هناك عدد من العلامات والسّلوكيات الّتي يمكن ملاحظتها عند الأطفال والّتي تدلّ على تمتعهم بالقدرة على التّفكير البصريّ, والّتي منها:

• يمتلك القدرة على التّخيل والتّفكير بصريّاً في الأشياء, فنلاحظ أنّه من السّهل عليه تخيُّل نفسه في مكان معيّن, مثل: الفضاء, ووصف الرّحلة بأدقّ التّفاصيل.
• يستمتع بالفنون البصريّة والتّعبيريّة, مثل: مشاهدة الأفلام, والشّرائح, كما أنّها الوسيلة الأهمّ بالنّسبة إليه لتذكر المعلومات المعروضة.
• يحبّ استخدام الكاميرا, ويستمتع بالأنشطة الفنّية كالرّسم, والنّحت, والتّشكيل.
• يفضّل الكتب والمجلات الّتي تكثر فيها الرّسوم والأشكال والصّور.
• يقرأ الخرائط والأشكال والرّسوم بشكلٍ أسهل من النّص اللّغويّ.
• تلفت نظره الأشكال الجماليّة من حوله, ولديه قوّة ملاحظة عالية للتّغيرات في البيئة المحيطة به.
• لديه القدرة على إيجاد طريقه في المدن والأماكن غير المألوفة.
• يستخدم الصّور في توضيح الأفكار, ويهتمّ بملاحظة المسافات والحجوم والمساحات.
• القدرة على التنبؤ والحدس وحلّ المشكلات.
• يستطيع استخدام الحاسوب.
• يهتم بالأناقة واختيار ألوان ملابسه, ويعلّق على ملابس الآخرين, ويمكنه تنسيق ألوان ملابسه وأثاث غرفته.

من خلال العلامات والسّلوكيات السّابقة يمكن للمعلّم/الأهل تعرُّف الطّفل الّذي يمتلك القدرة على التّفكير البصريّ, وبالتّالي اختيار الطّريقة الملائمة للتّعامل معه, وتهيئة البيئة المناسبة له, وتشجيعه على ممارسة الأنشطة الّتي يحبّها، لعلّ ذلك يفتح الطّريق أمامه للإبداع (العلميّ, والأدبيّ, والفنّيّ...الخ), والاختراع وحلّ المشكلات.

لقد تبينت الفروق في القدرة المكانيّة البصريّة بين المتعلمين كما يأتي:

• الفروق الكميّة, تتمثل في ثلاثة عوامل وهي:

• التّوجه المكانيّ: الّذي يقوم على تصوّر كيف يبدو شيءٌ ما أو مجموعةٌ من الأشياء مختلفاً إذا ما تمّ تدويره على نحو معين.
• العلاقات المكانيّة: وتختصّ بإدراك العلاقات بين الأشياء من حيث أوجه الشّبه والاختلاف.
• التّصور البصريّ: ويقصد به المعالجة الدّقيقة لترتيب أجزاء شيءٍ ما.

• الفروق الكيفيّة: وهي الفروق بين الأفراد في الاستراتيجيات الّتي يستخدمونها في حلّ المشكلات المكانيّة, وصُنّف الأفراد بها إلى تحليليين وكلّيين في معالجتهم للمعلومات المكانيّة.

و من خلال ما سبق فإنّ القدرة على التّفكير البصريّ تختلف من شخصٍ إلى آخر كماً وكيفاً, فبعض الأشخاص لديهم القدرة على رؤية أدقّ التّفاصيل في المثير البصريّ, وتفسيرها واستنتاج المعاني منها, فقد تمكن أينشتاين نتيجةً لخياله, وعمق تفكيره البصريّ, (وهو لم يبلغ السّادسة عشر من عمره), واستناداً إلى معادلة "ماكسويل" في العلوم من رؤية, وتخيّل ما يمكن أن يكون عليه الأمر, عند مسايرة أية موجة ضوئيّة ومحاولة اللّحاق بها, فاكتشف أنّها ظاهرة طبيعيّة متفرّدة, وأنّ الموجة تتحرك بسرعةٍ أعلى من أن يسايرها أحد. على حين أنّ قدرة بعض الأشخاص على التّفكير البصريّ ضعيفة, مقابل قدرتهم على التّفكير السّمعيّ القويّة.

