A talajok alapvetı jellemzıi I.

A talajok alapvetı jellemzıi I.

A talajok felépítése és a tulajdonságaikat meghatározó fı jellemzık

Fıalkotók A talaj alkotórészei szemcsék - szilárd fázis víz - folyékony fázis levegı - légnemő fázis Egyéb alkotórészek szerves anyagok mész vagy más kötıanyagok

A talajok tulajdonságait meghatározza az alkotók saját tulajdonságai állandó, azonosító jellemzık az alkotórészek aránya állapotjellemzık az alkotók kapcsolatrendszere talajszerkezet a talajt érı hatások talajtörténet

A talajalkotók tulajdonságai

A szemcsék tulajdonságai

A szemcsék tulajdonságai méret alak anyagi összetétel sőrőség fajlagos felület

A szemcsék mérete névleges átmérı nagy szemcséknél a szita lyukbısége, melyen még átesett kis szemcséknél folyadékban azonos sebességgel ülepedı (azonos anyagú) gömb átmérıje frakciók nagyon durva kavics homok iszap agyag d [mm] 63 2 0,063 0,002 szemeloszlás szemcsék, ill. frakciók súlyaránya

A szemcseméretek beosztása Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret (mm) Kıtömb LBo > 630 Nagyon durva Görgeteg Bo > 200 630 Macskakı Co > 63 200 Kavicsok Gr > 2,0 63 Durva kavics CGr > 20 63 Közepes kavics MGr > 6,3 20 Durva Apró kavics Homokok FGr Sa > 2,0 6,3 > 0,063 2,0 Durva homok CSa > 0,63 2,0 Közepes homok MSa > 0,2 0,63 Finom homok FSa > 0,063 0,2 Iszapok Si > 0,002 0,063 Durva iszap CSi > 0,02 0,063 Finom Közepes iszap MSi > 0,0063 0,02 Finom iszap FSi > 0,002 0,0063 Agyag CI 0,002

A szemcseösszetétel jellemzése szemeloszlási görbe valamely d átmérınél kisebb szemcsék súlyszázaléka legtöbb információt adó ábrázolás háromszögdiagramos ábrázolás három frakcióra bontás külföldön elterjedt számszerő paraméterek százalékos összetétel Gr, Sa, Si, Cl % mértékadó átmérı d m egyenlıtlenségi mutató C u =d 60 /d 10 görbületi mutatató C c =(d 30 ) 2 /(d 60.d 10 ) hatékony átmérı d h

100 görgeteg kavics homok homokliszt iszap agyag tömegszázalék S % 80 60 40 20 0 1000 200 100 10 2 1 0,1 0,02 0,01 0,002 0,001 0,0001 szemcseátmérı D mm 100 görgeteg kavics homok iszap agyag tömegszázalék S % 80 60 40 20 0 1000 100 63 10 2 1 0,1 0,063 0,01 0,002 0,001 0,0001 szemcseátmérı D mm

100 kavics homok iszap agyag tömegszázalék S % 80 60 40 20 A B C 0 100 63 10 2 1 0,2 0,063 0,02 0,005 0,002 0,0002 szemcseátmérı D mm

A szemeloszlási görbe alakja A szemeloszlási görbe alakjának megnevezése C U C C Lapos Elnyúló Meredek > 15 6 15 < 6 1 3 < 1 < 1 Lépcsıs rendszerint nagy akármennyi (rendszerint < 0,5)

A szemeloszlás háromszögdiagramos ábrázolása B 100 C 0 Sa % Gr % A 0 100 Si + Cl % 0 100

Szemeloszlás vizsgálata szitálással és hidrometrálással

Szemcsealak A megnevezés alapja Szögletesség/ legömbölyödöttség Alak Felület A szemcsealak Nagyon szögletes Szögletes Kissé szögletes Kissé legömbölyödött Legömbölyödött Jól legömbölyödött Zömök Lapos Hosszúkás Érdes Sima

ásványfajták Anyagi összetétel kavics kızettörmelék, kvarc homok kvarc agyag agyagásványok jelentısége kavics, homok mechanikai szemcsekapcsolat, a víz szerepe a kapcsolatban jelentéktelen agyagok elektrosztatikus szemcsekapcsolat erıs kapcsolódás a vízhez is

Szemcsesőrőség jele, mértékegysége mérése ρ s g/cm 3 piknométeres módszer - ritkán felvehetı értéke 2,65 2,70 2,75 kavics, homok iszap agyag

Fajlagos felület definíciója egységnyi súly szemcse felülete szélsıséges értékei kavics 1 cm 2 /g agyag 1millió cm 2 /g jelentısége a felületi erık szerepe nı jellemzıje hatékony szemcseátmérı d h d 10

A víz tulajdonságai

A víz fizikai tulajdonságai gyakorlatilag összenyomhatatlan viszkozitása Newton törvénye szerint felületi feszültség kapilláris emelkedés a csıátmérıvel fordítottan arányban halmazállapot-változások a nyomástól és a hımérséklettıl függıen

Newton viszkozitási törvénye τ = η dv dl η= ν ρ η dinamikai viszkozitás N s/mm 2 ν kinematikai viszkozitás m 2 /s

A kapilláris feszültség oka, nagysága p T s = r és következménye a kapilláris emelkedés e 1 h k = 2 T ρ v s cosα g r

A szegletvizekben fellépı kapilláris feszültség következménye a szemcséket összehúzó erı, s ezek összesége a kapilláris kohézió, mely értelemszerően telítıdés vagy kiszáradás esetén eltőnik.

