90. 점토의 활성도(activity of clay)

 같은 점토의 경우, 소성지수 PI는 그 흙의 점토분 함유량을 함수로 하여 직선 비례적으로 증감한다. 그러나 점토의 질(점토광물의 주성분)이 변하면 PI - 점토분함유량 관계는 직선적으로 변화하지 않지만 직선의 기울기가 변화한다(그림 90-1 참조). 이 직선관계의 기울기는 점토의 표면력의 강약을 지시적으로 나타낸 것이기 때문에 Skempton 은 이것을 점토의 활성도라 정의하고 다음 식을 제안하였다.

점토의 활성도와 점토광물이 주성분, 퇴적환경과의 사이에는 밀접한 관계가 있다(표 90-1 참조).

지반조사에 있어서 입도가 다른 점성토에서 활성도가 같으면 같은 생성과정을 거친 흙으로 판단되며, 활성도는 퇴적 지반토의 생성과정의 판별, 점토광물의 주성분의 판별 등에 쓰인다. 또, 그림 90-2와 같이 점토의 활성도와 강도특성 사이에는 밀접한 관계가 있다.

점토광물의 주성분이 다르면 홰 활성도가 차이가 나는가에 대하여는 표 90-2와 같이 점토광물의 종류가 다르면 흙입자의 크기가 다르고, 단위질량당 표면적(비표면적)도 다르다. 따라서 점토의 컨시스턴시에 관계하는 흡착수량에 차이가 생겨 같은 양의 점토분함유량에 있어서도 활성도가 다른 것이다. 즉, 흙입자의 기하학적인 성질이 활성도에 영향을 주는 주요 인자로 되어있다. 또, 흙입자-물계면의 물리화학적 성질도 활성도에 주요한 인자가 된다. 특히, 점토광물의 표면활성도, 간극수에 용존하는 교환성 양이온의 종류와 농도 등은 흙입자를 둘러싸고 있는 수막의 성상에 관계하고 결과적으로 활성도에 영향을 준다.

그림 90-3은 점토광물이 다를 때의 흡착수를 모평으로 나타낸 것인데 흙입자체적에 대한 흡착수의 체적비율이 점토 광물의 종류에 따라 현저히 차이가 나는 것이 이해가 된다. 점토분 입경의 상한을 2μ로 하는 점이 실용상의 불편이 있지만 지반조사에 의한 점토층의 구분, 점토광물의 주성분 판별 등의 분류 특성으로서 활성도는 유용하다.