Lab 2: Specific Gravity of Soil Soil Mechanics Laboratory Lab 2: Specific Gravity of Soil การทดสอบหาค่าความถ่วงจำเพาะของเม็ดดิน มาตรฐานการทดสอบ ทฤษฎีการทดสอบ การแปลผลการทดสอบ การนำไปใช้งาน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ชูศักดิ์ คีรีรัตน์ Rajamangala Civil Engineering University of Technology Rattanakosin Wang Klai Kangwong

มาตรฐานการทดสอบทางวิศวกรรมปฐพี ASTM D 854-00 Test Method for Specific Gravity of Soils. ASTM C 127-88 Test Method for Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate. ASTM D 5550-00 Test Method for Specific Gravity of Soil Solids by Gas Pycnometer.

ทฤษฎีการทดสอบ ความถ่วงจำเพาะ คือ อัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของวัตถุในอากาศต่อน้ำหนักของน้ำที่อุณหภูมิ 20C ที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุนั้น W1 W2 นน.ขวดเปล่า นน.ขวดเปล่า+ดิน W3 W4 นน.ขวดเปล่า+ดิน+น้ำ นน.ขวดเปล่า+น้ำ

ทฤษฎีการทดสอบ

อนุกรมปฏิกิริยาโบเวน แสดงการตกผลึกของแร่จากการเย็นตัวของหินหนืด (โอลิวีน) (ไพร็อกซีน) (แอมฟิโบล) (ไบโอไทต์ไมก้า) (แพลจิโอโคลเฟลด์สปาร์) (โปรแตสเซียมเฟลด์สปาร์) (มัสโคไวท์ไมก้า) (ควอร์ตซ์) สีเข้มมาก สีเข้ม เป็นกลาง สีจาง แคลเซียมมาก โซเดียมมาก เริ่มตกผลึก สิ้นสุดการตกผลึก ความถ่วงจำเพาะ คือ ค่าหน่วยน้ำหนักของเม็ดแร่(Solid Grain) ต่อหน่วยน้ำหนักของน้ำ

ค่าความถ่วงจำเพาะของแร่ชนิดต่างๆ ชนิดของแร่ ความถ่วงจำเพาะ (Gs) Quartz 2.65 Pyrophyllite 2.84 K – feldspars 2.54 – 2.57 Serpentine 2.20 – 2.70 Na – Ca – feldspars 2.62 – 2.76 Kaolinite 2.62 – 2.66 Calcite 2.72 Halloysite 2.55 Dolomite 2.85 Illite 2.60 – 2.86 Muscovite 2.70 – 3.20 Montmorillonite 2.75 – 2.78 Biotite 2.80 – 3.20 Bentonite 2.13 – 2.18 Chlorite 2.60 – 2.90 Attapulgite 2.30

ค่าความถ่วงจำเพาะของดินชนิดต่างๆ ชนิดดิน ความถ่วงจำเพาะ (Gs) หมายเหตุ ทั่วไป (General) 2.60 – 2.80 เป็นค่าเฉลี่ย ดินกรุงเทพฯ (Bangkok Soil) 2.60 – 2.72 ทราย (Sand) 2.65 – 2.67 ดินตะกอนทราย (Silty Sand) 2.67 – 2.70 ดินเหนียวและดินเหนียวปนตะกอนทราย (Clay and Silty Clay) 2.67 – 2.90 ดินลูกรัง (Laterite) 2.70 – 3.00 ดินปนสารอินทรีย์ (Organic Soil) อาจต่ำกว่า 2

For coarse grained soil การแปลผลการทดสอบหาปริมาณความถ่วงจำเพาะของดิน ขวดทดสอบหาค่าความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity Bottle) Pycnometer Volumetric Flask For clean sand and gravel For coarse grained soil and fine grained soil

การแปลผลการทดสอบหาปริมาณความถ่วงจำเพาะของดิน การปรับเทียบน้ำหนักน้ำบวกขวดทดสอบ (Calibration) เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักน้ำบวกขวดที่อุณหภูมิต่างๆกัน อุณหภูมิการทดสอบไม่คงที่ การขยายตัวของขวดแก้วไม่คงที่ การหาน้ำหนักน้ำและน้ำหนักน้ำดิน ทำคนละเวลา วิธีการไล่ฟองอากาศ ใช้ปั๊มสุญญากาศ (Vacuum Pump) ใช้การต้ม (Boiling)

การแปลผลการทดสอบหาปริมาณความถ่วงจำเพาะของดิน เทน้ำใส่ขวด Flask ต้มน้ำเพื่อใส่ฟองอากาศ กลิ้งไปมาเพื่อให้น้ำ มีอุณหภูมิสม่ำเสมอ ชั่งน้ำหนักขวด + น้ำ วัดอุณหภูมิ เติมน้ำให้ถึงขีดระดับน้ำ

การแปลผลการทดสอบหาปริมาณความถ่วงจำเพาะของดิน วิธีการทดสอบ (Laboratory Procedure) เทดินและน้ำใส่ขวด Flask ต้มน้ำเพื่อใส่ฟองอากาศ เติมน้ำให้ถึงขีดระดับ ปริมาตร 500 มิลลิลิตร ชั่งน้ำหนักดินแห้ง เทน้ำดินลงในถาดแล้วนำเข้าตู้อบ ชั่งน้ำหนักและวัดอุณหภูมิ

การแปลผลการทดสอบหาปริมาณความถ่วงจำเพาะของดิน ผลที่ได้ไม่น่าเชื่อถือเมื่อ มีอากาศแฟงอยู่ในช่องว่างเม็ดดินและน้ำ ทำให้น้ำหนักดินเปลี่ยนไป การปรับตาชั่งไม่ดีพอ หรือไม่ใช้ตาชั่งเดียวกันตลอดการทดสอบ - อุณหภูมิของน้ำหรือน้ำดินในขวดฟลาสไม่สม่ำเสมอ ข้อเสนอแนะ ควรชั่งน้ำหนักก่อนวัดอุณหภูมิ ถ้าเป็นงานวิจัยควรใช้ดินร่อนผ่านตะแกรงเบอร์ 200 - การวัดอุณหภูมิควรวัดอย่างน้อย 3 จุด

การนำไปใช้งาน สามารถนำไปใช้ในการจำแนกชนิดของแร่ที่เป็นส่วนประกอบในดิน สามารถนำไปใช้ในการคำนวณคุณสมบัติอื่นๆ สามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์ขนาดของเม็ดดินด้วยวิธีตกตะกอน

ดูวีดีโอแสดงขั้นตอนการทดสอบ และการกรอกข้อมูล