مدلسازی پیشرفته در مهندسی عمران
عملکرد مکانیکی و ریزساختاری خاک رسی تثبیتشده با سیمان و پسماند سیلیکات سدیم (SSW)
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
چکیده
تثبیت شیمیایی روشی گسترده برای بهبود خواص مهندسی خاکهای رسی است. تثبیتکنندههای متداول مانند سیمان و آهک مؤثر هستند، اما هزینهبر بوده و از منظر پایداری زیستمحیطی، کارآمدی کمتری دارند. در این راستا، بهرهگیری از پسماندهای صنعتی با فعالیت پوزولانی، جایگزینی نویدبخش و سازگار با محیط زیست ارائه میدهد. پژوهش حاضر به بررسی اثر ترکیبی سیمان پرتلند تیپ ۲ و پسماند سیلیکات سدیم (SSW) بر رفتار مکانیکی و ریزساختاری خاک رسی میپردازد. در این راستا، آزمایشهای آزمایشگاهی شامل حدود اتربرگ، مشخصات تراکمی، مقاومت فشاری تکمحوری (UCS) و (SEM) بر روی نمونههای تثبیت نشده و تثبیت شده انجام گردید. نمونههای خاک با ۲ تا ۸ درصد سیمان و ۲ تا ۸ درصد SSW تثبیت شده و تحت شرایط استاندارد عملآوری شدند. نتایج نشان میدهد که افزودن SSW بهطور قابلتوجهی عملکرد خاک را بهبود میبخشد؛ بهطوریکه شاخص پلاستیسیته از ۱۶.۱٪ در خاک تثبیت نشده به ۶.۴٪ در ترکیب حاوی ۸٪ سیمان و ۸٪ SSW کاهش یافت. آزمایشهای تراکمی حاکی از کاهش حداکثر چگالی خشک و افزایش درصد رطوبت بهینه بود که این امر به دلیل اثرات پرکنندگی و ریز شدن ذرات رخ داده است. مقادیر UCS با افزایش زمان عملآوری بهطور چشمگیری افزایش یافت و در مخلوط ۸٪ سیمان و ۸٪ SSW پس از ۴۲ روز به ۳۶۴۹ کیلوپاسکال رسید که بیانگر افزایش ۱۴.۶ برابری نسبت به خاک تثبیتنشده و ۲۲٪ افزایش نسبت به تثبیت تنها با سیمان است. همچنین مخلوط ۶٪ سیمان و ۶٪ SSW به مقاومت ۳۴۲۰ کیلوپاسکال دست یافت که گزینهای مقرونبهصرفهتر را ارائه میدهد. تحلیلهای SEM با تأیید تشکیل ژلهای C-S-H و C-A-S-H، بهبود پیوستگی و کاهش تخلخل را به اثبات رساند. بهطور کلی، استفاده ترکیبی از سیمان و پسماند سیلیکات سدیم، رویکردی کارآمد، اقتصادی و پایدار برای بهبود مقاومت، دوام و پلاستیسیته خاکهای رسی فراهم میکند.
کلیدواژهها
موضوعات
)