TINH CHAT HOA LY CUA DAT LOAI SET
Hang 4-2. Sue chua hap phu cua khoang set
Loai khoang set mgdl/lOOg dat kho
Cao lin it 7-10
Monotecnit 16-22
Hidromica 20 - 23
Beidenit 55 - 58
Monmorilonit O' to I o
Trong thuc te, neu dung luong trao doi cua dat nho hon 5 - 1 0 mg/lOOg dat thi anh hudng khong dang ke den tinh chat co ly cua dat. Dat loai set chu yeu hap phu Ca2+ (40 - 80%) va Mg2+ (10 - 30%) dung luong trao doi cua dat; cac cationl+ thi hiem hon vi no de bi rua troi, ft hon nua la cation H+, Fe3+va Al vf; cac anion cang hiem hon nua. Trong dieu kien nhiet ddi am, mua nhieu, dat bi ilia troi manh nen do pH thap, thanh phan siiit (SiO-,) luon tich dien am va cac cation trao doi la: H+, Fe3+, va A l3+. Cac san pham phong hoa hoa hoc khac lai tich dien duong nen tang khuech tan la cac anion: OH', H C 0 3, NO,', S042 va P0 43(trong vd phng hoa laterit, da ong,..). cac loai dat boi veil bien tich tu nhieu luu huynh va do phan irng oxi hoa bien thanh S04: lam tang tmh axit ciia dat va no cd sue chua hap phu tir 10 - 15mgdl/100g dai.
2.5. Hien tuong hap phu sinh hoc
Day la hien tuong xay ra do hoat dong song ciia sinh vat, khi thuc vat hlit cac ion hoa tan trong dat de tao thanh chat huu co. Cac chat huu co (da, dang phan huy) tich luy lai trong dai bi vi sinh vat phan giai tach ra cac ion, cac ion cd tmh trao ddi nay lai bi dai hap phu. Cac cation trao doi vdi cac cation: Ca2+, Mg:+, K + va Na+; con cac anion H C 0 3 va OH thi trao doi vdi cac anion: NO,', S0 42' va P043, v.v...
Ngoai cac hien tuong vua khao sat tren day. dat loai set la he phan tan min (hat co d < 2pm chiem > 3 % ) cho nen, chiing co nhi6u tinh chat dac biet khi tirong tac vdi nude ma cac dat phan tan tho khong co. Do la tinh toa nhiet do aim, tfnh tnrong nd, tfnh hoa mdm, tmh deo, tmh dfnh bam, tfnh tan ra va tmh hoa tan,... Tat ca cac tfnh chat nay dcu co anh hudng den tfnh ben, tfnh on dinh va tfnh tham nude ciia dat loai set. Nghien ciiu cac tfnh chat tren ciia dat cd y nghla quan trong trong viec danh gia tfnh chat ky thuat ciia dat, giiip lira chon giai phap cai tao tfnh chat ciia dat khi sir dung chiing lam n<5n,
lam moi truong xay dung hay lam vat lieu xay dirng. Sau day lan lirot khao sat cac tinh chat neu tren.
§3. T IN H T O A N H IE T DO AM
Day la tmh chat dac trung chi cd o' dat phan tan min do tac dung cua pha ran cua dat vdi nirdc. Muc do toa nhiet do am thudng duoc bieu thi bang cai/1 g dat kho. Khi lam udt hat dat, cac phan tu nirdc bi mat mot phan dong nang va chuyen thanh nude lien ket. Va nang luong tu do be mat cua mang tinh the bi giam bdi sir hinh thanh mang nude bao quanh hat. Dong nang cua phan tu nude va nang lirong be mat chuyen thanh nhiet do am va dong nang cua cac phan tu nude giu vai trd chmh. Nhu vay, do ldn cua lirong nhiet do am cd lien quan den lirong nirdc chuyen thanh nude lien ket chac khi dat bi udt. Sir toa nhiet do am the hien kha nang cua dat cd the ket hop vdi luong nude nhat dinh. Sir toa nhiet do am cua dat phu thuoc vao thanh phan khoang, do phan tan, thanh phan cation trao doi va dieu kien moi trudng.
Khoang bentonit cd cau true mang tinh the linh dong hon khoang caolinit va monmorilonit, no lai cd chieu day tang khuech tan ldn hon nen ket hop vdi nude nhidu hon. Do dd luong nlnet toa ra do am cung ldn hon. Luang nhiet toa ra do am ty le vdi ham lirong SiO : nhung ty le nghich vdi ham lirang A120 3 trong dat. Quan he phu thuoc nay chi dung trong pham vi SiO^ = 30 ~ 50%, Al-,0^ = 20 ~ 40%. Ty so S i0 2/Al20 3 trong dat cang ldn thi luong nhiet do am cang nhieu. Dat cd ty dien tich be mat cang ldn thi cang ket hop vdi nhi6u nirdc va nhiet toa ra do am cang ldn.
