بررسی تغییرات خصوصیات بایودوغاب ها (biogrouts) در مقیاس آزمایشگاهی

استفاده از روش های بهسازی بیولوژیکی برای تولید سیمان کلسیتی، روشی نوین را جهت بهسازی زمین برای مهندسین ژئوتکنیک فراهم آورده است. این روش می تواند باعث ایجاد انقلابی در روش های بهسازی زمین برای جلوگیری از خرابی های ناشی از روانی شدگی خاک گردد. در این روش ها از میکروارگانیسم های غیر بیماری زایی که به طور طبیعی در محیط خاکی یافت می شوند، استفاده می شود تا موجب سیمانی شدن ذرات خاک، به خصوص در محل تماس آن ها با یکدیگر شده و باعث افزایش مقاومت آن گردد. پتانسیل قابل توجهی در این روش ها برای کاهش نگرانی های زیست محیطی موجود در سایر روش های بهسازی وجود دارد و در آینده ای نه چندان دور، این روش ها شاید بتوانند جای روش های سنتی را بگیرند. در این تحقیق، نتایج حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی جهت بررسی فاکتورهای مهمی که سیمانی شدگی بیولوژیکی را تحت تأثیر قرار می دهند، ارائه شده است. به منظور تعیین شرایط بهینه برای رسوب کربنات کلسیم، ابتدا آزمایش هایی با استفاده از روش های طراحی آزمایش، در فاز محلولی انجام گرفت. در این آزمایش ها عوامل ph، دما، غلظت اوره و کلرید کلسیم در محلول واکنشگر و درصد حجمی باکتری های اضافه شده به عنوان متغیرهای آزمایش در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از آزمایش ها با استفاده از نرم افزارهای تخصصی آماری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و شرایط بهینه برای رسوب سیمان کلسیتی به ترتیب دمای 25 درجه سلسیوس، ph محدوده 7 تا 9، غلظت 5/0 مو لار محلول اوره و کلرید کلسیم و درصد حجمی باکتری های افزوده شده برابر با 9% به دست آمد. بهسازی بیولوژیکی خاک تحت شرایط بهینه ، با استفاده از باکتری های مصرف کننده اوره به نام sporosarcina pasteurii انجام گرفت. خاک مورد استفاده در این تحقیق نوعی ماسه بادی غیر چسبنده با دانه بندی یکنواخت می باشد. جهت انجام آزمایش تزریق، خاک مورد نظر داخل قالب هایی از جنس pvc به صورت خشک تا چگالی ماکزیمم برابر با gr/cm36/1 متراکم شد و سپس سوسپانسیون حاوی باکتری به نمونه ها تزریق گردید. به منظور تثبیت باکتری ها در داخل ستون ها و جلوگیری از شسته شدن آن ها طی فرایند بهسازی، تزریق محلول واکنشگر پس از مدت زمان 24 ساعت شروع گردید و تزریق نمونه ها تحت فشار ثابت و به صورت پیوسته به مدت 5 ساعت انجام شد. پس از اتمام مراحل تزریق، نمونه ها به مدت 24 ساعت در داخل اون در دمای 70 درجه سلسیوس خشک شدند تا به گیرش اولیه خود رسیده و بتوان سالم از قالب خارج کرد. جهت بررسی میزان افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری در نمونه های بهسازی شده، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره، آزمایش سرعت موج ضربه ای و آزمایش نفوذپذیری در زمان های عمل آوری 3 روز، 7روز، 14 روز و 28 روز انجام شدند. بیشترین مقدار مقاومت فشاری تک محوره برابر با 650 کیلو پاسکال و مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب برابر با 100 کیلو پاسکال و 41 درجه به دست آمد. نفوذپذیری نمونه ها نیز 10 مرتبه کاهش پیدا کرد.