หน่วยที่ 2 - krumanit.cmtc.ac.thkrumanit.cmtc.ac.th/main/images/stories/2.pdf · - 8 รหัส 3106-2010 ใบงานที่ 1 หน่วยที่ 2 วิชา

หนวยท 2 การทดลองหาปรมาณน าในดน (Water Content)

1

2

1 www3.cdd.go.th/banluang 2 http://eco-biology6.blogspot.com

1

2

วทยาลยเทคนคเชยงใหม หนวยท 2 การทดลองหาปรมาณน าในดน

2 - 2

หนวยท 2 การทดลองหาปรมาณน าในดน (Water Content)

หวขอเรอง

2.1 ปรมาณน าในดน (Water Content) และการค านวณหาปรมาณน าในดน 2.2 การทดลองหาปรมาณน าในดน 2.3 ใบงานขนตอนการทดลองหาปรมาณน าในดน 2.4 การค านวณผลการทดลองหาปรมาณน าในดน

สาระส าคญ

ความชนของดนตามธรรมชาตหรอปรมาณน าในมวลดนน เปนการทดสอบพนฐานทจะใหขอมลเกยวกบสภาพของดน เชน แรงเฉอน อตราสวนชองวางในดน การทรดตวของดน เปนตน คาพกดแอตเตอรเบอรก (Atterberg Limits) ตางๆ ททดสอบกคอคาความชนในดนโดยสถานะตางกบความชนตามธรรมชาตของดน การทดสอบความชนของดนจงมความจ าเปนในงานทดสอบดน โดยมขนตอนการทดลองหาคาปรมาณน าในดนในหองปฏบตการ การเตรยมตวอยางดน การใชเครองมอและอปกรณการทดลอง การบนทกขอมล การค านวณหาคาปรมาณน าในดนในหองทดลอง การสรปผลทเชอถอได

จดประสงคการเรยนร

เมอศกษาหนวยการเรยนนแลวนกศกษาสามารถ 1. บอกความหมายของปรมาณน าหรอความชนในดนได 2. บอกขอบขายในการทดลองปรมาณน าในดนได 3. ค านวณหาคาปรมาณน าในดนได 4. ทดลองหาปรมาณน าในดนได


2 - 3

บทน า3 มวลดนประกอบดวยสวนทเปนเมดดนหรอมวลของแขง ซงเปนอนภาคของแรและอนทรยสาร โดยอนภาคมรปราง 3 มต มผลท าใหเกดชองวางระหวางเมดดนภายในชองวางจะบรรจดวยมวลของน าและมวลของอากาศ ซงจะเรยกวาดนชนหรอดนเปยก บางสภาวะชองวางระหวางเมดดนอาจมเฉพาะมวลของน าจะเรยกวาสภาวะอมตว หรออาจมเฉพาะมวลของอากาศจะเรยกวาอยในสภาพดนแหง การหาปรมาณความชนในมวลดนคอ การหาอตราสวนระหวางมวลหรอน าหนกของน าตอมวลหรอน าหนกของเมดดนทมอยในมวลดน วธการทดสอบหาปรมาณน าในมวลดนจะมวธการทดสอบอยหลายวธดวยกน ดงน

1. การค านวณหาปรมาณน าในดนโดยวธตอบธรรมดา (Conventional Oven – Method) 2. การค านวณหาปรมาณน าในดนโดยวธตอบไมโครเวฟ (Microwave Oven – Method) 3. การค านวณหาปรมาณน าในดนโดยใชแคลเซยมคาไบคเปนตวท าความชน (Calcium

Carbide Gas Moisture Tester)

2.1 ปรมาณน าในดน ดนตามธรรมชาตนน องคประกอบของมวลดน ม 3 สวนใหญๆ สวนแรกคอสวนทเปนเมดดนหรอของแขง สวนทสองคอสวนทเปนน าหรอของเหลวและสวนทสามคอสวนทเปนอากาศหรอกาซ ทงนดนไมจ าเปนตองมสวนประกอบครบทง 3 สวน อาจจะมสวนประกอบเพยง 2 สวนกไดขนอยกบสถานสภาพของมวลดนเปนเกณฑ ดงแสดงสวนประกอบของมวลดนดงรปท 2.1 3ส านกงานกองทนการวจยแหงชาต. คมอการทดสอบทางปฐพกลศาสตร. 2549. หนา 4