هناك عدد من الأساليب الّتي تهدف إلى تنمية التّفكير البصريّ, وجميعها تعتمد على ممارسة المتعلّم لبعض الأنشطة التّعليميّة مثل:

• الأنشطة البصريّة الّتي يمارسها المتعلّمون من خلال التّدريب على كيفية تصميم شبكات بصريّة, والتّمكن من قراءتها وإجراء مهارة الاتّصال البصريّ المتعلّقة بالمعلومات المضمّنة بها, والاستجابة لما قرؤوه بطريقةٍ تحليليّةٍ.
• الأنشطة الكمبيوتريّة والفنيّة, حيث يمكن عرض الخرائط البصريّة الّتي تعبّر عن الكثير من المعاني المتعلّقة بمفهومٍ ما, وعلى المتعلّمين فهم هذه الخريطة, والاستعانة بمعلوماتها في تصحيح المعلومات لديهم, واكتشاف معلوماتٍ جديدةٍ ومن الأنشطة التي تنمّي التّفكير البصريّ ما يأتي:

• أنشطة طيّ الورق وأنشطة المكعب.
• أنشطة قطع دينيز الّتي تعتمد على الأساس العشريّ.
• أنشطة أعواد الثّقاب والرّسوم البيانيّة.

• ومن الأساليب الّتي تنميّ التّفكير البصريّ ,القراءة النّاقدة, ورسم المخطّطات والتّصميمات, وإعداد السّيناريوهات, وقراءة الصّورة التّعليميّة, وتحليل مقاطع الفيديو, والرّبط بين النّصوص والألفاظ، والإبحار عبر صفحات الويب التّعليميّة والاجتماعيّة والثّقافيّة ...الخ كونها تتألّف من الأشكال البصريّة المتمثّلة في النّصوص المكتوبة، والصّور الثّابتة، والصّور المتحركة الّتي تحتاج إلى قراءة، ومقاطع الفيديو الّتي تتّطلب المتابعة والتّـأمل في محتوياتها، فضلاً عن الرّسوم الخطّية، والرّسوم المتحركة الّتي تعتمد على حركة العين ويقظتها والإدراك العقليّ لمضمونها، والانتباه إلى ألوانها، ومراقبة حركاتها.

وهناك بعض الأنشطة الّتي قد تنمّي مهارات التّفكير البصريّ في العلوم، وتستخدم مع طريقة دورة التّعلّم الخماسيّة منها:

• مقاطع الفيديو التّعليميّة.
• الصّور التّعليميّة الثّابتة والمتحركّة.
• المجسّمات.
• خرائط المفاهيم.
• إجراء التّجارب.
• القيام بالزّيارات الميدانيّة والرّحلات العلميّة.

ممّا سبق تتّضح أهمية المثيرات البصريّة بأنواعها المختلفة؛إذ يظهر دور هذه المثيرات في تحفيز التّفكير البصريّ، وتنميته لدى المتعلّمين, فضلاً عن نقل المعارف والخبرات التّعليميّة إلى المتعلّمين بطريقةٍ شائقة وأكثر سهولةً ويُسراً. وهنا لا بدّ من تنويع المثيرات البصريّة, وتقديمها بما يناسب قدرات المتعلمين ومستوياتهم, ويجذب اهتمامهم.

إنّ مبدأ التّفكير البصريّ بسيط جداً, وتطبيق مكوناته يتمّ بقوّةٍ في وسط ديناميكيّ فعّال, ممّا ينشّط لدينا تصوّرات جديدة, ويحقّق أهدافاً محدّدة من قبل, تؤدي إلى تفكيرٍ أفضل من خلال استخدام المخطّطات الانسيابيّة, والخطوط الزّمنيّة, والصّور, والأفلام, والتّصورات.

