[مصالح ساختمانی] خاک

yasi

عضو جدید

قسمتهای سطحی سنگهای پوسته زمین در اثر هوازدگی ، تجزیه و خرد میشوتد ذرات خرد سده در مواردی در محل تشکیل باقی مانده و روی سنگها را می پوشانند و در موارد دیگری که شیب سطح زمین زیاد است ، در اثر وزن خود و یا باران به قسمتهای پایین تر حمل میشوند . این ذرات در اثر حرکت و برخورد با سنگها ویا با یکدیگر مجددا خرد شده و به ذرات ریزتری تبدیل میشوند ، این ذرات جامد و مجزا روی هم انباشته شده و به صورت ماده متراکمی در می آیند که به آنها رمین خرده سنگی و یا خاک گفته میشود ، که در دشتها و آبرفتها فراوان یافت میشوند .
خاکها پس از آب مهمترین عامل در تکوین حیات و ایجاد تمدن بشری به حساب می آیند . انسان متمدن نیز اولین مصنوعات خود را از خاک بوجود آورده و تمدن قرن حاضر نیز بیش از پیش به خاک وابسه است . علاوه بر نقش اساسی خاکها در کشاورزی و تامین مواد غذایی در بسیاری از صنایع از قبیل مصالح ساختمانی ، ظروف چینی و سفالی ، شیمیایی ونفت ، برق و الکترونیک و مخابرات نیز مورد استفاده قرار میگیرند .
 
آخرین ویرایش:

yasi

عضو جدید
خاک

خاک

خاک قدیمی ترین و احتمالاً در دسترس ترین مصالح ساختمانی است که بشر با آن سرو کار دارد.شاید بتوان گفت خاک پیچیده ترین و بغرج ترین ماده ساختمانی در برابر انسان نیز هست. هر نوع بنا و سازه ای فشار خود را به خاک منتقل می کند و در نهایت خاک بار پذیری آنها را عهده دار می شود. لذا خاک وظیفه مهمی در پایداری و ایستایی بناها و ساختمانها دارد.از همین رو باید شناخت صحیحی از رفتار آن، مخصوصاً وقتی تحت تأثیر فشارهای مختلف قرار می گیرد، تا بتوان واکنش آن را ارزیابی کرد و سپس با توجه به دو اصل ایمنی و رعایت شرایط اقتصادی، حداکثر بهره وری از آن را به عمل آورد. تححق این خواسته مستلزم کسب دانش لازم، تجربه ملی کافی، قضاوت سلیم مهندسی است.
خاک بندرت از دانه های همگنی تشگیل شده است، دارای ضریب ارتجاعی ثابتی نیست و فاقد خاصیت ایزوتروپیک می باشد، لذا واکنش آن در برابر فشارهای مختلف به سهولت قابل پیش بینی نیست و ناشناخته می باشد و همین نکته است که مطالب را پیچیده می کند و مسایل مربوط به آن، چه بسا بیش از یک راه حل داشته باشند. به همین جهت انتخاب مناسب ترین راه حل نیاز به تجربه و ورزیدگی لازم دارد. بنابراین قضاوت مهندسی که مبانی آن تجربه و ممارست بوده و بر اساس بررسی ها و امعان نظر در نقاط قوت و ضعف کارهای مشابه استوار است، نیز وارد می شود.
توجه به همین مطالب است که عده ای از مشهورترین دست اندر کاران مهندسی مکانیک خاک، این رشته مهندسی را، ترکیب متجانسی از ((علم)) و ((هنر)) یا به بیان بهتر ترکیب متجانسی از ((علم)) و ((تجربه عملی)) می دانند.
در رشته مکانیک خاک، کاربد تئوریها و آزمایشهای آزمایشگاهی به عنوان زمینه علمی همراه و هم سو با نتایج تجربیات عملی و تلفیق این دو با یکدیگر نتایج بسیار مطلوب و موفقی به همراه داشته است. برعکس تصمیم گیریها و توصیه هایی که صرفاً مبتنی بر تئوریهای مکانیک خاک و نتیجه آزمایشهای آزمایشگاهی خارج از محدوده تجربه ای عملی، استوار باشد و همچنین تصمیم گیریها و توصیه هایی که صرفاً مبتنی بر قضاوت شخصی و تجربه ناکافی و نارسا استوار باشد، نه تنها ناپسند و نامطلوب است، که در موارد شرایطی نتایج زیان آور و بعضاً مصیبت باری نیز به بار آورده است.
پرفسور رالف ب. پک، چهره سرشناس علم مکانیک خاک تحت عنوان :”soil mechanics in Engineering Practice” را همراه کارل ترزاقی پدر علم مکانیک خاک در 1948 به رشته تحریر در آورده و بیش از نیم قذن است که به عنوان یک مهندس حرفه ای و یک محقق و مدرس در معروفترین دانشگاه های آمریکا فعالیت می کند و با وجود کهولت سن هنوز فعالانه و مصمم در هر سه رشته کارهای عملی – تحقیق و تدریس مشغول است، چنین می گوید:
))روشهای روزمره ای که امروزه در محاسبه مقاومت گسیختگی خاک یا در برآورد میزان نشست خاک یا در محاسبه ضریب ایمنی در یک شیروانی خاکی به کار می رود، چیزی بیش از قرلر دادن تجربه عملی در چهارچوب اصول تئوریهای مکانیک خاک است. اگر تکنیکهای بهر کار گرفته شده در آزمایشهای خاک و کاربرد تئوریهای انتخابی با نتایج حاصل از تجربیات عملی و بررسیهای میدانی انطباق نداشته باشند، نه آن آزمایشها و نه آن تئوریها برای کارهای اجرائی کاربرد مفیدی نداشته، فراگیر نخواهند شد. در حقیقت این روشها تنها زمانی معتبر و قابل توجیه اند که با تجربه های اثبات شده سازگاری و همخوانی داشته باشند. با چنین تفاهمی، روشهای متعارف مکانیک خاک، به منزله وسیله و افزاری در دست مهندسان قرار می گیرد تا تعبیر و تفسیر تجربه های خاص خود جهت حل مسائل خاکی در دست خود را انجام دهند که ما آنها را قرار گرفتن آزمایشها و تئوریهای مکانیک خاک در چهار چوب و در محدوده تجربیات قبلی می شناسیم)).
 

