مطالعه آزمایشگاهی خاک های ماسه ای تثبیت شده با بیوپلیمر

خاک کهن ترین مصالح ساختمانی است که بشر از آن سود جسته است. دسترسی آسان و قیمت ارزان از جمله مزایایی است که زمینه ساز گسترش روز افزون مصرف خاک گردیده است اما ضعف مقاومت برشی و عدم مقاومت کششی خاک، همواره از معضلاتی بوده که مهندسین با آن مواجه بوده اند. روش های مختلفی از روزگاران کهن تا امروز برای رفع این نقیصه ابداع شده و مورد استفاده قرار گرفته است. بدلیل مشکلات روشهای سنتی همواره مهندسان دنبال استفاده از مواد سازگار با محیطزیست بودهاند. از این رو بیوپلیمرها در سالهای اخیر مورد توجه دو چندان قرار گرفته اند. در این تحقیق در ابتدا به بررسی انواع این بیوپلیمرها پرداخته شده و در ادامه بیوپلیمر صمغ حاصل از دانهی شنبلیله برای تثبیت خاک مورد استفاده قرار گرفته است. با انجام آزمایشهای تک محوری کارآیی این بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقاومت خاک بدون بیوپایمر برابر با 220 کیلوپاسکال است. در حالی که مقاومت همان خاک بعد از استفاده از نیم درصد صمغ برابر با 616 کیلوپاسکال شد که تقریبا 3 برابر مقاومت اولیه ی خاک است. افزایش درصد بیوپلیمر باعث افزایش دو چندان مقاومت گردید. بطوریکه با افزایش مقدار صمغ به 2 درصد وزن خاک، این مقاومت به 2200 کیلوپاسکال رسید که 10 برابر مقاومت اولیه بود. کرنش ایجاد شده و نوع شکست نمونه ها نشان داد که با افزایش درصد بیوپلیمر در ابتدا خاک میزان کرنش بیشتری در تنش ماکزیمم از خود نشان داده است و این نشان دهنده جذب خوب انرژی و انعطاف پذیری مصالح بوده است. کرنش شکست نمونه از یک درصد در خاک شاهد به 1/5 تا 2 درصد رسید. اما با زیاد شدن بیشتر این بیوپلیمر اگرچه مقاومت خاک همچنان افزایش میافت اما رفتار خاک انعطاف پذیرتر بود و سطح زیر منحنی تنش-کرنش محوری بیشتر داشت. نکته قابل توجه این بود که با توجه به استفاده از درصد کم بیوپلیمر و افزایش چندین برابر مقاومت بیوپلیمر برای تثبیت خاک کاملا مناسب بود و بعنوان یک تثبیت کننده میتواند قابل مطرح شدن باشد. میزان جذب بالای انرژی همچنین مقاومت بالای نمونه های تثبیت شده با این صمغ خود میتواند دلیلی بر مناسب بودن این ماده برای تثبیت خاک و لایه های روسازی راه اشاره کرد.

کلیدواژه ها:

بیوپلیمر ، محیط زیست ، دانه شنبلیله ، مقاومت تک محوری.