تأثیر سرباره دانه ای کوره بلند ذوب آهن اصفهان (‏ggbs‏) بر دوام خاک تثبیت شده با آهک در مجاورت سولفات

خاکهای رسی اغلب سبب ایجاد مشکلاتی در پروژه های عمرانی می شوند. ضعف مقاومتی و حساسیت در برابر سیکلهای متناوب ‏یخ زدن و آب شدن و تر و خشک شدگی، از جمله این مسائل است. بشر از دیرباز با روشها و راهکارهای مختلف در پی غلبه بر ‏این چالشها بوده که لازمه توجیه این روشها، اقتصادی و عملی بودن آنهاست. در این پایان نامه از آهک، سرباره و گچ برای ‏تثبیت خاک رس کائولینیت استفاده شده است. سرباره مورد استفاده از نوع ‏ggbs‏ است که به عنوان جایگزین بخشی از آهک ‏مصرفی در تثبیت خاک رس به کار رفته و از شرکت سهامی ذوب آهن اصفهان تهیه شده است. کلسیم موجود در آهک با سولفات ‏موجود در خاک به همراه آلومینیم 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. یون سولفات می تواند از طریق خاکهای سولفاته و یا به وسیله آب حاوی یونهای سولفات که درون خاک اصلاح شده جریان ‏می یابد، تأمین گردیده و وارد فعل و انفعالات شیمیایی آهک و رس شود. ‏ ‏ خاک مورد استفاده رس با خاصیت خمیری کم است که با درصدهای مختلف آهک، گچ و سرباره در درصد رطوبت بهینه ‏مخلوط شده و پس از متراکم شدن، آزمایشهای یخ زدن و آب شدن، تر و خشک شدگی در آب شرب، تر وخشک شدگی در ‏محلول سولفات سدیم و سولفات منیزم و تک محوری انجام پذیرفته است. درصد اختلاط مواد با توجه به نتایج آزمایشهای ‏تک محوری نادری (1388) انتخاب شده است. نمونه های آزمایش در هفت ترکیب مختلف در دمای 45 درجه سلسیوس و به مدت ‏‏28 روز در گرمخانه عمل آوری شده اند. برای هر یک از چهار آزمایش انجام شده در این تحقیق هفت ترکیب مختلف ساخته شده ‏بعد از سیکلهای زوج تحت آزمایش فشاری محدود نشده قرار گرفته اند. به طور میانگین نمونه ها بین شش تا دوازده سیکل ‏آزمایش را توانستند تحمل کنند. بنابراین برای هر ترکیب در هر آزمایش حداقل 10 نمونه ساخته شد، که در مجموع 280 نمونه را ‏شامل می شود. در آزمایش یخ زدن و آب شدن نمونه ها بعد از عمل آوری و خروج از آون، از قالب خارج شده و در دمای 23- درجه ‏سلسیوس منجمد می شدند و جهت آب شدن در یک محفظه بدون تبادل رطوبتی با محیط آب می شدند. برای سه آزمایش تر و ‏خشک شدگی، با توجه به اینکه نمونه ها بعد از قرارگرفتن درون محلول مورد آزمایش کاملاً متلاشی شده و از بین می رفتند؛ ‏نمونه ها همراه با قالب ‏pvc‏ مورد آزمایش قرار گرفتند. ‏ ‏ نتایج آزمایشها نشان می دهد سرباره همراه با آهک می تواند در کاهش حساسیت خاک تثبیت شده در مقابل سیکلهای یخ زدن ‏و آب شدن و تر و خشک شدگی موثر باشد. همچنین اثر مثبت سرباره در آزمایشهای قرار گرفتن نمونه ها در محلول سولفات ‏سدیم و منیزیم دیده می شود؛ و نیز با مقایسه نتایج آزمایشها مشاهده می شود اثر مخرب سیکلهای یخ زدن- آب شدن از سایر ‏آزمایشها بیشتر و تر و خشک شدگی از بقیه کمتر است و محلول سولفات سدیم و سولفات منیزیم به ترتیب در این بین قرار ‏دارند. باتوجه به این نتایج این تحقیق، استفاده از سرباره که محصول فرعی صنایع ذوب آهن است، می تواند از جنبه های گوناگون ‏مانند جایگزینی درصدی از آهک با سرباره که یک ماده بی ضرر است، مفید باشد.‏