yasi

عضو جدید
تعریف خاک :

تعریف خاک :

تعریف خاک :

مقصود از کلمه ((خاک)) که در این بخش به کار گرفته می شود، دانه ها-اجزاء-رسوبات-نهشته آبرفتها و دانه های معدنی و ذرات سخت و مواد آلی و غیر آلی ته نشین شده است که در اثر انهدام سنگها و صخره ها تولید شده، به صورت لایه ها و دانه ها و ذرات مجزا از هم بر روی سنگ بستر اصلی قرار می گیرند.
در واقع ذرات، دانه ها و مواد معدنی پوسته زمین که از هم مجزا بوده و تحکیم نیافته باشند و حفره های بین ذرات و دانه ها از هوا و آب پر شده باشد، خاک نامیده می شود. چناچه توده ای از ذرات و دانه ها کاملاً به یکدیگر چسبیده و یکپارچه شده باشند، سنگ نامیده می شود. گرچه مرز کاملاً مشخص و معینی بین خاک و سنگ وجود ندارد، پاره ای از کارشناسان بطور قرار دادی مرز بین این دو دسته را از بین رفتن چسبندگی بین ذرات و دانه ها در موقع قرار گرفتن آنها در آب و به هم زده شدن آن پذیرفته اند یعنی اگر ذرات خاک به مدت کافی در آب قرار داده شده، به هم زده شوند، چسبندگی بین دانه ها و ذرات آن از بین میرود، در حالی که در سنگها این چسبندگی در اثر قرار گرفتن در آب و به هم زدن از بین نرفته، توده سنگي استحكام خود را در آب حفظ مي‌كند و ذرات و دانه‌ها پراكنده نمي‌شوند.

خاكهاي مختلف خواص و كاربردهاي مختلفي دارند. مهندس كشاورزي به سستي،‌ پوكي،‌ محتويات مواد آلي و هوازدگي و بطور كلي خاص شيميايي و فيزيكي خاك توجه دارند. زمين شناس به خواص مينرالوژيكي و سن خاك بيشتر توجه دارد. در حالي كه از نظر مهندسي عمران،‌تراكم، سختي، عدم حضور مواد آلي و بطور كلي خواص فيزيكي - مكانيكي و ديناميكي خاك مورد توجه است.


