تثبیت پایدار خاک های رسی بستر راه با ژئوپلیمر حاصل از ترکیب پودر شیشه زائد و پسماند کلسیم کاربید با رویکرد زیست محیطی

در سال های اخیر، استفاده از پسماندهای صنعتی و شهری در بهسازی خاک های مشکل دار—به ویژه خاک های رسی بستر راه ها—به عنوان یک استراتژی پایدار و دوست دار محیط زیست در مهندسی ژئوتکنیک مورد توجه قرار گرفته است. خاک های رسی به دلیل خصوصیات نامطلوبی همچون تورم پذیری بالا، نشست قابل توجه، ظرفیت باربری پایین و حساسیت به تغییرات رطوبتی، اجرای پایدار راه ها را با چالش های جدی مواجه می سازند. روش های سنتی تثبیت خاک، از جمله مصرف سیمان و آهک، علاوه بر هزینه بر بودن، سهم قابل توجهی در مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای—به ویژه دی اکسید کربن—دارند و با اصول توسعه پایدار همخوانی کاملی ندارند. در این زمینه، بازیافت پسماندهای جامد شهری و صنعتی نه تنها به عنوان جایگزینی هوشمندانه برای مواد مصرفی سنتی عمل می کند، بلکه گامی موثر در جهت کاهش حجم ضایعات، صرفه جویی در منابع معدنی و حرکت به سوی اقتصاد چرخشی محسوب می شود. در این پژوهش، از ترکیب پودر شیشه زائد (به عنوان پسماند شهری غنی از سیلیس) و پسماند کلسیم کاربید (حاصل فرآیند تولید گاز استیلن در صنایع شیمیایی) در قالب یک سیستم ژئوپلیمری برای تثبیت خاک رسی استفاده شده است. برای ارزیابی عملکرد این ترکیب، آزمایش های ژئوتکنیکی و مطالعات ریزساختاری انجام شد. یافته ها نشان داد که نمونه های خاک تثبیت شده با ۱۵ درصد پودر شیشه زائد و ۷ درصد پسماند کلسیم کاربید بیشترین بهبود را در پارامترهای مکانیکی از خود نشان دادند. همچنین، تحلیل های میکروسکوپی تایید کردند که تشکیل محصولات ژئوپلیمری در ماتریس خاک، تراکم ساختاری و کاهش تخلخل موثر را به دنبال داشته است. این پژوهش نه تنها از دیدگاه فنی-مکانیکی، بلکه از منظر زیست محیطی و مدیریت پسماند، اهمیت بالایی دارد؛ چرا که استفاده از این ترکیب دوگانه می تواند همزمان چالش های فنی بهسازی بستر رسی راه و دغدغه های زیست محیطی ناشی از تجمع پسماندها را مدیریت کند. در نتیجه، یافته های این مطالعه می تواند زمینه ساز کاربرد گسترده تر مواد زائد در پروژه های زیرساختی پایدار و کم کربن باشد.

کلیدواژه ها:

بستر رسی راه ، پودر شیشه ، پسماند کلسیم کاربید و ژئوپلیمر ، مواد زائد