فالتّفكير البصريّ يعتمد على ما تراه العين, وما يتمّ إرساله على شكل شريطٍ من المعلومات المتتابعة الحدوث (المشاهدة) إلى المخّ إذ يقوم بترجمتها, ثمّ يبدأ عملية التّحفيز لردّ الفعل الإنسانيّ المناسب الذي يتراوح بين الإعجاب أو الصّدمة أو الإدراك أو الفهم أو التّساؤل أو الاستعداد...الخ, ثمّ يعمل المخّ على تجهيز تلك المعلومات الّتي وردت إليه من العين بطريقته الخاصّة, وتخزينها في الذّاكرة لمعالجتها فيما بعد, علماً بأنّ ردّ الفعل الإنسانيّ المتوقّع كترجمة لما رآه لابدّ وأن يتأثر بكثيرٍ من العوامل الخاصّة به شخصياً فضلاً عن بيئته الاجتماعيّة ومستواه التّعليميّ والثّقافيّ...الخ, فمثلاً ردّة فعل الفنّان تجاه لوحةٍ ما يمكن أن تكون من أجل التّحليل والدّراسة, غير ردة فعل المشاهد العاديّ الّذي ربما يشعر بالإعجاب تجاه هذه اللّوحة.

أيّاً كان المثير البصريّ (صور, أو رسوم, أو خرائط...الخ), بمجرد رؤية العين له تُرسل المعلومات إلى المخّ الّذي يقوم بمعالجتها, ومن ثمّ إصدار ردّة الفعل المناسبة، والّتي تختلف بين الأشخاص باختلاف خبراتهم السّابقة, وأعمارهم, وجنسهم...الخ. فالتّفكير البصريّ يعمل بطريقةٍ منظّمةٍ غير عشوائيّة.

يعتمد التّفكير البصريّ على عمليتين هما:

• الإبصار: باستخدام حاسّة البصر لتعريف وتحديد مكان الأشياء وفهمها وتوجيه الفرد لما حوله في العالم المحيط.
• التّخيّل: وهي عمليّة تكوين الصّور الجديدة عن طريق تدوير وإعادة استخدام الخبرات الماضية والتّخيلات العقليّة, وذلك في غياب المثيرات البصريّة وحفظها في عين العقل, فالإبصار والتّخيّل هما أساس العمليات المعرفيّة باستخدام مهارات خاصة في المخّ تعتمد على تذكرنا للخبرة السّابقة, حيث يقوم جهاز الإبصار (العين) والعقل بتحويل الإشارات من العين إلى ثلاثة مكونات للتّخيل هي: النّمذجة, واللّون, والحركة ، الإبصار (الرّؤية) والتّخيل عمليتان متكاملتان, فالرّؤية توفّر المادّة الأوليّة للتّخيل, والتّخيل يوجه الرّؤية وينقّيها. وهما أساسيّتان للعمليّات العقليّة كالتّذكر, والّتنبؤ, والتّحليل, والاستنتاج...الخ.

يمكن عدُّ كلّ شيء يمكن رؤيته بالعين، ويكون له دلالة ومعنى عند الإنسان أنّه من أدوات التّفكير البصريّ، مثل:

• الرّموز: وهي الأكثر شيوعاّ واستعمالاً في الاتّصال رغم أنّها تكون أكثر تجريداً.
• الصّور: وهي الطّريق الأكثر دقّة في الاتّصال ولكن في أغلب الأحيان هي النّوع الغالي, والمُضيع للوقت, والأكثر صعوبة في الحصول عليه.
• الرّسوم التّخطيطيّة: يستخدمها الفنّان التّخطيطيّ لتصوّر الأفكار, وتصوّر الحلّ المثاليّ وتشمل:

• الرّسومات المتعلّقة بالصّور تكون ذات اعتراضات سهلة التّمييز لجسم أو فكرة, واستعمال هذه الأشياء كصور ظليّه يكتب عليها لمحة عن الجسم بالتّفصيل باستخدام قصاصاتٍ مطبوعةٍ أو بالحاسوب.
• الرّسومات المتعلّقة بالمفهوم تزيل قدر التّفصيل والتّجديد نفسه في أغلب الأحيان لجسمٍ ما سهل التّمييز.
• والرّسومات الاعتباطيّة مثل الكاريكاتير والكروكي, وهي رموز مجرّدة حُملت في خيال مدرّب كطريقٍ تُرى منه العلاقات بين الأفكار, وتسمّى التّخطيطات الاعتباطيّة بالصّور اللّفظية الّتي تلخّص الأفكار الرّئيسة لفقرةٍ ما, وتتضمن الرّسومات الاعتباطيّة أشكالاً هندسية ومخطّطات وخرائط شبكة....الخ .

كلّ ما تقع عليه عين المتعلّم من مثيراتٍ بصريّةٍ ويكون له معنىً ودلالةً يمكن عدّه من أدوات التّفكير البصريّ, فالصّور هيمنت على المجالات العلميّة والإعلاميّة والثّقافيّة والسّياحيّة كلها, والرّموز انتشرت في الكثير من الأماكن ويسّرت الاتّصال بين البشر على اختلاف أجناسهم ومعتقداتهم...الخ, كذلك المخطّطات والرّسوم البيانيّة الّتي تنقل المعلومات بطريقةٍ واضحةٍ ومختصرةٍ, وتمكن المتعلّم من المقارنة بين المعلومات, والوصول للفهم والإدراك للكثير من الظّواهر والموضوعات.

إنّ تمثيل الأفكار بصريّاً باستخدام الخطوط والأسهم والأشكال الهندسيّة...الخ طريقةٍ جيدةٍ للإنسان بشكلٍ عام، وللمتعلّم بشكلٍ خاص. تساعده في تلخيص ما يدور في ذهنه, وإدراك علاقات جديدة, وإيجاد حلول ربما تكون إبداعيّةٍ لكثير من مشكلاته.

تعدّدت مهارات التّفكير البصريّ, وتغيرت من دراسة إلى أُخرى, ومن مادّة تعليميّة إلى أخرى, وللتّفكير البصريّ ثلاث مهارات ذكرها "ماك كيم"(Mckim) وهي الإبصار والتّخيل والرّسم, ويتفرع من هذه المهارات الثّلاث الرّئيسة مهارات فرعية, وهذا ما أكّده " جراندين" حيث إنّ المهارات الثّلاث الرّئيسة هي أصل جميع المهارات, والمهارات الفرعيّة تتغير تبعاً لأنواع العلوم الّتي تنتمي إليها.

وبعد الاطّلاع على الأدبيّات التّربويّة تم وضع مهارات التّفكير البصريّ الآتية وهي:

• مهارة التّعرّف على الشّكل (القراءة البصريّة): وهي قدرة المتعلّم في التّعرف على أبعاد, وطبيعة, وجميع الخصائص الظّاهرة للمثير البصريّ المعروض.
• مهارة التّمييز البصريّ: وهي قدرة المتعلّم على تمييز الصّورة البصريّة للشّكل عن باقي الأشكال المعروضة, فالشّكل البصريّ يمثّل المعلومات الّتي وضع من أجلها سواء كان هذا الشّكل البصريّ رموزاً, أو صوراً، أو رسوماً بيانيّة, أو مسائل مرسومة.
• مهارة إدراك العلاقات المكانيّة: وهي قدرة المتعلّم على ربط المثير البصريّ بالواقع المحيط بهذا المثير, ومعرفة العلاقة بينهما.
• مهارة تحليل المعلومات على الشّكل البصريّ: وتعني التّركيز على التّفاصيل الدّقيقة والاهتمام بالبيانات الجزئيّة والكليّة, بمعنى القدرة على تجزئة الشّكل البصريّ إلى مكوناته الأساسيّة.
• مهارة تفسير المعلومات على الشّكل البصريّ: القدرة على تفسير كلّ جزئية من جزئيّات الشّكل البصريّ المعروض, حيث إنّ الشّكل البصريّ يحتوي على رموز وإشارات توضّح المعلومات المرسومة وتفسّرها.
• مهارة إدراك الغموض وفكّ الخداع البصريّ: وهي قدرة المتعلّم على التّعرف على نواحي القصور, ومواضع الخلل في المثير البصريّ, وتوجيه التّفكير في الشّكل الصّحيح.
• مهارة استنتاج المعنى: وتعني التّوصل إلى مفاهيم ومبادئ علميّة من خلال الشّكل المعروض مع مراعاة تضمين هذه المهارة للمهارات السّابقة.

