم را وزن می کنيم.
آب روی تشت را به کمک يک شلنگ باريک تخليه می کنيم.سپس خاک ته تشت را از داخل تشت پاک کرده در ظرفی قرار می دهيم و اين ظرف را داخل گرمخانه قرار داده و پس از 24 ساعت وزن خشک آن را اندازه می گيريم (اين خاک همان خاک زيرالکی است)و در جدول مربوطه يادداشت می کنيم.
محاسبات:
همان طور که قبلاً ذکر شد آزمايش دانه بندی خاک در طبقه بندی نقش مهم دارد همچنين با اطلاعاتی که از اين آزمايش بدست می آوريم می توانيم قابليت های خاک را از نظر حساسيت در مقابل يخ زدگی و … بررسی کنيم.
وزن نمونه+ ظرف= 1951 gr
وزن ظرف= 184 gr
وزن نمونه مرطوب : 1951-184=1767

جدول شماره 1
درصد عبوری از هر الک     درصد خاک باقی مانده روی هر الک(%)     وزن باقی مانده روی الک(gr)     قطر(mm)     شماره الک
0.96904     0.0310     54.7     25.4     1″
0.88331     0.0857     151.5     16     3/4″
0.46876     0.4145     732.5     4.75     # 4
0.32264     0.1461     258.2     2     # 10
0.20492     0.1177     208     0.425     # 40
0.13531     0.0696     123     0.15     # 100
0.09432     0.0413     73     0.075     # 200
0.02241     0.0716     126.5     –     زير الکی
0.9776     1727.4           جمع

محاسبه درصد خطا:
وزن نمونه خشك : 1767 گرم.
مجموع خاك باقيمانده روي الك ها : 1727.4 گرم.
= =%2.241 درصد خطا

نتيجه گيري:
منحني دانه بندي اين آزمايش به ما نشان مي دهد كه خاك مورد آزمايش با دانه بندي نسبتاً متوسط اس