Hien cd nhieu cach bieu thi luong nhiet toa ra do am: Tong Itfo’ng nhiet do dm (cal/g) la so cai toa ra khi lg dat kho bi udt; Nhiet do am thanh phan la lirong nhiet toa ra khi Ig nirdc chuyen het thanh dang nude lien ket; Nhiet do dm dien la lirong nhiet do am bieu thi bang eal/enr. Tong luong nhiet do am the hien muc do Ua nude ciia dat, con nhiet do am thanh phan lai dac trung cho su bien doi dang nang lirong cua nirdc va nhiet do am dien the hien tmh chat b6 mat bi thuy hoa, trudc het lien quan den thanh phan khoang vat. Cd the xac dinh dirge do phan tan va ty dien tfch b& mat cua dat dira vao nhiet do fim tren co so quan he phu thuoc giua nhiet do am va dien tfch b i mat cac hat dat. Tuy nhien, nhiet do am khong chi lien quan den thanh phan hat ma con phu thuoc vao thanh phan khoang vat nen khong the tim dirge gia tri chinh xac.
Thanh phan cation trao doi cd anh hudng den do ldn cua nhiet do am va vai trd cua chung dai the nhir sau:
Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ > H+ > L i+ > Na+ > K +
Nhung cac moi lien quan nhir vay co the khong xac lap dirge theo sir sai khac cua thanh phan khoang vat, vi cac moi tuong quan nay rat phufc tap. Nhiet do Am dac trung cho tinh ua nuoc ciia dat (muc do tac dung ciia hat voi nude, lugng nirdc chuyen thanh
nude lien ket,..). Do ngam nude ((3) ciia dat la ty sd giua luong nhiet do aim khi lam irdt dat bring nude (phan tir luong cue) va luong nhiet do am khi lam udt bang benzol (phan tir khong phan cuc). Nhiet do am thay doi theo thanh phtin hat, cat : 0 ~ lcal/g; cat pha:
1 ~ 2cal/g; set pha: 2 ~ 8cal/g va set: 8 ~ 26cal/g.
Nhiet do aim con phu thuoc moi trudng ton tai ciia dat, dat d didu kien kho hanh khi bi udt toa nhiet nhieu hon dat am, do dong nang ciia nude chuyen thanh nhiet nang khi hinh thanh mang thuy hoa nhifiu hon. Thanh phan muoi trong nude cung lam thay doi nhiet do am. V i du, lam udt set bentonit bang dung dich 1% cua CaCl2 va NaCl thi nhiet do am se ldn hon; nhung khi dung dich nay la 10% thi nhiet do am lai nho hon khi lam udt bang nude. Co the giai tich nhu sau: trong set bentonit co gel (A LO , va SiO : ), vi the no hap phu am ddi vdi NaCl va CaCl ,. Ket qua la tac dung thuy hoa ciia cac hat tang len, nhung khi nong do dung dich la 10% he chat keo nay lai xay ra tac dung thoan doat mot phan nude. Nhu vay, mire do thuy hoa ciia hat dat bien doi theo nong do cac muoi cd trong nude va co anh hudng khac nhau den do ldn ciia nhiet toa ra do am cua dat.
Nhiet do am con lien quan den diSu kien nhiet do, tinh ua nude ciia dat da giam di theo sir tang ciia nhiet do.
§4. T IN H D EO C U A D A T L O A I S E T 4.1. Khai niem
Tinh deo la mot tinh chat dac trung quan trong ciia dat loai set, nd the hien trang thai, do bin, kha nang bien dang va ham luong hat set trong dat,... Tinh deo la tinh chat ciia dot loai set khi co ngoai life tdc dung chi him thay doi hinh dang khoi dat, khong lain thay ddi the tich, khong phat sinh khe nitt vd giif ditc/c hinh dang da hi hien ddi san khi thdi life tdc dung. Nhifiu vat chat co tinh deo, nhung trong do cd nhung vat chat the hien tinh deo d di6u kien ap suat va nhiet do binh thuong va co nhung vat chat the hien tinh deo d dieu kien hoa ly xac dinh. Tinh deo ciia dat the hien khi do am (lirong nude lien ket vat ly) dat den mot gia tri nhat dinh va chi chat long co tinh phan cuc mdi lam cho dat loai set the hien tinh deo. Boi le, tinh deo cua dat loai set co dugc la do tuong tac giua nude lien ket vat ly, lire hut phan tir tinh dien va hat dat. Trong dat loai cat khong co luc lien ket giua cac hat va hau nhu khong cd mang nude lien ket vat ly cho nen, ehung khong co tinh deo. Dat loai cat bao hoa nude thi d trang thai chay va khi kho thi chuyen sang trang thai rdi rac.