خاکها :
خاکها به روشهای مختلف تقسیم بندی می شوند . مثلا می توان آنها را بر حسب ابعاد ذرات ، محل تشکیل ، ترکیب شیمیایی ، چسبندگی ، قابلیت کشاورزی و نظایر آن دسته بندی کرد . در زیر به بررسی بعضی از این تقسیم بندی ها می پردازیم :


انواع خاک از نظر نحوه تشکیل :

ازنظر نحوه تشکیل می توان خاکها را به دو دسته ، «خاکهای برجا » و «خاکهای حمل شده » تقسیم کرد :
1. خاکهای برجا : خاکهایی هستند که در نتیجه هوا زدگی طبقات موجود در زیر خاک به وجود آمده اند ، و در مورد آنها حمل و نقلی انجام نگرفته است .
2. خاکهای حمل شده : خاکهایی هستند که در محلی غیر از محل فعلی شان تشکیل شده و بعداٌٍ به وسیله عوامل مختلف به محل کنونی حمل شده اند . بنا براین ، در این دسته از خاکها یکنواختی خاکهای دسته اول وجود ندارد .


انواع خاکها از نظر ابعاد ذرات :

از نظر ابعاد ذرات خاکها بسته به ریزی و درشتی دانه های آن به خاک رس ، لای ، ماسه و شن تقسیم بندی می شوند ، که برهمین اساس شن را درشت دانه ، ماسه را میان دانه و لای و خاک رس را ریز دانه می نامند .
اندازه ذرات خاک رس از 2 میکرون تا 1 هزارو میکرون ، اندازه ذرات لای از 2 میکرون تا 60 میکرون ، اندازه ذرات ماسه از 60 میکرون تا 2 میلیمتر و اندازه ذرات شن از 2 میلیمتر تا 60 میلیمتر هستند .

انواع خاک از نظر چسبندگی :

از نظر چسبندگی ، خاکها را می توان به دو دسته خاکهای غیر چسبنده و خاکهای چسبنده تقسیم بندی کرد . لای ، ماسه و شن را خاکهای غیر چسبنده و خاک رس را خاکهای چسبنده می نامند . لای در حالت اشباع دارای چسبندگی قابل ملاحظه ای است و در صورت غوطه ور شدن در آب چسبندگی خود را از دست می دهد و به صورت خاکها غیر چسبنده در می آید . در خاکهای چسبنده ، نیروی چسبندگی باعث نگهداری دانه ها روی هم می شود ، در حالی که در خاکهای غیر چسبنده ، فقط نیروی اصطکاک بین دانه ها باعث نگهداری دانه ها روی یکدیگر می شوند .
 

yasi

عضو جدید
دانه بندی خاکها :

دانه بندی خاکها :

دانه بندی خاکها :

همانطور که در مقدمه توضیح داده شد ، ذرات و دانه های خاک طبیعی معمولا به وسیله هوا زدگی و فرسایش و یا به طور مصنوعی ، با خرد کردن سنگهای درشت تشکیل می شوند ، بنابر این خاکها از ذرات ریز و درشت مختلف که حفره های بین آنها را هوا و سایر گازها و مایعات بخصوص آب اشغال کرده است ، تشکیل شده اند. برای یافتن دانه بندی و توزیع ذرات مختلف در یک نمونه از خاک انتخاب شده ، دانه بندی با الک صورت میگیرد. در آزمایش دانه بندی ، از الکهای استاندارد استفاده می کنند . برای تعیین دانه بندی خاکها ، ابتدا یک نمونه از خاک مورد نظر انتخاب می شود ، آنگاه خاک خشک شده را با گذراندن از الکهای مختلف که به ترتیب افزایش قطر سوراخهایشان ، از بالا به پایین روی هم قرار گرفته اند ، عبور داده و اندازه دانه های مانده روی الک بزرگتر و از اندازه سوراخهای الک بالای آن کوچکتر است .
برای بدست آوردن مقاومت بیشتر و حداکثر تراکم فشردگی در کارهای ساختمانی و راهسازی باید فضا های خالی بین ذرات بزرگتر ، به وسیله ذرات کوچکتر پر می شئند . از این رو دانه بندی خاکها دارای اهمیت ویژه ای است. خاکهای مختلف از قبیل : خاک رس ، مایه و شن و مخلوطهایی که در کارهای ساختمانی و راهسازی مورد استفاده قرار می گیرند ، هر یک بر حسب مورد و بسته به نوع و محل مصرف باید دارای دانه بندی مشخصی باشند که در استانداردها و به خصوص استاندارد ملی ایران تعیین شده است .