2 - 4

ก.มวลดนประกอบดวย 3 สวน ข.มวลดนประกอบดวย 2 สวน

รปท 2.1 แสดงสวนประกอบของมวลดน4

ทงนการหาปรมาณน าในดน หาไดจากการหาอตราสวนระหวางน าหนกของน าในชองวางกบน าหนกของดนแหง

2.2 ขอบขายการทดลองหาคาปรมาณน าในดน

เพอหาคาปรมาณน าทอยในชองวางตามธรรมชาตในมวลดน โดยวธตอบธรรมดา หากดนมความชนมาก คาปรมาณน าในดนกจะสง

มาตรฐานทใชในการทดสอบคอ ASTM D 2216 - 98 Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass

4 ภาพโดย : มานต ชวยงาน ม.ย. 2552

อากาศ อากาศ

ดน ดน ดน

น า

น า


2 - 5

2.3 ใบงานขนการทดลองหาปรมาณน าในดน

รหส 3106-2010 ใบงานท 1

หนวยท 2

วชา ปฐพกลศาสตร สอนครงท 2

ชอหนวย การหาปรมาณน าในดน

ชองาน การทดลองหาปรมาณน าในดน

จ านวน 4 ชวโมง

2.3.1 จดประสงคเชงพฤตกรรม

1) สามารถใชเครองมอในการทดลองหาปรมาณน าในดนได 2) สามารถน าวธการทดลองไปปฏบตหาปรมาณน าในดนได 3) มทกษะในการปฏบตการทดลองหาปรมาณน าในดน

4) สามารถค านวณหาปรมาณน าในดนได

2.3.2 เครองมออปกรณ 1) ตอบทสามารถควบคมอณหภมใหคงทไดท 105 ± 5 องศาเซลเซยส

รปท 2.2 แสดงตอบ

ภาพโดย : มานต ชวยงาน หองปฏบตการปฐพกลศาสตร วทยาลยเทคนคเชยงใหม ม.ย. 2552


2 - 6


หนวยท 2





2.3.3 เครองมออปกรณ 1) เครองชงชนดอานไดละเอยด 0.01 กรม 2) กระปองเกบตวอยางดน 3) ถงมอกนความรอน

ก.) เครองชงแบบคาน ข.) เครองชงแบบไฟฟา รปท 2.3 แสดงเครองชง

ภาพโดย : มานต ชวยงาน หองปฏบตการปฐพกลศาสตร วทยาลยเทคนคเชยงใหม ม.ย. 2552

รปท 2.4 แสดงกระปองเกบตวอยางดน รปท 2.5 แสดงถงมอกนความรอน ภาพโดย : มานต ชวยงาน หองปฏบตการปฐพกลศาสตร วทยาลยเทคนคเชยงใหม ม.ย. 2552


2 - 7


หนวยท 2





2.3.4 วสดทใชในการทดลอง ดนชนตามธรรมชาต ประมาณ 100 กรม

2.3.5 แบบฟอรม ตารางท 2.1 ตารางบนทกขอมลทไดจากการทดลองและค านวณผลการทดลอง

2.3.6 ขนตอนการทดลอง 1) ตรวจสภาพตวอยางดน เลอกตวอยางดนทเปนตวแทนดนในกอง หรอคดจากตวอยางดน

คงสภาพ เตรยมตวอยางดนทจะหาปรมาณน าในดนจ านวน 100 กรม โดยพจารณาเลอกจากตารางท 2.1 เปนตวแทนของดนทจะหาปรมาณน าในดน

ตารางท 2.1แสดงขนาดน าหนกตวอยางทดสอบหาความชน (ASTM D-2216)

ขนาดเมดดนทคางตะแกรงมากกวา 10% ของตวอยาง ขนาดตวอยางชนทแนะน า (ต าสด), กรม

2.0 มม (เบอร 10) 100 - 200

4.75 มม (เบอร 4) 300 - 500

19.0 มม (เบอร 3/2) 500 – 1,000

38.0 มม (เบอร 1 1/2) 1,500 – 3,000

76.0 มม (เบอร 3) 5,000 – 10,000 2) ท าความสะอาด และเชดกระปองเกบตวอยางดนพรอมฝาปดใหแหง แลวน ากระปองเกบ

ตวอยางดนพรอมฝาปดไปชงน าหนก บนทกผลน าหนกกระปองทได 3) เลอกตวอยางดนทจะท าการทดลองอยางนอย 3 – 5 ตวอยาง บรรจลงในกระปองเกบ

