تأثیر میکروسیلیس بر خاک رس تثبیت شده با آهک در مجاورت سولفات

تثبیت شیمیایی خاکهای رسی متورم شونده با پلاستیسیته زیاد به وسیله آهک، زمانی که در معرض سولفات باشند، با مشکلاتی مواجه است. کلسیم موجود در آهک با سولفات موجود در خاک به همراه آلومینیوم آزاد شده از خاک واکنش داده و ماده ای به نام اترینگایت را تشکیل می دهند. اترینگایت ماده ناپایدار کریستالی است که در زمان هیدراته شدن، تغییر حجم زیادی از خود بروز می دهد و از مقاومت خاک به میزان زیادی می کاهد. نقش مخرب سولفاتها در خاکهای تثبیت شده با آهک، چند سالی است که مورد توجه و مطالعه محققین قرار گرفته است. در این ارتباط یون سولفات می تواند از طریق خاکهای سولفاته مثل خاکهای گچی و یا به وسیله آب حاوی یونهای سولفات محلول که در درون خاک اصلاح شده جریان می یابد، تأمین گردیده و وارد فعل و انفعالات شیمیایی آهک و رس گردد. در این تحقیق از آهک، میکروسیلیس و گچ برای تثبیت خاک رس کائولینیت استفاده شده است. دوده سیلیسی یا میکروسیلیس، یکی از محصولات جانبی کارخانه های سیلیکون و آلیاژ فروسیلیس است و خاک مورد استفاده، رس با پلاستیسیته زیاد بوده که با درصد های مختلف آهک، میکروسیلیس و گچ در درصد رطوبتهای مختلف مخلوط شده، سپس تحت آزمایشهای تراکم، cbr و تک محوری قرار می گیرد. درصدهای اختلاط این مواد با توجه به نتایج آزمایشهای تک محوری روشنامید (1385) انتخاب شدند؛ آزمایشهای تک محوری پایان نامه روشن امید (1385) بر روی ترکیبات مختلفی در درصد رطوبت 45 درصد انجام شد و درصد بهینه ترکیبات مواد فوق از حیث مقاومت تعیین گردید و در این پایان نامه از همان ترکیبات استفاده شد. این نمونهها به دو دسته عملآوری 7 و 28 روزه تقسیم شدند. یک سری از آزمایشها بلافاصله بعد از عملآوری بر روی نمونههای غیراشباع صورت پذیرفت و مقاومت cbr آنها به دست آمد. سپس نمونه های دیگری با همان درصدهای اختلاط آماده گردید و این بار پس از زمان عملآوری، نمونه ها به مدت 96 ساعت در آب غوطهور شدند تا تورم کنند و پس از اندازه گیری میزان تورم، مقاومت cbr آنها اندازهگیری شد. تعداد 80 آزمایش cbr در حالت اشباع و غیراشباع برروی نمونه ها صورت پذیرفت به این صورت که برای هر ترکیب 5 آزمایش در درصد رطوبتهای مختلف در حوالی رطوبت بهینه هر ترکیب صورت گرفت تا علاوه بر مقایسه ترکیبات مختلف، تأثیر رطوبت نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. همانند آزمایشهای cbr ، جهت بررسی تأثیر رطوبت بر مقاومت فشاری محدودنشده، نمونه هایی برای انجام این آزمایش برای هر ترکیب در 5 رطوبت مختلف ساخته شد. نتایج حاصل از کلیه این آزمایشها نشان دهنده این بود که میکروسیلیس نقش بسزایی در کاهش اثرات مخرب سولفات، کاهش میزان تورم، افزایش مقاومت تک محوری و cbr خاک تثبیت شده با آهک دارد. رطوبت نیز در میزان مقاومت ترکیبات نقش مهمی داشته و افزایش رطوبت منجر به افزایش کرنش گسیختکی، کاهش سختی نمونه ها در آزمایش تک محوری و کاهش میزان تورم نمونه ها می شود. همچنین نشان داده شد بیشترین میزان مقاومت ترکیبات در رطوبت حوالی میزان رطوبت بهینه آنها به دست می آید و و با دور شدن از میزان رطوبت بهینه از هر طرف مقاومت ترکیبات کاهش خواهد یافت و همچنین بیشترین میزان تورم در رطوبتهای کمتر از میزان بهینه ترکیبات رخ داد و با افزایش میزان رطوبت از میزان تورم کاسته شد. با توجه به این نتایج، استفاده از دوده سیلیسی به عنوان محصول فرعی و زائد کارخانه های فروسیلیس، همراه با آهک به منظور تثبیت خاک از جنبه های مختلف می تواند اثربخش واقع شود.