Vízügyi Közlemények, 1981 (63. évfolyam)
2. füzet - Szepessy József: Vízépítési földművek talajainak diszperzitás-vizsgálata
248 Szepessy József A kötött talajok rendkívül összetett, és számos részletében máig is felderítetlen erőjátékából itt csupán néhány bennünket érintő kérdésre hívjuk fel a figyelmet, szándékosan leegyszerűsített formában. A kolloidális talaj állapota lehet (Guillot 1973): — diszpergált, vagy peptizált, amikor a szemcsék közti vonzóerők kisebbek a taszítóerőknél, vagy azokkal közel egyenlőek, — koagulált, amikor a szemcsék közti erők közül a vonzóerők dominálnak. A flokkulált (pelyhes) szerkezetben is ez a helyzet, egyes kutatók a folyadékból összeálló pelyhekre emlékeztető szerkezetű talajt jelölik meg így ( Morgenstern 1969). A szemcsék felületén vonzó és taszító erők hatnak. A Van der Waals-féle erők mindegyike egészen kis távolságra ható vonzóerő, nagyságuk a távolságnak kettőnél magasabb, esetenkint hatodik hatványával csökken. Jelentős szerepe van a Coulomb-f éle elektromos vonzó és taszítóerőknek, ezek nagysága a távolság négyzetével csökken, forrásuk a kristályok külső rétegét alkotó atomok-, vagy vízben disszociált molekulákból a felületre adszorbeált anionok, illetve kationok egynemű elektromos töltései. Az adszorpció maga is az előbbi erők valamelyikével jön létre. Az aszimmetrikus vízmolekula és számos, a vízben oldott atomcsoport elektromosan polarizált, pozitív és negatív töltéseinek súlypontja nem esik egybe. Ilyen atomok az elektromosan töltött szilárd testek felületére egymás fölötti polarizált rétegekben felrakódva megkötődnek, és több szempontból szilárd testként viselkednek ( Bingham-szilárdság). Ez a víz erőket ad át az egymással nem érintkező felületek közt, ezenkívül fékezi a szemcsék mindenfajta elmozdulását, és magának a víznek a szivárgását is. A felületek elektromos töltését döntően befolyásolják a felületre adszorbeált anyagok. Közismert a talajmechanikában az erősen pozitív Na kation peptizáló hatása: az egyneműen töltött felületek taszítása a rendszerben. A többvegyértékű Al hatása ellentétes: pozitív töltése csak semlegesíti a felületek negatív töltését, a szuszpenzióban lebegő szemcsék így pelyhekké csapódhatnak össze. A talajban a Ca koagulál hasonló módon. A felületen kötött anyagok dinamikus egyensúlyt tartanak a szemcsék közti pórusvízben oldott anyagokkal. Ezért lehet a pórus-vízben oldott sók mennyiségéből következtetni az adszorbeált sók arányára, illetve ezért lehet a pórusvíz összetételének módosításával a talaj viselkedését megváltoztatni. Az a módszer, mely talajok eróziós tulajdonságait a talajvízben oldott sók segítségével vizsgálja, csak a kationok mennyiségét veszi figyelembe. Az itt észlelt szórás oka az lehet, hogy a talajszemcsék közti elektromos erőtér ezen kívül függ az adszorbeált anionoktól, és magának a szilárd szemcsének az összetételétől is. Az anionok jelentősen befolyásolhatják a felületek töltését. A Na-karbonát pl. általában peptizálja a talajt, míg a NaCl nem. A szilárd szemcse csak akkor létesíthet maga körül elektromos erőteret, ha elegendően nagy felületrészei állnak egynemű atomokból. Ez a feltétel csak kristályos anyagoknál teljesül, az amorf talajalkotóknál nem. A kristályos alkotók erőtere a kristály-szerkezettől függ. Meg kell említeni, hogy hazánkban mindkét tényező, különösen az amorf talajalkotók jelentőségére Szepesi (1971) hívta fel a figyelmet. Az amorf talajalkotókkal, egyes vulkáni eredetű amorf talajokkal újabban a nemzetközi irodalom is foglalkozik ( Wada—IIarward 1974). Az agyagásványok réteges kristályszerkezete miatt a lemezes formájú szemcsék lapjai általában negatív, élei pozitív töltésűek (Guillot 1973). Lambe (1960) szerint ebből három jellegzetes anyagszerkezet áll elő. Tiszta vízben a pozitív élek kötődnek a negatív lapokhoz (11 /a ábra) és a szerkezet kártyavárszerű. Peptizálószerrel feltöltve a felületeket azok taszítani fogják egymást, a távolodni akaró lapok közel párhuzamosan helyezkednek el, a szerkezet kártyacsomag-szerű lesz (11 /b ábra). Erősen sós vízben a pehelyszerűen flokkulált szerkezet áll elő (11 /с ábra), ez történik pl. a peptizálószer túladagolásakor is.
