آزمایش حد خمیری خاک (Plastic Limit Test) یکی از آزمایش‌های حدود اتربرگ است که برای تعیین حد خمیری (PL) خاک‌های ریزدانه (رسی و سیلتی) به کار می‌رود. حد خمیری، درصد رطوبتی است که در آن خاک از حالت خمیری به حالت نیمه جامد تغییر می‌کند. به عبارت دیگر، این حد نشان‌دهنده کمترین مقدار رطوبتی است که در آن می‌توان نمونه خاک را به شکل فتیله‌هایی به قطر ۳.۲ میلی‌متر (⅛ اینچ) درآورد بدون آنکه ترک بخورد و خرد شود.
فهرست مطالب
هدف از انجام آزمایش حد خمیری
- تعیین یکی از حدود اتربرگ برای شناسایی و طبقه‌بندی خاک‌های ریزدانه.
- محاسبه شاخص خمیری (Plasticity Index – PI) خاک که از تفاضل حد روانی (Liquid Limit – LL) و حد خمیری (PL) به دست می‌آید (PI=LL−PL). شاخص خمیری نشان‌دهنده دامنه رطوبتی است که خاک در آن حالت خمیری دارد و اطلاعات مهمی در مورد رفتار مهندسی خاک ارائه می‌دهد.
- ارزیابی میزان چسبندگی و کارپذیری خاک. خاک‌هایی با شاخص خمیری بالا معمولاً چسبنده‌تر و کارپذیرتر هستند.
- پیش‌بینی رفتار حجمی خاک در اثر تغییرات رطوبت.
- استفاده در روابط تجربی برای تخمین سایر خواص مهندسی خاک.
روش انجام آزمایش حد خمیری
- آماده‌سازی نمونه: حدود ۲۰ گرم از خاک عبور داده شده از الک نمره ۴۰ (با اندازه چشمه ۰.۴۲۵ میلی‌متر) را برداشته و با مقدار کمی آب مقطر مخلوط می‌کنند تا خمیری با قابلیت شکل‌دهی به دست آید.
- شکل‌دهی فتیله: نمونه خمیری را روی یک سطح صاف (مانند صفحه شیشه‌ای) با دست یا با استفاده از یک وردنه کوچک به شکل فتیله‌هایی با قطر حدود ۳.۲ میلی‌متر در می‌آورند.
- تکرار و مشاهده: این عمل شکل‌دهی فتیله را 계속 تکرار می‌کنند تا زمانی که فتیله در قطر ۳.۲ میلی‌متر شروع به ترک خوردن و خرد شدن کند.
- تعیین درصد رطوبت: قطعات خرد شده فتیله را جمع‌آوری کرده و در ظروف مخصوص تعیین درصد رطوبت قرار می‌دهند. سپس وزن ظرف به همراه خاک مرطوب و وزن ظرف به همراه خاک خشک (پس از قرار دادن در آون با دمای ۱۰۵-۱۱۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲۴ ساعت) را اندازه‌گیری می‌کنند.
- محاسبه درصد رطوبت: درصد رطوبت در حالت حد خمیری با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود: %رطوبت=وزنخاکخشکوزنآب×۱۰۰=وزنخاکخشکوزنخاکمرطوب−وزنخاکخشک×۱۰۰
- تکرار آزمایش: آزمایش حداقل سه بار با نمونه‌های جدید از همان خاک تکرار می‌شود و میانگین درصد رطوبت‌های به دست آمده به عنوان حد خمیری (PL) گزارش می‌گردد.
آزمایش حد خمیری خاک با چه دستگاهی انجام می شود؟
آزمایش حد خمیری خاک به طور خاص با یک دستگاه پیچیده انجام نمی‌شود. بلکه این آزمایش با استفاده از تجهیزات ساده دستی صورت می‌گیرد. مهم‌ترین وسیله در این آزمایش یک سطح صاف و غیر متخلخل است که معمولاً یک صفحه شیشه‌ای مات یا براق می‌باشد.
علاوه بر سطح صاف، تجهیزات زیر نیز برای انجام آزمایش حد خمیری مورد نیاز هستند:
- الک نمره ۴۰ (۴۲۵ میکرون): برای جدا کردن ذرات درشت خاک.
- آب مقطر: برای مخلوط کردن با خاک.
- وردنه کوچک یا میله با قطر تقریبی ۳.۲ میلی‌متر: به عنوان راهنما برای تعیین قطر فتیله‌های خاک (اگرچه معمولاً با دست انجام می‌شود).
- ظروف تعیین درصد رطوبت با درب: برای نگهداری نمونه‌های خاک جهت تعیین درصد رطوبت.
- ترازو با دقت ۰.۰۱ گرم: برای توزین نمونه‌های خاک مرطوب و خشک.
- آون با قابلیت تنظیم دما در ۱۰۵-۱۱۰ درجه سانتی‌گراد: برای خشک کردن نمونه‌های خاک.
- کاردک یا اسپاتول: برای مخلوط کردن و برداشتن خاک.
بنابراین، برخلاف آزمایش‌هایی مانند حد روانی که دستگاه مخصوص به خود (دستگاه کاساگرانده یا دستگاه مخروطی) را دارد، آزمایش حد خمیری بیشتر یک روش دستی است که با استفاده از ابزارهای ساده انجام می‌شود. به همین دلیل، به طور معمول از عبارت “دستگاه حد خمیری” برای اشاره به یک وسیله خاص استفاده نمی‌شود، بلکه از مجموعه تجهیزات آزمایش حد خمیری صحبت می‌شود.
