Hidrológiai tájékoztató, 1965 június
Hegyi Istvánné: Agyagásványok jelentősége a vízépítésben
A kaolinos kőzet vizsgálati eredménye A kaolin a hazai talajokban, illetve kőzetekben a legritkábban előforduló agyagásvány. Vizsgálatainknál használt Mád—Bombolyi (K 1 0) származású kőzet termogramjait a 3. ábrán mutatjuk be, amelyeken a kaolinit jellegzetes változásai láthatók. A termogramok résiZletes taglalásával nem foglalkozunk, csak a tervezők könyebb tájékozódása végett, az egyeis típusok jellemző csúcsaira mutatunk rá. 100 200 300 WO 300 600 700 600 900 1000 C WO ZOO 300 WO 300 600 700 600 900 1000 C 3. ábra. A mád—bombolyi kaolinites kőzet termikus görbéi A kaolinit DTA-görbéjén két határozott csúcs, a 670° C-os csúcshőmérsékletű nagy endoterm és a 990 C°os hőmértékletű exoterm csúcs láható. Az előző a kristályrács OH-gyök távozásiból ered, tehát súlycsökkenéssel'jár (lásd TG és DTG-görbék), míg az utóbbi súlyváltozással nem járó, szerkezeti átalakulást jelez. A 765 C°-on látható endoterm csúcs a kaolinitet szennyező alunitra jellemző. A kaolinit vizet nem adszorbeál — 100 C° felett csak alig érzékelhető endoterm hajlat látható —, tehát adszorbcióból származó térfogatváltozása (duzzadása) sem lehet. Dilatogramján jól látszik a kaolinit 500 C° feletti nagymértékű zsugorodása. A TG-görbe alapján számított kaolinittartalma 90%, alunit tartalma 10%. Ezt az eredményt a röntgendiffrakciós vizsgálat is igazolta. Szemoseeloszlását a 4. ábra Ki 0-jelű görbéjén láthatjuk, amelyet desztillált vízben természetes (kezeletlen) állapotban hidrometrálással nyertünk. A 7% „agyagfrakciót" (0,002 mm 0-nél finomabb részek súly %-a) mutató görbe nem lehet jellemző a 90% agyagásványt tartalmazó kaolinra, csak abban az esetben, ha figyelembe vesszük a szemcsék nagymérvű aggregálódását, koagulációját. Mivel a kaolinit ka ti onadszorbci ós kapacitása igen kicsi (gyakorlatilag 0), kationcserével nem peptizálható. Vízben iszuszpendálva aggreigálódik, így a fizikai állapotjelzői is erre a durvaszemcséjű rendszerre lesznek jellemzők. Ezt igazolják a vizsgálatok során nyert alábbi konzisztencia értékek is: Folyási határa (F) =25,9% Plasztikus határa (P) =23,0% Plasztikus indexe (Pi) = 2,9%, mely értékek durva rendszerre vagy erősen koagulált állapotra, nem nagy mennyiségű agyagásványra mutatnak. Kvarcőrleménnyel (K) készített mesterséges keverékeinek szemcseeloszlási görbéit szintén a 4. ábrán mutatjuk be. A keverékek kaolinit tartalma: a K h jelű mintában 30% a K 1 2 jelű mintában 45% a K L; ) jelű mintában 60% Mindhárom keverék görbéje a K (1. ábra) minta görbéjéhez igazodik, csaknem függetlenül a keverési aránytól. A keverékekből természetesen sem konzisztencia, sem zsugorodási vizsgálatokat végezni nem tudtunk. A montmorillonitos kőzet vizsgálati eredménye Talajainkban, a montmorillonit kisebb-nagyobb mennyiségben elég gyakran megtalálható. A legszélsőségesebb tulajdonságváltozásokra képes, ezért mind vízépítési, mind a talaj mechanikai gyakorlat szempontjából a legérdekesebb agyagásvány típus. Nagy mennyiségű montmorillonitot tartalmazó kőzet a bentonit. A vizsgálatainkhoz használt Rátka—Koldui (B, 0 jelű) bentonit termikus görbéit az 5. ábrán mutatjuk be. A DTA-görbén látható négy endoterm csúcs közül három a montmorillonitra jellemző. A 100—300 C° közötti nagy endoterm csúcs az adszorbeált víz-, a 725 G° csúcs100 200 300 m J00 600 700 1W 900 100 0C' nrn (too/ 4M» <f» q/m/n 4 ábra. Kaolinites keverékek szemcseeloszlási görbéi 5. ábra. A rátka—koldui montmorillonitos kőzet termikus görbéi hőmérsékletű a szerkezeti víz távozásából ered. Mindkét folyamat súlycsökkenéssel jár (TG-görbe). A 905 C°on levő endoterm csúcs, amit gyakran exoterm követ (jelen esetben a kaolinit exoterm effektus is hozzáadódik), szintén jellemző a montmorillonitra, ennek okáról 20
