Özgül Ağırlık Tayini
Specific Gravity of Soil Solids
📖
Deney Tanımı ve Önemi
Özgül Ağırlık (Gs): Birim hacimdeki toprak katılarının kütlesinin, aynı sıcaklıktaki birim hacim distile su kütlesine oranıdır. Bentonit için tipik değer 2.40 - 2.80 aralığındadır.
Gs = ρsρw = W2 - W1(W4 - W1) - (W3 - W2)
🔬
Deney Prosedürü (Piknometre Yöntemi)
1
Piknometre Hazırlığı
Temiz, kuru piknometre (50-500 mL) tartılır. Kapaklı sistem kullanılmalıdır.
2
Kuru Numune Ekleme
Etüvde 105±5°C'de kurutulmuş bentonit numunesi (5-100g) piknometreye dikkatlice aktarılır.
Numune Miktarı: 5-10g (küçük piknometre) / 50-100g (büyük piknometre)
3
Su ve Hava Alma İşlemi
Distile su eklenir (2/3 doluluk). Vakum pompası ile hava kabarcıkları uzaklaştırılır (10 dk).
Kritik: Hava kabarcıkları tamamen uzaklaştırılmalıdır! Aksi halde sonuç düşük çıkar.
4
Sıcaklık Dengesi ve Doldurma
20±5°C'de su seviyesi işaret çizgisine tamamlanır. Dış yüzey kurulanır.
5
Sadece Su Ölçümü
Piknometre boşaltılır, temizlenir, sadece distile su ile 20±5°C'de doldurulur.
6
Sıcaklık Kaydı
Test sıcaklığı kaydedilir (°C). 20°C'den farklı ise sıcaklık düzeltme faktörü uygulanır.
°C
🧮
Hesaplama ve Formül
ASTM D854 / BS 1377-2 Özgül Ağırlık Formülü:
Gs
=
W₂ - W₁
Kuru Numune Ağırlığı
(W₄ - W₁) - (W₃ - W₂)
Yer Değiştiren Su Ağırlığı
W₁ Piknometre + Kapak (g)
W₂ Piknometre + Kapak + Kuru Numune (g)
W₃ Piknometre + Kapak + Numune + Su (g)
W₄ Piknometre + Kapak + Sadece Su (g)
Anlık Hesaplama Robotu
Kuru Numune (W₂-W₁):
--
g
Toplam Su Kapasitesi (W₄-W₁):
--
g
Kalan Su (W₃-W₂):
--
g
Yer Değiştiren Su:
--
g
÷
Özgül Ağırlık (Gs):
Hata
Sıcaklık Düzeltmeli Gs (@20°C):
Hata
⚠️ W₄ > W₁ olmalı
📝
Özgül Ağırlık Okuma Föyü
Tartım Değerleri ve Hesaplama
| Parametre | Sembol | Değer (g) | Notlar |
|---|---|---|---|
| Piknometre + Kapak | W₁ | Kuru, temiz | |
| + Kuru Numune | W₂ | 105°C kurutulmuş | |
| + Numune + Su | W₃ | 20±5°C, menisküs seviyesinde | |
| + Sadece Su | W₄ | Aynı sıcaklıkta | |
| Sıcaklık | T | °C | |
| Özgül Ağırlık (Gs) | Hata | ||
| Sıcaklık Düzeltmeli Gs | -- | ||
✅
Bentonit Özgül Ağırlık Kriterleri
Sodyum Bentonit
2.60 - 2.80
API 13A / OCMA
--
Kalsiyum Bentonit
2.40 - 2.60
API 13A
--
Döküm Kumu
2.50 - 2.70
TSE 5360
--
Kedi Kumu
2.30 - 2.50
İç Pazar
--
Hassasiyet: İki paralel deney sonucu arası fark ≤ 0.03 olmalıdır (BS 1377-2). Tekrarlanabilirlik limiti: ±0.02.
🧪
Gerekli Ekipmanlar
- ☑ Piknometre (50-500 mL, kapaklı)
- ☑ Hassas terazi (0.01g / 0.001g duyarlılık)
- ☑ Etüv (105°C ± 5°C)
- ☑ Vakum pompası veya aspiratör
- ☑ Termometre (0.1°C duyarlılık)
- ☑ Desikatörlü soğutucu
- ☑ Distile su (de-aerated)
- ☑ Huni ve cam çubuk
- ☑ Su banyosu (sıcaklık kontrolü için)
🌡️
Sıcaklık Düzeltme Faktörleri (K)
| Sıcaklık (°C) | ρw (g/cm³) | K Faktörü |
|---|---|---|
| 18 | 0.9986 | 1.0007 |
| 19 | 0.9984 | 1.0003 |
| 20 | 0.9982 | 1.0000 |
| 21 | 0.9980 | 0.9997 |
| 22 | 0.9978 | 0.9994 |
| 23 | 0.9976 | 0.9991 |
| 24 | 0.9973 | 0.9988 |
| 25 | 0.9970 | 0.9984 |
Düzeltme: Gs₂₀°c = K × GsT
⚠️ Kritik Uyarılar ve Hata Kaynakları:
- Hava Kabarcıkları: En yaygın hata kaynağıdır. Vakum uygulama süresi yeterli olmalı (min. 10 dk).
- Sıcaklık Dengesi: W₃ ve W₄ ölçümleri aynı sıcaklıkta (±2°C) yapılmalıdır.
- Menisküs Okuma: Su seviyesi göz seviyesinden okunmalı, alt kısım (menisküs tabanı) referans alınmalı.
- Kuru Numune: 105°C'de sabit ağırlığa kadar kurutulmalı (min. 4 saat).
- Hidratlı Kil Mineralleri: Yüksek sıcaklık su kaybına neden olabilir, 80°C'de kurutma önerilir.