ЛЕКЦІЯ 10
Фізико-хімічні властивості ґрунтів
Розчинність ґрунтів.
Корозійні властивості ґрунтів.
Адсорбційні властивості ґрунтів.
Водостійкість ґрунтів.
Тиксотропія і пливучість ґрунтів.
10.1 Розчинність ґрунтів. Розчинністю ґрунтів (порід) називається їхня здатність розчинятись під дією природних вод або інших розчинів. У процесі розчинення молекули води (або іншого розчинника), які володіють електричними полями і тепловим рухом, руйнують кристалічну решітку мінералів. При цьому іони із решітки переходять у воду і утворюють водні розчини. У результаті розчинення і наступного виносу речовин, які складали частину твердої фази ґрунту (порід), відбувається зміна стану, фізико-хімічних і фізико- механічних властивостей останніх, а також утворення у масиві пустот значного розміру.
Розчинність ґрунтів визначається їх хіміко-мінералогічним складом і структурними особливостями, розчинною здатністю розчинника (поверхневих і підземних вод або інших розчинів), а також термодинамічними умовами.
Всі типи порід, незалежно від їх хіміко-мінералогічних особливостей і характеру зв'язку між складовими елементами порід, в тій чи іншій мірі розчинні. Абсолютно нерозчинних порід (відповідно, і ґрунтів) не існує. Однак з практичної точки зору найбільш розчинними є карбонатні (вапняк, доломіт, крейда, мергель), сульфатні (гіпс, ангідрит) і галоїдні (галіт, сильвін, сильвініт, карналіт) породи, а також деякі інші типи порід (мармур, засолені глинисті та лесові породи й ін.), до яких входять галіт, гіпс, кальцит і близькі до них мінерали.
Розчинність галоїдів, сульфатів і карбонатів залежить також від: 1) розмірів мінералів, які складають гірську породу; 2) наявності домішок; 3) температури і тиску; 4) хімічного складу природних вод і вмісту в них вуглекислоти.
10.2. Корозійні властивості ґрунтів Корозією називається процес руйнування матеріалів у результаті їх хімічної або електрохімічної взаємодії з навколишнім середовищем. Розрізняють різні види корозії. Одним із них є підземна корозія, яка виражається у руйнуванні металічних споруд при взаємодії їх з ґрунтом (породами).
Корозія металів у ґрунтах в основному є електрохімічною. При дотиканні металу з електролітом (ним є рідка фаза ґрунтів) на поверхні металу виникає велика кількість корозійних елементів. їх природа аналогічна природі гальванічних елементів, які виникають через різницю електричних потенціалів окремих ділянок поверхні металу, що контактує з електролітом (гальванічний елемент - джерело живлення, у якому використовується різниця електродних потенціалів двох металів, занурених у електроліт).
Одна із головних особливостей підземної корозії - значні розміри корозійних елементів, що виникають. Якщо при корозії у розчинах електролітів відстань між анодними і катодними ділянками елементів незначна, то при підземній корозії вона може бути дуже і дуже великою.
Причинами підземної корозії є:
дія ґрунтової вологи на металічні конструкції, у результаті чого виникають корозійні елементи;
явище електролізу (електроліз - розклад речовин, наприклад, води, розчинів солей, лугів, постійним електричним струмом), яке відбувається у ґрунтах у результаті дії блукаючих токів (струму) при наявності навколо трубопроводів електроліту;
дія мікроорганізмів ґрунту (порід), які викликають явище біокорозії.