منشاء خاكها :

خاكها از تخريب سنگها به وجود آمده‌اند و سنگها ماده اصلي كره زمين هستند. كره زمين با شعاعي حدود 6300 كيلومتر از خارج به داخل به سه قسمت اصلي پوسته – گوشته و هسته تقسيم مي‌شود. پوسته خارجي ضخامتي بين 8 تا 45 كيلومتر از شعاع زمين را به خود اختصاص مي‌دهد كه حداقل آن در قعر اقيانوسها و حداكثر آ در قله كوهها و فلاتهاي مرتفع است و مانند غشاء نازكي سطح خارجي كره زمين را پوشانيده است. بين وسته خارجي و گوشته فصل مشتركي مشخصي وجود دارد كه بنم ناپيوستگي ماهوروويچيك Mohotovicic Discontinuity خوانده مي‌شود (دانشمند اهل كرواسي كاشف اين ناپيوستگي نام خود را بر ان گذاشته است.) گوشته، توده سنگي متراكمي است كه در زير پوسته قرار گرفته و شامل دو قسمت گوشته فوقاني به ضخامت حدود 900 كيلومتر و در گوشته تحتاني به ضخامتي حدود 2000 كيلومتر است. هسته كره زمين نيز جسم مذابي است كه به دو قسمت تقسيم مي‌شود: هسته خارجي با ضخامتي حدود 2250 كيلومتر كه بطور عمده از آهن و نيكل تشكيل شده و هسته مركزي كه ضخامت شعاع آن حدود 1300 كيلومتر است و احتمال مي‌دهند مانند هسته خارجي از مواد مذاب آهن و نيكل تشكيل شده باشد.

درجه حرارت پايين‌ترين قسمت پوسته خارجي (قسمت متصل به گوشته) را حدود 870 درجه سانتيگراد و درجه حرارت پايين ترين قسمت گوشته (محل تلاقي با هسته خارجي) را حدود 2200 درجه سانتيگراد و درجه حرارت هسته مركزي را حدود 5000 درجه سانتيگراد تخمين زده‌اند.

سروكار مهندسان عمران و سار مهندسان با خاك و سنگ تقريباً بلااستثنا با خارجي‌ترين قسمت پوسته خارجي است كه بطور ساده به آن پوسته زمين اتلاق مي‌شود. تغييرات پيوسته و متعددي در سطح پوسته خارجي اتفاق مي‌افتد كه باعث تخريب سنگها و مواد معدني مي‌شود و همين تخريبها عامل "پيدايش خاك" هستند.
عواملي كه در تخريب سنگها و مواد معدني پوسته زمين مؤثرند عبارتند از: عوامل جوي – آتش فشانها – تنشهاي وارد بر پوسته زمين شمال حركت كوهزايي – حركت قاره‌ها نسبت به يكديگر- يخبندانهاي شديد- باد و غيره كه سبب تخريبهاي عمومي – تغيير شكلها – شكستگيها و جداشدگيها مي‌شوند. تخريبها مخصوصاً وقتي در سطح پوسته خارجي ظاهر شوند،‌ باعث مي‌گردند سنگها به اجزاء‌خيلي كوچك تقسيم شوند كه در اين صورت حالت يكپارچگي و درهم فشردگي خود را از دست مي‌دهند و به حالت منفل و پر منفذ،‌ يعني به حالت كم‌تراكم و "پوك" در مي‌آيند، همين مواد را ((خاك))‌ مي‌نامند كه عبارت عمومي و بسيار كلي است. با اين مفهوم ((خاك)) از عمل تخريب سنگها به وجود مي‌آِيد و سنگهاي پوسته زمين و مواد معدني تشكيل دهنده آن مولد اصلي خاك است، لذا انواع خاكها و مشخصات برخي از كيفيتهاي آن با سنگ اصلي و ماد همعدني اوليه كه خاك از آنها به وجود آمده است، ارتباط و خويشاوندي دارد.
 

Similar threads

بالا