مقایسه روش‌های تعیین شدت آبگریزی بر پایه اندازه‌گیری زاویه تماس آب- خاک

زاویه تماس آب-خاک معیار کمی تمایز خاک آبدوست و آبگریز است. اهداف این پژوهش شامل: 1) بررسی روش های اندازه‌گیری زاویه تماس شامل روش مولاریته الکل، صعود موئینگی، شاخص جذب‌پذیری و روش قطره چسبان و 2) تعیین مناسب‌ترین روش در یک نمونه خاک با بافت لوم شنی است. در این پژوهش سطوح مختلف آبگریزی به‌طور مصنوعی با استفاده از اسید استئاریک و با آزمون نفوذ قطره آب تهیه شد. زاویه تماس خاک آبدوست در روش های مولاریته الکل، صعود موئینگی، شاخص جذب‌پذیری (دو شیوه محاسبه) و قطره چسبان به‌ترتیب 89/9، 75/41، (57/81) 56/28 و 58/91 درجه محاسبه شده است. روش قطره چسبان با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس بررسی شد. با این روش زاویه تماس در پنج سطح آبگریزی به‌ترتیب 58/91، 104/92، 120/48، 129/96 و 173/07 درجه تعیین شد. روش قطره چسبان به‌دلیل عدم محدودیت کاربرد در خاک‌های آبگریز و دقت ناشی از ترکیب توام مشاهده عینی برخورد قطره آب به خاک و نرم‌افزار در تعیین زاویه تماس، مناسب ترین روش اندازه‌گیری زاویه تماس در خاک‌های آبگریز است. ارتباط زاویه تماس به‌عنوان شاخص کمی آبگریزی و زمان نفوذ قطره به‌عنوان شاخص کیفی، بررسی شد و همبستگی مثبت (r^2=0.975) ارزیابی شد.

Comparison Methods of Determining the Degree of Hydrophobicity Based on the Measurement of Soil-Water Contact Angle

The contact angle is a numerical index of differentiation between hydrophilic and hydrophobic soils. The objectives of this research are: 1) assessing different methods such as capillary rise, the molarity of ethanol droplet, repellency index, and sessile drop, and 2) Determining the most efficient method in a typical soil with sandy loam texture. In this study, hydrophobic soil was hydrophobized artificially using stearic acid and according to the water drop penetration time classification method. Calculated contact angles of hydrophilic soil with capillary rise method, the molarity of ethanol droplet method, repellency index (two methods of calculation), and sessile drop method were 89.9, 75.41, (57.81), 56.28, and 58.91, respectively. Using the contact angle measuring device, the contact angle of five hydrophobic levels were 58.91, 104.92, 120.48, 129.96, and 173.07, respectively. According to the precession of the device where the operator is capable to control data and processes and there is no limitation in usage, therefore, the sessile drop method is the most suitable method to measure contact angle. The contact angle of the late method and water drop penetration data are positively correlated (R2 = 0.975).