ตวอยางแลวปดฝาทนท น าไปชงน าหนก (ควรใหน าหนกของแตละตวอยางมความใกลเคยงกน และไมควรนอยกวา 100 กรม) บนทกผลน าหนกกระปองกบน าหนกดนเปยกทได ถาเปนตวอยางดนเหนยวทเปนกอน ใชมดหนเปนชนบางๆ เพอใหแหงงาย ถาเปนกระปองทมฝาปด หลงบรรจตวอยางเสรจ ปดฝาไว


2 - 8


หนวยท 2





4) น ากระปองเกบตวอยางดนเขาตอบ โดยน าฝากระปองวางไวใตกระปองกอน และใช

อณหภมในการอบท 105 ± 5 องศาเซลเซยส อยางนอย 16 ชวโมง หรอจนกระทงน าหนกของดนไมเปลยนแปลง (ถาเปนกระปองตวอยางทมฝาปด เปดฝาออกสอดฝาไวทกนกระปอง การทดลองทมกระปองตวอยางหลายๆ กระปอง ควรหาภาชนะใสกระปองรวมกน เพอสะดวกในการคนหาตวอยางทแหงแลว)

5) น ากระปองเกบตวอยางดนออกจากตอบ เอากระปองตวอยางไปใสไวในอางแกวดดความชน (ถาม) แลวน าฝากระปองมาปดไว โดยทงไวใหกระปองเยนกอน (สามารถจบไดดวยมอเปลา) จงน ามาชงน าหนก บนทกผลน าหนกกระปองกบน าหนกดนแหงทได

6) น าคาทไดจากการชงดนกอนเขาเตาอบและหลงออกจากเตาอบ ไปค านวณหาคาปรมาณน าในดน

7) การชงใหใชเครองชง เครองเดมตลอดการทดลองน 2.3.7 การรายงาน

ใหรายงานหาคาความชนในดนเฉลยอยางนอย 4 ตวอยาง เพอเฉลยหาคาความชนของดน 2.3.8 ขอควรระวง

1) ตองแนใจวาระยะเวลาในการอบดนเพยงพอตอการท าใหดนแหง เพราะถาหากระยะเวลาไมเพยงพอจะท าใหคาปรมาณความชนต ากวาความเปนจรง

2) ตองระวงเรองการใชเครองชง ควรใชเครองเดมทงกอนและหลงการน าดนเขาเตาอบ 3) ตองตรวจสอบอณหภมใหอยระหวาง 105 ± 5 องศาเซลเซยส ถาอณหภมสงกวานจะท า

ใหคาปรมาณความชนสงกวาความเปนจรง 2.3.9 สรปและขอเสนอแนะ

การทดลองหาปรมาณน าในดนน ขอมลทไดจะน ามาวเคราะหหาความชนของดน ทงดนตามธรรมชาตหรอดนทไดเพมปรมาณน าเขาไป เพอศกษาหาสมบตของดนในสถานะตางๆ


2 - 9


หนวยท 2





2.3.10 ตารางการปฏบตการทดลองหาปรมาณน าในดน

ตารางท 2.2 แสดงตวอยางตารางการบนทกขอมลทไดจากการทดลองและค านวณผลการทดลอง ปรมาณน าในดน (WATER CONTENT DETERMINATION)

ตวอยางท 1 2 3 4 กระปองอบดนหมายเลข A1 A2 A3 A3 น าหนกกระปอง + ดนชน กรม 160.44 161.68 160.08 161.28 น าหนกกระปอง + ดนแหง กรม 138.67 139.42 138.29 139.02 น าหนกของน า กรม 21.77 22.26 21.79 22.26 น าหนกกระปอง กรม 30.77 30.69 30.53 30.81 น าหนกของดนแหง กรม 107.90 108.73 107.76 108.21 ปรมาณของน าในดน % 20.18 20.47 20.22 20.57 คาเฉลยปรมาณของน าในดน % 20.36


2 - 10

2.4 การค านวณทไดจากผลการทดลองหาปรมาณน าในดน 1. เปอรเซนตปรมาณน าในดน (Water Content, ω )

ω = 010×WW

s

w ………..……………………………(2.1)

เมอ ω = ปรมาณน าในดนมหนวยเปนเปอรเซนต Ww = น าหนกของน ามหนวยเปนกรม Ws = น าหนกของดนแหงมหนวยเปนกรม