مهارات التّفكير البصريّ من المهارات المهمّة والضّرورية للنّجاح في مجالاتٍ عديدةٍ، وتعدّ الدّرجات في الاختبارات الّتي تقيسها مؤشراً للنّجاح في بعض التّخصصات الأكاديميّة كالهندسة والرّياضيات والعلوم.

وتعمل مهارات التّفكير البصريّ مجتمعةً بعضها مع بعض, بكفاءةٍ عاليةٍ للاستجابة الصّحيحة للمثير البصريّ, فالمتعلّم يبدأ بالتّعرف على المثير البصريّ وتمييزه, وتحليل المعلومات وتفسيرها عليه, ومعرفة مواطن الغموض فيه...الخ حتّى يصل إلى المفاهيم والمبادئ العلميّة المرجوّة.

استخدم المعلمون الوسائل البصريّة في تعليم تلامذتهم منذ زمنٍ بعيد, فهذا معلّم الأمّة الأوّل (النّبي محمّد صلّى الله عليه وسلّم) كما جاء في حديث عبد لله بن مسعود- رضيّ الله عنه- قال "خطّ النّبيُّ صلّى الله عليه وسلّم خطّاً مربّعاً, وخطّ خطّاً في الوسط خارجاً منهُ, وخطّ خُططاً صغاراً إلى هذا الّذي في الوسط من جانبه الّذي في الوسط, وقال: هذا الإنسان, وهذا أجلهُ محيطٌ به, أو قد أحاط به, وهذا الّذي هو خارجٌ أملهُ, وهذه الخُطط الصّغار الأعراض, فإن أخطأه هذا نهشه هذا, وإن أخطأه هذا نهشه هذا (البخاري، 1998). 

.أمّا في العصر الحديث فقد ظهر مصطلح التّفكير البصريّ صراحةً في الأوساط التّعليميّة في أواخر الثّمانينيات من القرن العشرين حين ابتكر كلّ من أبيغيل هوسن (ِAbigail Housen), ومدرّس الفنون فيليب ييناواين(PhilipYenawine) استراتيجيات للتّفكير البصريّ لاستخدامها في مناهج المرحلة الإبتدائيّة كبرامج للفنون البصريّة, حيث استخدم الباحثان طريقةً تمّ فيها التّركيز على المتعلّم وتعليمه التّفكير ومهارات الاتّصال باستخدام الصّور والرّسومات والفنون البصريّة, كما استخدم الباحثان الإنترنت في تنمية مهارات استخدام الحاسوب لدى المتعلّمين, وفي إعداد المعلّمين, وقد تمّ تطبيق ذلك وفقاً لمعايير ولاية فلوريدا الأمريكيّة, والّذي كان من نتائجه تحسّن مهارات القراءة والكتابة لدى المتعلّمين في هذه الولاية .بينما ذكر "شيهان" وبايهر أنّ علماء علم نفس (الجشطالت) هم أوّل من تناول التّفكير البصريّ بالتّطبيق والدّراسة وذلك في مطلع القرن العشرين, حيث قام هؤلاء العلماء بدراسة كيفية استخدام الإنسان لعينيه في رؤية الصّورة الكليّة للأشياء, وفي التّعرف على الأجسام وتحديد أماكنها.

وعليه، فإنّ القدرة على التّفكير البصريّ موجودة منذ الأزل طالما يمتلك الإنسان القدرة على التّفكير والرّؤية, ولكن الاهتمام بالتّفكير البصريّ تربويّاً ظهر حديثاً بحسب وجهات النّظر السّابقة, ومازال ينال الاهتمام في الأوساط التّربويّة والتّعليميّة حتّى يومنا هذا.

