تثبیت خاک رس با آهک و سرباره فولادسازی ذوب آهن اصفهان (bos) و تأثیر نمکهای معدنی بر رفتار آن

در پروژه های مهندسی عمران خاکهای رسی همواره جزء خاکهای مسأله دار محسوب می شوند. وجود خاکهای رسی در اکثر مناطق زمین و لزوم استفاده از خاکهای برجا در اغلب پروژه های عمرانی، لزوم تثبیت آنها را نشان می دهد. عملیات تثبیت خاکهای رسی از سالهای دور مورد استفاده بوده است. تثبیت کننده های سنتی مورد استفاده برای این منظور آهک، سیمان و قیر هستند. در سالیان اخیر با پیشرفت علم و تکنولوژی، برای پیشگیری از بروز مشکلات زیست محیطی، استفاده از پسماندها و محصولات فرعی کارخانجات صنعتی، در فرایند تثبیت خاک بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این محصولات سرباره های فولادسازی هستند که هر ساله حجم عظیمی از آنها در کارخانجات فولادسازی تولید می شود.?حضور آلاینده های شیمیایی از قبیل آلاینده های نفتی، فلزات سنگین و نمکهای معدنی در خاک در اکثر موارد بازدهی تثبیت را کاهش می دهد. از این میان، نمکهای معدنی بیشترین فراوانی را در خاکها تشکیل می دهند. در این تحقیق از سرباره فولادسازی bos در ترکیب با آهک برای تثبیت خاک رسی کائولینیت استفاده شده است. برای این منظور از 2، 4 و 6 درصد آهک و 4، 8 و 12 درصد سرباره به صورت تکی و ترکیبی برای تثبیت خاک استفاده شده است. آزمایشهای اصلی در این تحقیق، تراکم استاندارد، مقاومت فشاری محدود نشده و تورم هستند. در این تحقیق علاوه بر تثبیت خاک بدون آلودگی، حالتهای مختلف تثبیت خاک آلوده به سولفات سدیم، سولفات منیزیم، کلرید سدیم، نیترات آمونیوم و دی هیدروژن فسفات پتاسیم مورد ارزیابی قرار گرفت که سه مورد اوّل از آلاینده ها در مناطق بیابانی و ساحلی و دو مورد آخر در زمینهای کشاورزی موجود هستند. در مورد خاکهای آلوده نیز آزمایشهای مزبور در حالتهای مختلف بدون تثبیت کننده و تثبیت شده انجام گرفت. در نتیجه تحقیقات، رفتار دوگانه ای از سرباره فولادسازی در تثبیت خاک در طی زمان عمل آوری مشاهده شد. اولین رفتار به خاطر ساختار شیمیایی سرباره (وجود cao)، مشابه آهک بود. رفتار دیگر سرباره به خاطر ماهیت دانه ای سرباره بود که منجر به بروز رفتار اصطکاکی آن می شد. استفاده از آهک در ترکیب با سرباره، باعث فعالسازی شیمیایی سرباره می شد. در کنار بروز فعالیت شیمیایی، ماهیت اصطکاکی سرباره، کارایی تثبیت را افزایش می داد. بهترین بازدهی تثبیت در حالت استفاده ترکیبی از آهک و سرباره فولادسازی (4% آهک + 12% سرباره) به دست آمد. سرباره فولادسازی تا حد قابل توجهی تورم خاک را کاهش داد. در حالتهای خاک آلوده رفتارهای متنوع مقاومتی از این خاکها مشاهده شد. از این میان، افزایش مقاومت خاک در حالت آلودگی نیترات در حالت بدون تثبیت کننده جالب توجه بود. نقطه مشترک در حالتهای مختلف تثبیت خاکهای آلوده، افزایش مقاومت در حالت آلودگی سولفات سدیم بود. تورم ایجاد شده خاک خالص در حدود 20.2 درصد بود. سولفات سدیم مقدار تورم خاک را افزایش داد. وجود سولفات منیزیم و کلرید سدیم در خاک مقدار تورم خاک را کاهش داد. در حالت تثبیت با سرباره در حالت تکی نیز همین رفتارها مشاهده شد. اما تثبیت با آهک و تثبیت با ترکیبی از آهک و سرباره، کاهش شدیدی در تورم همه حالتها ایجاد کرد.