Khi do am cua dat thay d6i thi trang thai ciia dat ciing thay doi theo (hinh 4-6). Gia tri do aim ma tai do dat chuyen tir trang thai nay sang trang thai khac goi la do dm gidi han. Cac gia tri do aim gidi han lun co, do aim gidi han deo, do am gidi han chay va do aim tu nhien cho phep xac dinh, danh gia trang thai quan trong (cung, deo va chay) cua dat loai set trong xay dung. The tich ciia dat loai set thay doi theo do am (hinh 4-7).
Hinih 4-6. Sir bien doi tinh deo theo loai dat Hinh 4-7. Quan he giifa the tich vd do am V = f(W ) 1 - Nua ciing; 2- Deo; 3- Chay W co- Giai han lun co; W d - Giai han deo;
W ch- Giai han chay
Ktai do aim tu nhien W nho hon do am W d trong dat hau nhu chi co nirac lien ket vat ly va dait a trang thai cung. Khi dat a trang thai W (1, luang nuac trong dat du dieu kien lam mat 1 ien ket keo cua dat, lire lien ket con rat nho va hau nhu khong con kha nang chiu tai dang ke. Tuy nhien, a trang thai ket cau nguyen dang dat set co kien true to ong hoac bong tuyet cho nen, du dat dat do am W > W d thi dat van a trang thai nira cung. Khi trang thai cua dat Ion hon W d hoac W ch thi do ben va tinh bien dang ciia chung co sir thay doi ro ret. Dat co do am n&m trong khoang W d va W ch chiing luon luon a trang thai deo; gia tri khoang nay cang Ian tmh deo cua dat cang cao. Chi so deo Id bien thien rat rong va phan anh ham luang hat set trong dat. Do vay co the dung chi so deo de phan chia dat loai set va danh gia tmh deo cua chung ma khong can phan tich thanh phan hat cua dat:
dat cat pha va co tinh deo thap;
7 < Id < 17 —ằ dat set pha va co tinh deo vita;
Neu dat co: I < Id < 7
17 < I dat set va co tinh deo cao.
4.2. Cac yeu to chinh chi phoi tinh deo cua dat
Tinh deo cua dat phu thuoc vao nhieu yeu to nhu: thanh phan hat phan tan min, thanh phan khoang vat, thanh phan va ham luang cation, chat hfru ca, do am va trang thai ket cau cua dat,...
4.2.1. Ham luong hat phan tan min trong dat
Dat cang chua nhieu hat phan tan min (d < 2(im) thi ty dien tich b& mat cang lan do do, runh giai tiep xiic vai nuac va tac dung vai nuac cang manh d5n deii trong dat cang nhieu lirang nirac lien ket vat ly. Nhu tren cho thay, tmh deo chu yeu do sir tuang tac giua hat dat vai nirac cho nen tinh deo vi the ma tang len. Tfnh deo cua dat the hien ro ret a nhom hat co d < 5|im va lan nhat khi dat chua nhidu hat co d < 1 |im. Tren hinh 4-6 cho thay, do am W ch va chi so Id tang nhanh theo do phan tan cua hat dat nhung do am W d tang len chain han.
4.2.2. Ham luong va thanh phan khoang vat set
Cac khoang vat set nhu: caolinit, hidromica va monmorilonit,.. la cac khoang co ki'ch thuoc rat nho (d < 2pm) cho nen kha nang tuong tac vdi nude rat manh, tmh ua nude cao. Chung cd anh hudng rat ldn den tmh deo cua dat. Tuy nhien, kha nang nay lai khong giong nhau va cd the xep thu tir dai the nhu sau:
khoang monmorilonit > khoang hidromica > khoang caolinit
nguyen nhan la do chung khac nhau ve tmh linh dong cua mang tinh the cua khoang vat.
4.2.3. Ham luong va loai cation trong dat
Cac cation trong dat gay anh hudng dang ke den tinh deo cua chung. Cac cation trong tang khuech tan, khi dat bao hoa cation, cd anh hirdng nhi€u den sir bien doi cua Id va W ch nhung, W d chiu anh hirdng ft hon. Kha nang cation lam thay ddi tinh deo cua dat dai the xep theo thu tir sau:
L i+ > Na+ > NH+ > K + > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ > H+ (?) > Mn3+ > Fe3+> A l3+.
Trong dd, anh hudng cua L i+va Na+ rat manh, ion H + d vi trf trung gian giua cation2+ va cation3*. Khi dat set duoc cd ket cuc bo bang muoi (NaCl) thi chi so deo khong con the hien tinh deo cua dat. Do am W ch se tang khi trong dat cd them Ca2+ (bang 4-3, bang 4-4).
Hang 4-3. Anh hirdng cua cation hap phu den W th va I (! cua dat (W .A . W hit, 1958)
Cation Na+ ft+ Ca:+ Mg2+
W ch Id w ch I<t w ch Id w ch Id
Caolinit 29 1 35 7 34 8 39 11
Hit (hidromica) 61 27 81 38 90 50 83 44
Monmorilonit 344 251 161 104 166 101 158 99