تأثیر دوده سیلیسی بر دوام خاک رس تثبیت شده با آهک در مجاورت سولفات

خاکهای ریزدانه رس دار با فراوانی گسترده در سطح کشور، مشکلات زیادی در پروژه های عمرانی ایجاد کرده اند. یکی از روشهای اصلاح یا بهبود خواص این خاکها تثبیت با آهک است. تاکنون مطالعات نسبتاً زیادی جهت تثبیت خاکهای مسأله دار با آهک انجام شده است. اخیراً در کشورهای پیشرفته، ترکیبات شیمیایی جدیدی ابداع و مورد استفاده قرار می گیرند. در این میان استفاده از دوده سیلیسی و تأثیر آن در بهبود رفتار خاک به جز مطالعات انجام شده در آمریکا، مورد بررسی چندانی قرار نگرفته است. همچنین یکی از مشکلات موجود، تورم ناشی از یخبندان و نهایتاً کاهش مقاومت و ظرفیت باربری خاکها به علت افزایش رطوبت ناشی از آب شدن یخ است. این مشکل در مناطق سردسیر حائز اهمیت بوده و تورم ناشی از یخبندان باعث افزایش حجم کل خاک و آب شدن یخ باعث افزایش تخلخل، درصد رطوبت و نهایتاً کاهش مقاومت خاک می شود. در این پایان-نامه به تأثیر دوده سیلیسی بر دوام خاک رس تثبیت شده با آهک در مجاورت سولفات پرداخته می شود. در این پایان نامه از آهک، گچ و دوده سیلیسی برای تثبیت خاک رس کائولینیت استفاده شده است. مکانیزم تورم ناشی از سولفات به این صورت است که کلسیم موجود در آهک با سیلیکا و آلومینای موجود در خاک رس برای تشکیل ترکیبات سمنتاسیون واکنش انجام می‏دهند. این واکنشها معمولاً مقاومت را افزایش و خواص خمیری و پتانسیل تورم را کاهش می‏دهند؛ لیکن در اثر وجود سولفاتها در خاک یا آب حفره ای، یونهای سولفات نیز در واکنشها شرکت می کنند و واکنشهای پوزولانی درازمدت تثبیت را قطع می کنند. در عوض کانیهایی نظیر اتر‏ینگایت و تاماسایت شکل می‏گیرند که هر دو این کانیها در طبیعت توانایی زیادی درجذب آب دارند و به محض جذب آب، منبسط شده و باعث تورم می شوند. خاک مورد استفاده رس با خاصیت خمیری کم است که با درصدهای مختلف آهک، گچ و دوده سیلیسی 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 روشن امید (1385) و میزان درصد رطوبت بهینه از نتایج میرجعفری (1388) انتخاب شده است. نمونه های آزمایش در سه ترکیب مختلف در دمای 45 درجه سلسیوس و به مدت 28 روز در گرمخانه عمل آوری شده اند. برای هر یک از چهار گروه آزمایش انجام شده در این تحقیق هشت 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 120 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 سانتیگراد منجمد می شدند و جهت آب شدن بر روی ظرف آب حاوی ماسه قرار می گرفتند تا مرحله آب شدن انجام پذیرد. 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 دوده سیلیسی 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 دوده سیلیسی 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 در آب شرب از بقیه کمتر است و محلول سولفات سدیم و سولفات منیزیم به ترتیب در این بین قرار دارند. باتوجه به نتایج این تحقیق، استفاده از دوده سیلیسی که محصول فرعی کارخانجات فروسیلیس است، می تواند از جنبه های گوناگون مانند جایگزینی درصدی از آهک با دوده سیلسی مفید باشد.