[공학] 토질역학 및 실습 - 액성소성 실험

1. 시험목적

점토 광물들이 세립질 흙 속에 존재할 때, 적당한 습기를 지니면 반죽하여 성형할 수 있다. 이런 점착 특성은 점토입자 주위에 있는 흡착수에 기인한다. 함수비가 매우 낮은 상태에서는 흙은 마치 고체 덩어리 같이 거동하며, 매우 높은 함수비 상태에서는 액체와 같이 흐른다. 고체상태로부터 반고체 상태로 변하는 순간의 함수비를 수축한계, 반고체 상태로부터 소성상태로 변하는 순간의 함수비를 소성한계, 소성상태로부터 액체상태로 변하는 순간의 함수비를 액성한계라 하며, 이들을 모두 합하여 Atterberg한계라 한다.
액성한계는 흙이 유동상태를 나타내는 최소의 함수비를 말하며 KS F2303 에서는 『황동접시에 경사 60°, 높이 1cm 의 인공사면을 조성한 후에 시료를 넣은 접시를 1cm의 높이에서 1초에 2회의 비율로 25회 낙하시켰을 때에 둘로 나뉜 부분의 흙이 양측으로부터 유동하여 약 1.5cm의 길이로 합류했을 때의 함수비』라고 정의되어 있다. 그러나 정확하게 25회를 맞추기가 어렵기 때문에 여러번 시험을 수행하여, 그 결과로부터 25회에 해당하는 함수비를 역추적하여 액성한계를 구한다. 액성한계는 세립토의 판별분류 및…(생략)

2.시험기구

(1) 액성한계 측정기(liquid limit device) : 황동제 접시와 경질 고무판 및 낙하 높이 1㎝를 조절할 수 있는 조절판으로 분류한다.

(2) 홈파기 날(grooving tool) : 시료를 황동제 접시에서 두 개의 부분으로 갈라 놓는데 사용

(3) 주걱(spatula)

(4) 유리판 또는 자기 제품의 접시로서 시료를 물에 반죽할 때 사용하는 용기

(5) 분무기

(6) 용기

(7) 헝겊

(8) 건조기

3. 시험방법

① 황동접시와 고무대 사이를 정확히 1cm로 조절한다.

② No.40 체를 통과한 공기 중에서 말린 시료를 약 100 g정도 준비한다.

③ 시료를 유리판 위에 놓고 증류수를 가하여 잘 반죽한다.

④ 반죽한 흙을 황동 접시에 담아 최대 두께가 약 1cm되도록 잘 고른다.

⑤ 접시의 대칭축을 따라 홈파기 날을 수직으로 세워 홈을 파서 접시 속의 흙을 양쪽으로 가른다.

⑥ 액성한계측정기의 손잡이를 1초 동안에 2회의 속도로 회전시켜 흙을 담은 접시를 판에 떨어뜨린다.

⑦ 홈의 밑부분에 있는 흙이 약 1.5 cm정도 합류할 때의 낙하회수를 구한다.

⑧ 양쪽 흙이 합쳐진 부분에서 흙을 따내서 함수비를 구한다.

⑨ 낙하회수 10～25회의 것 2개 , 25～35회의 것 2개가 얻어지도록 시료에 증류수를 가하여 (1)～(8) 의 조작을 반복한다.