2. การบนทกและค านวณขอมลจากการทดลองหาปรมาณน าในดน

ตารางท 2.3 แสดงตารางการบนทกและค านวณขอมลของดนตวอยางท 1 ปรมาณน าในดน (WATER CONTENT DETERMINATION)

ตวอยางท 1 การบนทกขอมล กระปองอบดนหมายเลข A1 จากการบนทกขอมล น าหนกกระปอง + ดนชน กรม 160.44 จากการชงน าหนกกอนอบดน น าหนกกระปอง + ดนแหง กรม 138.67 จากการชงน าหนกหลงอบดน น าหนกของน า กรม 21.77 = 160.44 – 138.67 = 21.77 น าหนกกระปอง กรม 30.77 จากการชงน าหนก น าหนกของดนแหง กรม 107.90 = 138.67 – 30.77 = 107.90

ปรมาณของน าในดน % 20.18 = 18.20=010×90.107

21.77


2 - 11



ปรมาณของน าในดน % 20.47 = 47.20=010×73.108

22.26

ตารางท 2.5 แสดงตารางการบนทกและค านวณขอมลของดนตวอยางท 3

ปรมาณน าในดน (WATER CONTENT DETERMINATION) ตวอยางท 3 การบนทกขอมล กระปองอบดนหมายเลข A3 จากการบนทกขอมล น าหนกกระปอง + ดนชน กรม 160.08 จากการชงน าหนกกอนอบดน น าหนกกระปอง + ดนแหง กรม 138.29 จากการชงน าหนกหลงอบดน น าหนกของน า กรม 21.79 = 160.08 – 138.29 = 21.79 น าหนกกระปอง กรม 30.53 จากการชงน าหนก น าหนกของดนแหง กรม 107.76 = 138.29 – 30.53 = 107.76

ปรมาณของน าในดน % 20.22 = 22.20=010×76.107

21.79


2 - 12



ปรมาณของน าในดน % 20.57 = 57.20=010×21.108

22.26

ตารางท 2.7 แสดงตารางการค านวณขอมลคาเฉลยของดนตวอยางท 1, 2, 3 และ 4

ปรมาณน าในดน (WATER CONTENT DETERMINATION) ตวอยางท 1 2 3 4 กระปองอบดนหมายเลข A1 A2 A3 A3 ปรมาณของน าในดน % 20.18 20.47 20.22 20.57

คาเฉลยปรมาณของน าในดน % = 36.20=4

20.57 + 20.22 + 20.47 + 20.18


2 - 13

แบบทดสอบท 2 วชาปฐพกลศาสตร 3106-2010 ระดบ ปวส. หนวยท 2 เรอง การทดลองหาปรมาณน าในดน (Water Content)

ค าชแจง. จงกากบาท (X) ทบขอทถกทสดเพยงขอเดยว 1. ปรมาณน าในดนหมายถงขอใด

ก. อตราสวนระหวางน าหนกของดนชนกบน าหนกน า ข. อตราสวนระหวางน าหนกของดนแหงกบน าหนกน า ค. อตราสวนระหวางน าหนกของน ากบน าหนกดนชน ง. อตราสวนระหวางน าหนกของน ากบน าหนกของดนแหง

2. ดนจะมปรมาณน าในดนมากหรอนอยขนอยกบขอใด ก. น าหนกของน าในชองวางของดนเทยบกบน าหนกของดนแหง ข. ชองวางในเมดดน ค. ขนาดของเมดดน ง. มวลคละของเมดดน

3. มาตรฐานทใชในการทดสอบคาปรมาณน าในดนคอขอใด ก. ASTM D 2216-98 ข. ASTM D 2162-98 ค. ASTM D 2662-98 ง. ASTM D 2162-89

4. สวนองคประกอบของดนใหญๆมกสวน ก. 4 สวน ข. 3 สวน ค. 2 สวน ง. ขอ ข และ ขอ ค

5. ในการทดลองหาปรมาณน าในดนนน เตาอบควรใชอณหภมในการอบประมาณเทาใด ก. 105 ± 3 องศาเซลเซยส ข. 105 ± 5 องศาเซลเซยส ค. 110 ± 2 องศาเซลเซยส ง. 110 ± 3 องศาเซลเซยส


2 - 14

6. ตองอบดนจากขอ 6 อยางนอยกชวโมง ก. 8 ชวโมง ข. 12 ชวโมง ค. 16 ชวโมง ง. 20 ชวโมง

7. เมดทรายจะมขนาดเมดโตอยในชวงใด ก. ขนาด 2 มม. – 80 มม. ข. ขนาด 2 มม. – 50 มม. ค. ขนาด 0.06 มม – 2 มม. ง. ขนาด 0.02 มม. – 2 มม.