يرتبط التّفكير البصريّ بالنّصف الأيمن للمخّ, إذ إنّه المسؤول عن الإدراك الكليّ, والقدرة على التّركيب والتّعلّم البصريّ, ويربط بين أشكال الاتّصال البصريّة واللّفظيّة في الأفكار. وتتّسم طبيعة العقل البشريّ بالتّوازن ما بين حاسة السّمع والبصر, وبقية الحواسّ وإدراك الحركات, ولكن ما يحدث في أرض الواقع هو سيطرة الحواسّ البصريّة, حيث يستطيع المخّ إدراك ((36000 صورة في الدّقيقة, ولذلك فمن الضّروريّ العمل على زيادة الاهتمام بالقدرة البصريّة لدى الإنسان وتوظيفها في التّعلم.

وللمتعلّم ذاكرتان أحدهما بصريّة والأخرى لفظيّة، ويؤدي ترميز المعلومات في الذّاكرتين إلى تذكّرها بصورةٍ أفضل من ترميزها بإحدى الذّاكرتين، فالنّجاح الكبير الّذي تحقّقه وسائل التّعلّم البصريّ بوصفها وسائل للتّعبير عن المعلومات اللّفظيّة يعزى إلى أنّ المتعلّم يمتلك ذاكرة بصريّة أقوى من ذاكرته اللّفظيّة، أي أنّه يتذكر الصّور أكثر من تذكّره الكلمات، وإنّ الذّاكرة البصريّة أكبر مقاومة للنّسيان من الذّاكرة اللّفظيّة إذ يقول (أرسطو) "يستحيل التّفكير بلا صورة فحتّى الكلمات ما هي إلاّ صور للأشياء" وبعد الرّجوع إلى العديد من الأدبيات التّربويّة وجدت الباحثة تعريفات عدّة للتّفكير البصريّ منها أنّه:

• قدرة عقليّة مرتبطة بصورةٍ مباشرةٍ بالجوانب الحسيّة البصريّة, إذ يحدث هذا التّفكير حينما يكون هناك تناسق متبادل بين ما يراه المتعلم من أشكال ورسومات وعلاقات, وما يحدث من ربط ونتاجات عقليّة معتمدة على الرّؤيا والرّسم المعروض .
• منظومة من العمليات تترجم قدرة الفرد على قراءة الشّكل البصريّ, وتحويل اللّغة البصريّة الّتي يحملها الشّكل إلى لغةٍ لفظيّةٍ مكتوبةٍ أو منطوقةٍ, واستخلاص المعلومات منه .
• قدرة الفرد على الوصول إلى المعرفة من خلال تحليل الموقف, وإدراك العناصر المتضمنة فيه بصورةٍ كليّة, معتمداً على الخبرات السّابقة, وقدراته الذّاتية .
• ووضعت مجموعة الأيدون IDON Group (وهي مجموعة تهتم بتشجيع الأفراد والمؤسسات على الممارسات الأفضل لاتّخاذ القرار والتّعلم من خلال تدريبهم على التّفكير البصريّ) تعريفات عدّة للتّفكير البصريّ والّتي منها:
• فنّ جديد للحوار يجمع بين أشكال الاتّصال البصريّة واللّفظية في الأفكار.
• وسيط للاتصال يمكّن الأفراد والجماعات من الفهم الأفضل، والمشاركة في رؤية الموضوعات المعقدة أو التّفكير فيها .

وهكذا فإنّ التّفكير البصريّ هو قدرة عقليّة تعتمد على حاسّة البصر, يقوم المتعلّم من خلالها بإدراك المثيرات البصريّة (رسومات, وصور, وأشكال...الخ) وتمييزها, وتفسير المعلومات المتضمنة فيها وتحليلها, بما يساعد على استنتاج المفاهيم والمبادئ العلميّة منها, معتمداً في ذلك على خبراته السّابقة وقدراته الذّاتية.

