لوازم هیدرومتری خاک ( Hydrometer test set )

روش آزمون  تعیین بافت خاک به روش هیدرومتر

مقدمه :


هیدرومتر یا چگالی سنج وسیله ای است که توسط آن می توان غلظت ذرات موجود در مایعات را تعیین نمود. و در خاکشناسی از هیدرومتر 152H-62 برای تعیین بافت خاک استفاده می گردد.روش هیدرومتری مشابه روش پیپت است. اساس آن اندازه‌ گیری چگالی سوسپانسیون خاک و آب است که به تدریج بر اثر رسوب مواد کاهش پیدا کرده و هیدرومتر بیشتر در مایع فرو می‌رود (روش اندازه گیری بافت خاک در آزمایشگاه).


عنوان آزمایش : تعین بافت خاک به روش هیدرومتر


وسایل مورد نیاز : خاک نرم ، ترازو ، آب مقطر ، استوانه یک لیتری ، محلول هگزا متافسفات سدیم 5 % ( کالگون 5% ) ، هیدرومتر ، کرنومتر ، دما سنج .


هدف آزمایش: برسی بافت خاک و اندازه گیری میزان درصد رس ، سیلت وشن موجود در بافت خاک


روش کار : 50 گرم خاک نرم را با ترازو وزن می کنیم و50 گرم خاک نرم را در داخل ارلن ریخته و 50 سی سی محلول کالگون 5 % و حدود 300 سی سی آب مقطر به آن اضافه می کنیم سپس ارلن را به مدت چند دقیقه تکان می دهیم سپس محتویات ارلن را در داخل استوانه ای یک لیتری می ریزیم و بطور کامل شستشو می دهیم تاکه تمام ذرات خاک داخل ارلن شسته شوند وداخل استوانه بریزیم سپس استوانه را با آب به حجم یک لیتر می رسانیم سپس با هم زن دستی به مدت یک دقیقه ( حدوداََََ 10 مرتبه ) مخلوط را هم می زنیم همزمان با خارج کردن هم زن کرنومتر را روشن نموده و هیدرومتر را به آرامی در داخل مخلوط ( سوسپانسیون ) شناور می کنیم.


پس از 40 ثانیه اولین قرائت هیدرومتر را انجام می دهیم در این مدت شن ته نشین شده و آنچه در مخلوط باقی مانده رس و سیلت می باشد بنابراین قرآئت اول هیدرومتر مقدار رس و سیلت را در مخلوط به ما نشان می دهد.


قرائت اول : a = مقدار رس و سیلت


دما را نیز در قرائت اول اندازه می گیریم = T


نکته : دمای قرائت اول را بعد از 40 ثانیه یادداشت می کنیم.


سوسپانسیون را به مدت 6 ساعت به حال خود رها می کنیم و بعد از 6 ساعت بدون هم زدن هیدرومتر را در داخل مخلوط قرار داده و قرائت دوم را انجام می دهیم. در این 6 ساعت سیلت ته نشین شده و آنچه در مخلوط باقی مانده رس است بنابراین قرائت دوم رس است و دما را نیز در قرائت دوم اندازه می گیریم و T′ می نامیم.


دو تصحیح در این اعداد انجام می دهیم :


الف) تصحیح حرارتی : چون هیدرومتر روی 20 درجه سانتیگراد استاندارد شده و نیز با توجه به اینکه با افزایش دما ویسکوزیته مایع کاهش یافته و هیدرومتر بیشتر در مایع فرو می رود در نتیجه غلظت ذرات معلق را کمتر از مقدار واقعی به ما نشان می دهد. لذا اگر در زمان قرائت عدد هیدرومتر، دمای سوسپانسیون از 20 درجه سانتیگراد بیشتر بود به ازای هر درجه 0.25 به عدد هیدرومتر اضافه و اگر دما از 20 درجه سانتیگراد کمتر بود به ازای هر درجه 0.25 از عدد هیدرومتر کم می کنیم.


ب) تصحیح کالگن : برای حذف خاصیت چسبندگی رسها از نمک کالگن (هگزا متا فسفات سدیم) استفاده می شود که این کالگن خود دارای غلظت مشخصی در سوسپانسیون است، پس سبب کمتر فرو رفتن هیدرومتر در مایع شده و عدد هیدرومتر بیشتر از مقدار واقعی نشان داده می شود. در این حالت باید غلظت کالگن را محاسبه نموده و از عدد هیدرومتر کسر نماییم.

نکته : درجه حرارت در گران روی تاثیر دارد یعنی باعث می شود که ذرات سریعتر سقوط کنند ودر نتیجه مخلوط رقیق تر شود

1- غلظت کالگون : 2.5 – a = a’ و 2.5 - b = b’

نکته : a’ = a – 2.5 + ( T – 20 ) x 0.25 مقدار در 50 گرم.

نکته 3: ظرف محتوی مایع و ذرات معلق در آن، باید در حال سکون باشد. و جریان مایع غیر متلاطم باشد.

نکته 4 : ذرات خاک بایستی وزن مخصوص یکسانی داشته باشند.

محاسبات :

a ( اولین قرائت مقدار رس و سیلت ) = 29 و دمای بدست آمده T (قرائت اول ) = 20

b (دومین قرائت مقدار رس ) = 11 و دمای بدست آمده T (قرائت دوم) = 18

a’ = 29 – 2.5 ( 20 – 20 ) x 0.3 = 26.5 مقدار رس و سیلت تصحیح شده

b’ = 11 – 2. 5 ( 18 – 20 ) x 0.3 = 7.9 مقدار رس تصحیح شده

سپس درصد مقدار رس و سیلت و شن را محاسبه می کنیم:

53% = = درصد(cly+si) <= = درصد (cly+si)

15.8% = = درصد (cly) <= = درصد (cly)

37% = 15.8- 53 = درصد سیلت (si) <= cly - (cly+si) = درصد سیلت (si)

47% = 53 – 100 = درصد شن <= (cly+si) _ 100 = درصد شن (s)

بافت خاک : لومی (Loam) است .

خطای آزمایش : دمای آزمایش اندازه گیری نشد دمای نوشته شده در آزمایش تقریبی است. اما نزدیک به همین دما است. مقدار ناخالصی هم در خاک وجود داشت خاک الک شده نبود.

نتیجه آزمایش : بافت خاک : لومی (Loam) است . ذرات شن با بافت درشت سریع سقوط می کنند ، بعد ذرات سیلت هستند که در کف استوانه ته نشین می شوند ذزات رس هم به صورت معلق در آب هنوز ته نشین نشده اند.