1000 100 nyomás p kpa 10 1 jég víz gız a telített vízgız p=f(t) nyomása H 0,1-20 0 20 40 60 80 100 120 hımérséklet t C

A víz kémiai tulajdonságai dipólus jelleg oka következménye: hidratáció disszociáció - ph elektrolitikus viselkedés koncentráció jelentısége

A vízmolekulák dipólus jellege és következményei

Disszociáció szétesés OH és H ionokra semleges vízben 22 C-on C = 10-7 mól/dm 3 H (és OH) ion ph = - log C(H) ph = 7 semleges kémhatás ph < 7 savas kémhatás ph > 7 lúgos kémhatás elektrolitikus viselkedés koncentráció-kiegyenlítıdés

Felszín alatti vizek típusai

Egyéb alkotók tulajdonságai

vizsgálat A mésztartalom megállapítása sósav cseppentésével 3:1 vagy 10%-os hígítású sósav (HCl) cseppentése pezsgés értékelése értékelés mészmentes (O), meszes (+), ha a HCl-lel érintkezve egyáltalán nincs pezsgés ha a HCl jól érzékelhetı, de rövid idejő pezsgést okoz nagyon meszes (++), megjegyzések ha a HCl erıs és hosszantartó pezsgést vált ki nedves agyagok pezsgése rendszerint némi késéssel kezdıdik nagy száraz szilárdság a mész cementáló hatásának eredménye lehet pontosabb vizsgálat Scheibler-készülékkel a sósav hatására eltávozó széndioxid mérésével

A szervesség meghatározása Közelítı vizsgálat izzítási veszteség meghatározásával talajminta kiszárítása 60 C-on tömegmérés m 60 talajminta izzítása 600 C-on tömegmérés m 600 izzítási veszteség számítása I o = (m 60 m 600 ) / m 60 meszes talaj esetén elızetes vegyi kezelés szükséges Pontos vizsgálat oxidimetriás eljárással (MSZ 14043-9) talajoldat kezelése különbözı vegyületekkel titrálás Mohr-sóoldattal tömegmérések viszonyítás tiszta oldatokhoz

Szervesség jellemzése Talaj A szervesanyag-tartalom ( 2 mm) száraz tömeg százalékában Kissé szerves 2 6 Közepesen szerves 6 20 Nagyon szerves > 20

A talajalkotók arányai

A talajok térfogatarányának értelmezése V V l V v V s V h 1+e e 1 e.s r 1 l v s n

Az alkotók egymáshoz viszonyított arányai víztartalom w = m v / m s homok 5 % agyag 20-30 % hézagtényezı e = V h / V s homok 0,3-0,6 agyag 0,5-1,0 telítettség S r = V v / V h talajvíz alatt minden talaj 1,0 talajvíz felett homok 0,2-0,4 agyag 0,8-0,9 w = m m v s = V V v s. ρ. ρ v s = e.s 1.. ρ ρ r s v

Az alkotók térfogatának aránya a teljes térfogathoz hézagtérfogat n = V h / V szemcsetérfogat s = V s / V víztérfogat v = V v / V levegıtérfogat l = V l / V n = 1- s n = v + l s + v + l = 1

Térfogatsőrőségek természetes ("nedves") térfogatsőrőség ρ n = m n / V súly- és nyomásszámításhoz jellemzı érték 1,8...2,0 g/cm 3 száraz térfogatsőrőség ρ d = m d / V tömörségi mutatóként jellemzı érték 1,7...2,0 g/cm 3 telített térfogatsőrőség ρ t = m t / V talajvíz alatti talajra jellemzı érték 1,9...2,1 g/cm 3 víz alatti térfogatsőrőség ρ = ρ t -ρ v felhajtóerıvel csökkentett súlyból jellemzı érték 0,9 1,1 g/cm 3

Az állapotjellemzık meghatározása mérhetı jellemzık m n m d V nedves tömeg száraz (105 C-on kiszárított) tömeg teljes talajtérfogat ismertnek tekinthetı sőrőségek ρ s ρ v ρ l szemcsék víz levegı számítási képletek ábra segítségével és definíciókból kiindulva m = V. ρ összefüggés felhasználásával figyelembe véve m v = m n - m d m s = m d víz tömege szemcsék tömege