     إن إضافة الكلس إلى التربة يسبب حدوث تفاعلات كيميائية، ولا يوجد معرفة دقيقة وكاملة لآلية هذه التفاعلات حتى الآن، إلا أنه يمكن إيضاح بعض التفاعلات المتوقع والمقبول حدوثها ضمن إطار المعرفة الحالية وهذه التفاعلات هي:

- التبادل الكاتيوني(*) والتلبد( التكتل) (Cation Exchange&Flocculation).

-التفاعل البوزولاني(Pozzolanic Reaction).

-تفاعل الكربنة(Carbonation).

1- التبادل الكاتيوني والتلبد :

  عند إضافة الكلس للتربة يحدث تبادل كاتيوني يغير العلاقة بين بعض جزيئات الغضار من حالة تنافر متبادل إلى حالة من التجاذب المتبادل نتيجة الوجود المفرط لكاتيونات الكالسيوم(Ca⁺²) المنحلة التي تستبدل الكاتيونات الأقل قدرة على الادمصاص.

وكقاعدة عامة يتبع نظام تبادل الكاتيونات المعروفة في الترب السلسلة الآتية:

Na⁺<K⁺<Ca⁺²<Mg⁺²<H⁺<Al⁺³<Fe⁺³                         

إذ تميل الكاتيونات من اليمين إلى استبدال الكاتيونات باتجاه اليسار كما تستبدل الكاتيونات الثنائية  التكافؤ الكاتيونات أحادية التكافؤ.

     وعندما تفقد الحبيبات شحنتها فإنها تتجمع وتتكتل وهذا ما يعرف بظاهرة التخثر أو التلبد، ويسبب التبادل الكاتيوني والتلبد تغيراً في خواص التربة إذ ينخفض حد السيولة ويرتفع حد اللدونة ويقل بالتالي دليل لدونة التربة كما تنخفض الكثافة الجافة العظمى gdmax لها.

2- التفاعل البوزولاني :

     يطلق اسم التفاعل البوزولاني على التفاعل الذي يحدث بين عناصر التربة ولاسيما الألومينات والسيأتيكات مع الكلس لتشكيل مواد كيميائية جديدة.

و تعدّ جمل التربة-كلس جملاً معقدة كيميائياً ويصعب دراسة خواصها الفيزيائية والكيميائية. وأياً كانت طبيعة الآلية الدقيقة للتفاعل، فإن ما يأتي يعطي فكرة مبسطة جداً عن بعض التفاعلات التي تحدث في خليط التربة-كلس:

                                                     Ca⁺²+2(OH)^-                 Ca(OH)₂             Cao+H₂o   

(سيأتيكات الكالسيوم المائية)Ca⁺²+2(OH)^- +Sio₂                  Cao.Sio₂.H₂o                   

(ألومينات الكالسيوم المائية)   Ca⁺²+2(OH)^- +Al₂0₃                  Cao.Al₂o₃.H₂o                   

     تشبه نواتج التفاعلات أعلاه نواتج تميّه الأسمنت وهي تؤدي إلى ربط أو تلاصق (Cemention) جزيئات التربة، وهذه العملية تتطور مع الزمن وهذا ما يسبب اكتساب المقاومة مع الزمن.

     وإن نضوج التفاعل البوزولاني في خليط تربة-كلس يتأثر بكمية ونوع الكلس، وفترة المعالجة، ودرجة الحرارة، والتركيب الكيميائي للتربة.

     وتجدر الإشارة إلى أن وجود كمية قليلة من شوارد الكالسيوم ((Ca⁺² يؤدي إلى حدوث تفاعلات التبادل الكاتيوني والتلبد فقط، وعندها نحصل على تربة معدلة بالكلس(Lime-modified soil) ، ولا يحدث التفاعل البوزولاني إلا في حال وجود كمية كافية من (Ca⁺²) حيث أن المقاومة تتزايد لتحقق معياراً محدداً، وفي هذه الحالة يصطلح على تسمية الناتج بتربة مثبتة بالكلس(Lime-stabilized soil).

