تاثیر ترکیب زئولیت و الیاف بر بهبود خصوصیات ژئومکانیکی خاک تثبیت شده با سیمان تحت چرخه های یخ و ذوب

در پژوهش حاضر تاثیر استفاده زئولیت همراه الیاف پلی­پروپیلن در پایایی مشخصات مهندسی خاک­های نرم تثبیت شده با سیمان تحت چرخه­های یخ و ذوب (F-T) بررسی شد. بدین منظور مقادیر صفر تا ۳۰% وزنی، سیمان و مخلوط سیمان-زئولیت (با نسبت­های متفاوت)، بطور جداگانه به خاک مورد مطالعه اضافه، سپس با افزودن الیاف و عمل­آوری تا ۹۰ روز، مجموعه­ای از آزمایش­های ژئوتکنیکی در کنار آنالیزهای ریزساختاری صورت گرفت. نتایج بدست آمده موید آن است استفاده از مقادیر اندک سیمان می­تواند سبب بهبود اولیه پارامترهای ژئومکانیکی خاک شود؛ اما با افزایش چرخه­های F-T مقاومت نمونه­ها بعضا تا ۶۰% کاهش می­یابد. تامین شرایط مطلوب، نیازمند مصرف زیاد سیمان و نگهداری طولانی بوده که علاوه بر افزایش هزینه تثبیت، رفتار مصالح را به شدت تردشکن می­کند. از طرفی، با افزودن زئولیت (حداکثر تا یک چهارم سهم سیمان) علی­رغم امکان رشد ظرفیت باربری (تا ۳/۱ برابر)؛ اما همچنان مقاومت مصالح تحت چرخه­های F-T افت زیادی نشان می­دهد. مشاهده شد حضور الیاف در این سری از نمونه­ها، تاثیر قابل ملاحظه­ای بر افزایش پایایی رفتار خاک به ویژه در زمان­های محدود نگهداری (کمتر از ۷ روز) و مقادیر کم افزودنی داشته و شاخص خرابی ناشی از فرآیند یخ و ذوب حدود ۵۰% کاهش می­یابد. علاوه بر این، مقاومت کششی سیستم اخیر نسبت به سیمان تنها، بیش از ۵/۱ برابر بهبود و مقاومت پس­ماند آن تا ۲۰۰% بیشتر است. علت این تغییرات با استناد به طیف­های اشعه ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ماتریس پیوسته­تر خاک ناشی از گسترش نانو ساختارهای سیمانی و پیوند مستحکم الیاف با ذرات ارزیابی شد. در مجموع بر اساس نتایج حاصل، استفاده از ترکیب CZF، به دلیل امکان مصرف کمتر سیمان (حدود ۳۰%) و همچنین کاهش زمان مورد نیاز عمل­آوری (تا ۳ برابر)، به عنوان یک گزینه موثر برای بهسازی خاک­های نرم تحت چرخه­های یخ و ذوب، پیشنهاد می­شود.

کلیدواژه ها:

Soft soil ، freeze and thaw cycles ، zeolite ، fiber ، modified geo-mechanical properties ، خاک نرم ، سیمان ، چرخه یخ و ذوب ، زئولیت ، الیاف ، بهبود مشخصات ژئومکانیکی