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

Abstract

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 30% وزنی، سیمان و مخلوط سیمان-زئولیت (با نسبت­های متفاوت)، بطور جداگانه به خاک مورد مطالعه اضافه، سپس با افزودن الیاف و عمل­آوری تا 90 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 بعضاً تا 60% کاهش می­یابد. تأمین 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 3/1 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 7 روز) و مقادیر کم افزودنی داشته و شاخص خرابی ناشی از فرآیند یخ و ذوب حدود 50% کاهش می­یابد. علاوه بر این، مقاومت کششی سیستم اخیر نسبت به سیمان تنها، بیش از 5/1 برابر بهبود و مقاومت پس­ماند آن تا 200% 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 30%) و همچنین کاهش زمان مورد نیاز عمل­آوری (تا 3 برابر)، به عنوان یک گزینه موثر برای بهسازی خاک­های نرم تحت چرخه­های یخ و ذوب، پیشنهاد می­شود.