     والجدير ذكره أنه ومن خلال التجارب المخبرية وجد أن احتواء الكلس على نسبة من أكسيد المغنزيوم (Mgo) تزيد من سرعة التفاعل البوزولاني، كما أن الكلس الحي أكثر فعالية (25 % أكثر تفاعلاً ) من الكلس المطفأ ويعطي متانة أعلى لمزيج التربة- كلس، لأنه يوفر كمية أكبر من شوارد الكالسيوم، لكن يجب الانتباه إلى أنه وبسبب تفاعل الكلس الحي بشكل كبير مع الماء، يطلق كميات كبيرة من الحرارة خلال التفاعل الكيميائي، فهناك حاجة لبرنامج حماية مفصل عند البناء باستعمال الكلس الحي، لذا يفضل استخدام الكلس المطفأ لأن التعامل معه أكثر أماناً.

3- تفاعل الكربنة:

يحوّل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء وماء المطر ماءات وهيدروكسيدات الكالسيوم و المغنيزيوم إلى كربوناتهم الخاصة، وذلك حسب المعادلات الآتية:

                (راسب)                  Ca⁺²  + Co₃^-2                 CaCo₃

                (راسب)            Mg⁺² + Co₃^-2                 MgCo₃                          

     كان هناك اعتقاد سابق بأن تفاعل الكربنة هو المصدر الوحيد للمتانة في الترب المعالجة بالكلس، إلا أن الأبحاث الحديثة أكدت أن الأهمية الأكبر والعامل الأكثر تأثيراً يعطى للتفاعل البوزولاني،

ومن المهم أن نذكر هنا بعض العوامل المؤثرة على حدوث التفاعلات الكيميائية :

• أهمية حجم الجزيئات ونسبة السطح إلى الحجم: فكما هو معروف بأن الذرات، الإيونات والجزيئات تستطيع أن تتفاعل مع بعضها عندما تكون على تماس مع بعضها البعض، ولذلك تستطيع الجزيئات الصلبة التفاعل على سطوحها، كما أن نسب تفاعلها الخاصة مرتبطة بنسبة السطح إلى الحجم، وكلما ازدادت نعومة التربة ازداد معها السطح النوعي للتربة، وهذا يساعد على أن يتم التفاعل بسهولة مع معظم المواد المعالجة، لذلك ينصح بإضافة نسب مدروسة من المواد الناعمة في حال معالجة الحصويات.
• انحلال هيدروكسيد الكالسيوم: دلت الدراسات على أن انحلال هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂ هام جداً لأن التفاعل المدروس يحدث في وسط مائي من جهة، ولأن نسب التفاعلات تتعلق بتركيز المكونات من جهة أخرى، وتكون نسبة انحلال هيدروكسيد الكالسيوم في الماء صغيرة نسبياً (1,65غرام /لتر) في درجات الحرارة المعتدلة، وفي حالات عدة وعندما تكون الكمية قليلة من هيدروكسيد الكالسيوم فإنها تستنفذ مباشرة لإرضاء قدرة التبادل الكاتيوني، ولذا يجب أن يكون هناك  كمية كافية من هيدروكسيد الكالسيوم في الجملة للتعويض عن تلك المأخوذة من المحلول.

     وعند المعالجة بالكلس فهناك نسبة أصغريه من الكلس المضاف لا تحدث دونها مؤشرات معالجة حقيقية، وفي الواقع يصعب إضافة نسبة كلس أقل من (2%) وتوقع حدوث تأثير منتظم مستمر وذلك بسبب صعوبة مزج وتوزيع الكلس بشكل متجانس في هذه الحالة.

• تأثير درجة الحرارة: إن جملة التربة-كلس ستتأثر بدرجة الحرارة، وقد أظهرت الدراسات المخبرية والعملية أن متانة عينات التربة-كلس تزداد مع ازدياد درجة الحرارة، كما بينت الدراسات مدى ملاءمة استخدام المعالجة بالكلس في المناطق ذات المناخ الحار والمعتدل كما هو الحال في القطر العربي السوري.