膨潤性粘土の収縮

一昨日から始めた、膨潤性粘土（通路のねばねば土）の収縮実験。

開始時の様子。


昨日、軽量カップから取り出した時の様子。


そして、本日午前10時（2日経過後）。
円柱状の粘土塊の直径は、開始時の78mmから73mmに減少。


円柱の高さは、開始時の48mmから43mmに減少していました。


午後2時半には、かなり乾燥が進んで灰色に変わりました。直径が70mmで、高さは41mmです。午後3時半時点で、直径、高さともに変化なし。収縮がほぼ完了したと思われます。直径が10.3%、高さは14.6%減少。これほど縮むとは驚きでした。


意外だったのは、上部外縁がカップ内壁にへばりついて多少崩れたものの、全体的には形状を綺麗に保ったまま収縮したという点です。「ひび割れ粘土」と言うことで、もっとビシビシ亀裂が入るかと思いましたが、粘土粒子間の結合がだいぶ強いようです。

ひび割れ発生の仕組みについては、別で実験を行っていました。小石を粘土で囲ったものを乾燥させます。


乾燥すると、小石に接する部分に亀裂が発生。乾燥によって粘土は収縮しますが、小石は形が変わらないので、境界面でズレが生じ亀裂が発生するという仕組みです。実際の土壌においては、粘土が小石や砂、有機物などと混在しているため、あちらこちらで乾燥による収縮率に不整合が生じ、多数のひび割れが現れることになります。