ساخت مالچ سیمانی-سرباره‌ای با استفاده از روش طراحی آزمایش مخلوط برای تثبیت ماسه‌های روان

Abstract

یکی از روش‌های معمول برای کنترل حرکت ماسه­های روان و کنترل گرد و غبار­های حاصله، مالچ پاشی بر سطح آن‌ها است. با وجود استفاده­های مکرر از مالچ­های نفتی، به دلیل هزینه­های بسیار سنگین و مشکلات زیست‌محیطی، پژوهش­ها و تلاش­ها برای تولید مالچ­های جدید سازگار با محیط­زیست رو به افزایش است. در این تحقیق، از نسبت­های مختلف سیمان، آهک، ماسه بادی و سرباره فولاد به‌عنوان مالچ سیمانی-سرباره­ای برای تثبیت نمونه­های ماسه­زارهای منطقة رباط کریم استفاده شده است. استفاده از سرباره فولاد به دلیل مزیت­های زیست‌محیطی حذف پسماند و خاصیت پوزلانی آن برای جایگزینی به جای قسمتی از سیمان می­باشد. برای یافتن اختلاط بهینه و کاهش نمونه­های آزمایشگاهی از روش طراحی آزمایش مخلوط استفاده شد و تأثیر درصد مختلف مواد تشکیل دهنده بر مقاومت برشی، فشاری، ضربه­ای و درصد رطوبت تیمارهای مالچ سیمانی-سرباره­ای بررسی شد. نتایج نشان می­دهد که افزودن سرباره باعث افزایش مقاومت فشاری و برشی و همچنین قابلیت نگهداری رطوبت در مالچ ترکیبی جدید می­شود. درنهایت با توسعة مدل ریاضی نتایج آزمایش­ها، شش حالت مختلف برای بهینه­سازی ترکیب مالچ سیمانی-سرباره­ای در نظر گرفته شد، که تیمار 731/68% ماسه، 27% سیمان، 979/2% سرباره فولاد و 3/1% آهک، بهترین ترکیب با در نظر گرفتن تمامی شاخص­ها به دست آمد. برای اعتبارسنجی نتایج بدست آمده از مدل ریاضی شش ترکیب بهینه مجدداً ساخته شده و آزمایش­ها مجدداً بر روی آن­ها صورت گرفته که نتایج بدست آمده حاکی از هم­خوانی قابل قبول بین مقادیر پیش­بینی شده و آزمایش شده می­باشد.