ترکیب شیمیایی خاک
ترکیب شیمیایی خاک، با توجه به سنگ مبدا و نحوه تشکیل آن‌ها مشخص می‌شود. ترکیب شیمیایی، یکی دیگر از معیارهای تشخیص انواع مختلف خاک‌ها و خواص فیزیکی آن‌ها است. شن و ماسه معمولا از کانی‌های مشابه به وجود می‌آیند. کانی تشکیل‌دهنده این خاک‌ها به جنس سنگ مبدا آن‌ها بستگی دارد. از مهم‌ترین سنگ‌های تشکیل‌دهنده شن و ماسه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- «کوارتز» (Quartz)
- «فلدسپات» (Feldspar)
- «میکا» (Mica)
امکان تشکیل خاک‌های ریزدانه با کانی‌های یکسان نیز وجود دارد. با این وجود، این خاک‌ها معمولا به همراه کانی‌های رسی و بر اثر فرسایش شیمیایی تشکیل می‌شوند. اصلی‌ترین کانی‌های رسی عبارت هستند از:
- «کائولینیت» (Kaolinite)
- «مونتموریونیت» (Montmorillonite)
- «ایلیت» (Illite)
ماهیت فعل و انفعالات بین ذرات در رس با ذرات بزرگ‌تر متفاوت است. به عنوان مثال، تغییر شکل رس به زمان بارگذاری ارتباط دارد. اگر ماسه تحت بارگذاری قرار بگیرد، به سرعت تغییر شکل می‌دهد و در صورت ثابت ماندن مقدار بار، هیچ تغییر شکل اضافی در آن رخ نمی‌دهد. در شرایط مشابه، رس به طور مداوم تغییر شکل خواهد داد. این ویژگی با عنوان خزش شناخته می‌شود. خزش، ارتباط مستقیمی با ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی رس دارد.
یکی دیگر از تفاوت‌های رفتاری رس با خاک‌های درشت‌تر، تورم پذیری آن است. در صورت بالا بودن میزان مونتموریونیت، وجود رطوبت باعث تورم قابل توجه رس خواهد شد.
برخی از خاک‌ها از بقایای گیاهان و درختان به همراه ترکیبات آلی تشکیل می‌شوند. این خاک‌ها به دلیل وزن پایین، ترکم‌پذیری بالا و احتمال آتش‌سوزی، گزینه مناسبی برای ساخت فونداسیون سازه نیستند. توجه داشته باشید که برخی از مواد رسی نیز دارای مقداری ا ین ترکیبات آلی هستند. بررسی وجود این ترکیبات در خاک‌ها از اهمیت بالایی در کنترل کیفیت آن برخوردار است.
یکی دیگر از ویژگی‌های شیمیایی مهم خاک، میزان خاصیت اسیدی یا بازی بودن ترکیبات یا PH آن است. PH خاک، بر روی مقاومت برشی خاک‌های شنی و دوام سازه‌های بتنی مجاور تاثیر دارد. این کمیت باید پیش از اجرای سازه مورد آزمایش قرار بگیرد تا از رخ دادن مشکلات مربوطه جلوگیری شود.
در مهندسی عمران، ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی خاک به منظور پیش‌بینی رفتار و مقایسه با داده‌های به دست‌آمده از پروژه‌های قبلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگرچه، تحلیل شیمیایی نمی‌تواند اطلاعات کمی زیادی را در مورد خواص مکانیکی در اختیار مهندسان قرار دهد. خواص مکانیکی خاک، با استفاده از آزمایش‌های مخصوص اندازه‌گیری می‌شود.