عملکرد مکانیکی و ریزساختاری خاک رسی تثبیت شده با سیمان و پسماند سیلیکات سدیم (SSW)

تثبیت شیمیایی روشی گسترده برای بهبود خواص مهندسی خاک های رسی است. تثبیت کننده های متداول مانند سیمان و آهک موثر هستند، اما هزینه بر بوده و از منظر پایداری زیست محیطی، کارآمدی کمتری دارند. در این راستا، بهره گیری از پسماندهای صنعتی با فعالیت پوزولانی، جایگزینی نویدبخش و سازگار با محیط زیست ارائه می دهد. پژوهش حاضر به بررسی اثر ترکیبی سیمان پرتلند تیپ ۲ و پسماند سیلیکات سدیم (SSW) بر رفتار مکانیکی و ریزساختاری خاک رسی می پردازد. در این راستا، آزمایش های آزمایشگاهی شامل حدود اتربرگ، مشخصات تراکمی، مقاومت فشاری تک محوری (UCS) و (SEM) بر روی نمونه های تثبیت نشده و تثبیت شده انجام گردید. نمونه های خاک با ۲ تا ۸ درصد سیمان و ۲ تا ۸ درصد SSW تثبیت شده و تحت شرایط استاندارد عمل آوری شدند. نتایج نشان می دهد که افزودن SSW به طور قابل توجهی عملکرد خاک را بهبود می بخشد؛ به طوری که شاخص پلاستیسیته از ۱۶.۱٪ در خاک تثبیت نشده به ۶.۴٪ در ترکیب حاوی ۸٪ سیمان و ۸٪ SSW کاهش یافت. آزمایش های 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 عمل آوری به طور 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 تثبیت نشده و ۲۲٪ افزایش نسبت به تثبیت تنها با سیمان است. همچنین مخلوط ۶٪ سیمان و ۶٪ SSW به مقاومت ۳۴۲۰ کیلوپاسکال دست یافت که گزینه ای مقرون به صرفه تر را ارائه می دهد. تحلیل های SEM با تایید تشکیل ژل های C-S-H و  C-A-S-H، بهبود پیوستگی و کاهش تخلخل را به اثبات رساند. به طور کلی، استفاده ترکیبی از سیمان و پسماند سیلیکات سدیم، رویکردی کارآمد، اقتصادی و پایدار برای بهبود مقاومت، دوام و پلاستیسیته خاک های رسی فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

تثبیت خاک ، خاک رسی ، پسماند سیلیکات سدیم ، سیمان ، واکنش پوزولانی