8. ขอควรระวงในการท าการทดลองหาปรมาณน าในดนน ขอใดส าคญมากทสด ก. ดนตองผนกใหดปองกนน าระเหยได ข. ระยะเวลาในการอบดนตามทก าหนด ค. ตรวจสอบเครองชงใหเทยงตรง ง. การอานคาของเครองชง

9. ถาดนชนหนก 110 กรม หลงจากอบดนแหงหนก 90 กรม อตราสวนปรมาณน าในดนคอขอใด ก. 18.18 % ข. 20.00 % ค. 22.22 % ง. 81.81 %

10. ถาดนอบแหงแลวมน าหนกเทากบ 120 กรมและดนมอตราสวนปรมาณน าในดนเทากบ 40 % น าหนกของน าคอขอใด

ก. 3 กรม ข. 33.33 กรม ค. 48 กรม ง. 80 กรม


2 - 15

ค าชแจง 2. ใหกาเครองหมาย () หนาขอทถก และกาเครองหมายผด ( ) หนาขอทผด …….2.1 ดนประกอบดวยสวนทเปนเมดดนหรอมวลของแขง …….2.2 ดนไมจ าเปนตองมสวนประกอบครบทกสวน ….....2.3 การหาปรมาณน าในดนหาไดจากการหาอตราสวนระหวางน าหนกของน าใน

ชองวางกบน าหนกดนแหง …….2.4 มาตรฐานทใชทดลองหาปรมาณน าในดนคอ ASTM 2116-98 …….2.5 ดนทใชเปนตวแทนการหาปรมาณน าในดนของขนาด 2.0 มม.จะใชตวอยาง

ดนชนทแนะน าคอ 300 – 500 กรม …….2.6 กรณตวอยางดนทเปนดนเหนยว ไมควรใชมดหนดนเปนชนบางๆ กอนเขา

ตอบ …….2.7 ปรมาณน าในดนจะมมากหรอนอยขนอยกบขนาดของเมดดน ……2.8 ดนเปยกคอดนทอยในสภาพทจมอยในน า ……2.9 แคลเซยมคารบอเนต สามารถใชเปนตวขบความชนในดนได ……2.10 สถานะของดนแหงจะเปลยนแปลงไป เนองจากมดนเพมขนมา


2 - 16

ตอนท 2 แบบฝกปฏบตการทดลองหาปรมาณน าในดน 1. ใหนกศกษาแบงกลมๆ ละ 5 คน และโดยเกบตวอยางดนจ านวน 4 ตวอยาง และใหท าการทดลองหา

คาปรมาณน าในดน โดยปฏบตการทดลองดงน

1) ปฏบตการทดลองตามขนตอนการหาปรมาณน าในดน

2) บนทกการทดลองทไดตามตารางท 2.8 3) ค านวณหาคาปรมาณน าในดนในแตละตวอยาง

4) ค านวณหาคาปรมาณน าในดนเฉลย 5) เขยนรายงานคาปรมาณน าเฉลยในดน

6) เขยนรายงานขอควรระวงในการปฏบตการทดลองหาปรมาณน าในดน

7) สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ ตารางท 2.8 แสดงตารางบนทกขอมลทไดจากการทดลองหาปรมาณน าในดน

ปรมาณน าในดน (WATER CONTENT DETERMINATION) ตวอยางท 1 2 3 4 กระปองอบดนหมายเลข A1 A2 A3 A3 น าหนกกระปอง + ดนชน กรม 160.44 161.68 160.08 161.28 น าหนกกระปอง + ดนแหง กรม 138.67 139.42 138.29 139.02 น าหนกของน า กรม 21.77 22.26 21.79 22.26 น าหนกกระปอง กรม 30.77 30.69 30.53 30.81 น าหนกของดนแหง กรม 107.90 108.73 107.76 108.21 ปรมาณของน าในดน % 20.18 20.47 20.22 20.57 คาเฉลยปรมาณของน าในดน % 20.36

Documents

หน่วยที่ 2 - krumanit.cmtc.ac.thkrumanit.cmtc.ac.th/main/images/stories/2.pdf · - 8 รหัส 3106-2010 ใบงานที่ 1 หน่วยที่ 2 วิชา