Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 39 - Stabilisering av kohesionsjordar, av Lennart Andersson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
den, och ge bestående skador i vägkroppen.
Detta är speciellt allvarligt vid tjällossningen
då vattenanrikningen under tjälningen varit
stor och tjällossningen är snabb. Yid
uttorkning av en kohesionsjord går
konsistensändringarna i motsatt riktning, varvid
krymp-sprickor kan uppkomma. Genom dessa kan
underliggande lösare jord tränga upp, sprickorna
kan fortplanta sig till överbyggnaden med
skador i vägkroppen som följd.
Vid stabilisering av en kohesionsjord skall
dess aggregat behandlas så att de sönderdelas
till lämplig storlek och görs så resistenta mot
vatten som möjligt; dessutom skall de kittas
ihop så att en god hållfasthet erhålles. Genom
ökningen av vattenresistensen undviks de
beskrivna effekterna av jordens befuktning,
hållfastheten i vått tillstånd blir så hög att jorden
kan användas för sin ingenjörstekniska
uppgift.
Den vid stabiliseringen nödvändiga
uppdelningen i mindre bitar måste göras vid en
lämplig vattenhalt för att alltför stort
sönderdel-ningsarbete inte skall fordras. Den lämpligaste
vattenhalten är den som motsvarar den
optimala Proctorvattenhalten, dvs. den vattenhalt
vid vilken största tätheten i komprimerat
tillstånd erhålles vid bestämning med en apparat
enligt Proctor. Denna vattenhalt är nästan
densamma som för plasticitetsgränsen enligt
Atterberg. Ofta är vattenhalten före stabiliseringen
högre, varvid det kan vara svårt att mekaniskt
sönderdela bitarna, särskilt vid styva leror.
Av stabiliseringsmedlet fordras därför att det
underlättar sönderdelningen så att större delen
av bitarna efter behandlingen är mindre än
5 mm. Eftersom man alltid har att göra med
aggregat av fina partiklar kommer det tillsatta
stabiliseringsmedlet att verka från ytan av
jordbitarna. Det är därför nödvändigt att
vattenhalten är så hög att stabiliseringsmedlet kan
verka kemiskt och att det kan diffundera in i
bitarna genom sprickor och porer.
Lermineralens konstitution
och egenskaper
Lermineralens gitter är uppbyggda av flera
skikt av kiselsyratetraedrar och
aluminium-eller magnesiumoktaedrar som är kombinerade
på olika sätt i olika mineral3. I normala fall är
ett gitter alltid elektriskt neutralt, möjligen med
undantag för brottytor där restvalenser finns.
I många leror påträffar man emellertid
mineral, i vilka joner i gittret bytts ut. En Al3+-jon
har t.ex. ersatts med en Mg2+-jon i en oktaeder,
varigenom partikeln blir negativt laddad.
Detsamma blir fallet, om Si4+ ersätts med Al3+ i
kiselsyratetraedrarna. Partikelns negativa
laddning måste kompenseras på något sätt så att
den blir elektriskt neutral. Detta kan den bli
genom att på sin yta adsorbera en ekvivalent
mängd partiklar med motsatt laddning,
katjo-ner, såsom K+, H+, Ca2+ etc.
I vattensuspension omger sig lermineralen
med ett lager av orienterade vattenmolekyler
som gradvis övergår i den omgivande
vattenlösningen. De joner som erfordras för
kompensation av partikelns negativa laddning finns
i vattenskiktet och i lösningen. De kallas
motjo-ner till partikeln. Dennas negativa laddning
ökas dessutom i vattensuspension genom
jonisering av i lermineralet förekommande
hydroxylgrupper. Positiva laddningar vid
rest-valenserna kan även adsorbera negativa joner.
Denna adsorption är dock i regel obetydlig i
jämförelse med adsorptionen av katjonerna.
Partiklarna har en negativ nettoladdning och
uppträder som en syra. En partikel med dess
vattenskikt och motjoner bildar en enhet.
Mot-jonerna kan röra sig i vattenlösningen och
bytas ut mot längre ut i lösningen befintliga
joner. En viss jämvikt råder mellan de joner
som hör till partikeln och de som kan röra sig
fritt i lösningen. Jonerna är i vattenlösning
hydratiserade och omger sig med vattendipoler.
Deras verkliga diameter är därför större än
jondiametern.
Den viktigaste egenskapen hos en lerkolloid
är dess jonbytesförmåga, och dennas verkan är
av stor betydelse vid stabilisering. Sättes till
den yttre lösningen ett annat slag av katjoner
än de adsorberade, kan en utbytesreaktion ske,
varvid det nya jonslaget tränger in i
lerkom-plexet och förtränger en del av dess joner,
vilka nu går ut i den yttre lösningen.
Ett utbyte regleras av följande lyotropiska
serie, i vilken en jon till höger förtränger en
till vänster stående: Li+, Na+, K+, IP, 11,0% Mg2+,
Ca2+, Ba2+ (beteckningen H+ används för
korthets skull). Motjonerna i svenska leror är till
50—80 % Ca2+, Mg2+, K+ och Na+, medan resten
är H+.
Försätts den yttre lösningen med ett
överskott av Ca-joner, kommer dessa att förtränga
alla H-, Mg-, K- och Na-joner, varvid leran blir
Ca-mättad. Denna kemiska reaktion försiggår
stökiometriskt i förhållande till de olika
jonslagens aktivitet och kan beskrivas med
formeln:
L-H2 + Ca2+ —» L-Ca + 2 H*
eller
L-LL + Ca(OH)„ —> L-Ca + 2 H20
där L är en lerpartikel.
Ett utbyte i motsatt riktning kan
åstadkommas genom en fällningsreaktion, t.ex.:
L-Ca + Na2C03 —> L—Na„ -f CaCO.,
fällning
Genom urlakning av jorden med en
saltlösning eller med vatten kan ett jonbyte
åstadkommas som även kan gå i en riktning motsatt
den lyotropiska serien. Den jämvikt, som alltid
råder mellan mängden adsorberade joner och
mängden av samma slags joner i
ytterlös-ningen, kan störas genom att jonerna i den
yttre lösningen kontinuerligt avlägsnas. De
ersätts då med joner ur den inre lösningen och
dessa i sin tur med joner ur lakningsvätskan.
Vid kraftig utspädning av en suspension kan
denna urlakningseffekt även märkas genom
TEKNIS*. TIDSKRIFT 19(50 H. 40 1051
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
