21147

۲۱۱۴۷

بررسي آزمايشگاهي تأثير استفاده از ژئوپليمر به منظور تثبيت خاك هاي ماسه اي

كارشناسي ارشد

ژئوتكنيك

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۲/۱

دكتر نادر شريعتمداري

عمران

اجراي بسياري از طرح هاي عمراني مانند شبكه آبياري، جاده سازي، سد سازي و ساختمان سازي بر روي خاك هاي فاقد مقاومت يكي از مشكلات متداول در مهندسي ژئوتكنيك مي باشد. در اين راستا تثبيت خاك به وسيله مواد افزودني از جمله اقدامات براي مقاوم سازي خاك است. امروزه آنچه كه در تثبيت خاك مهم به نظر مي رسد، توجه به انتخاب موادي سازگار با محيط زيست مي باشد كه حداقل تبعات زيست محيطي را به دنبال داشته باشد. در اين پژوهش به مطالعه و بررسي اثر افزودن سيمان جديدي تحت عنوان ژئوپليمر مبتني بر خاكستر آتشفشاني براي بهبود ويژگي‌هاي خــاك ماســه اي بد دانه بندي شده در شرايط مختلف عمل آوري پرداخته شد. همچنين عملكرد مكانيكي سيمان پرتلند معمولي و ژئوپليمر مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت. فعال كننده مورد استفاده سديم هيدروكسيد مي باشد. مواد تثبيت كننده به مقدار 3، 7 و10% به خاك اضافه و نمونه ها براساس تراكم نسبي30% با رطوبت ثابت 10% ساخته شدند. نمونه ها در دو نوع شرايط دماي اتاق با حفظ رطوبت و شرايط خشك در دماي 60 درجه ي سانتي گراد در مدت 1، 7 و 28 روز عمل آوري گرديد. به منظور بررسي اثرات مواد تثبيت كننده بر خواص مهندسي خاك، تغييرات مقاومتي خاك توسط آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده (UCS) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايش ها نشان داد سيمان در شرايط دماي اتاق و ژئوپليمر در شرايط خشك مقاومت خاك را افزايش مي دهند. به طور كلي ژئوپليمر مقاومت خاك را به طور قابل ملاحظه اي نسبت به سيمان در حدود 2 برابر افزايش مي دهد. مقدار بهينه ماده تثبيت كننده براي رسيدن به بالاترين مقاومت در مقدار 7% خاكستر آتشفشاني در 28 روز عمل آوري در اون با مقاومت فشاري 39/1606 كيلو پاسكال يافت شد. اين پژوهش نشان مي دهد كه ژئوپليمرهاي مبتني بر خاكستر آتشفشاني مي توانند به عنوان تثبيت كننده ي پايدار در پروژه هاي مقاوم سازي خاك با مزاياي زيست محيطي قابل توجهي مورد استفاده قرار گيرند. واژه‌هاي كليدي: تثبيت خاك، ژئوپليمر، سيمان، مقاومت فشاري محدود نشده، خاك ماسه اي

1398/07/15

Investigating the effect of using geopolymer to stabilization sandy soil

10/7/2019 12:00:00 AM

Nowadays, employing environmentally friendly materials with the least environmental consequences in soil stabilizations has gained more attention. In this work, we studied the impact of a new cement called volcanic ash (VA) -based geopolymer as an additive material for improving poorly-graded sandy soil (SP) in different curing conditions.We also investigated the mechanical performance of ordinary portland cement (OPC). The percentages of VA and OPC were 0%, 3%, 7% and 10% of the dry soil weight. Samples were made based on relative density of 30% and 10% moisture constant of soil composition and Stabilizer content. Sodium Hydroxide was used as an alkaline activator. Samples were treated in two conditions at room temperature with humidity and dry conditions at 60 ° C for 1, 7 and 28 days. In order to investigate the impact of stabilizing factors on soil engineering properties, soil resistance was evaluated by UCS and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of the experiments show that the cement increases the soil's resistance in room temperature conditions, and geopolymer does the same in dry conditions. The study shows the optimum amount of stabilizer to achieve the highest resistance is the amount of 7% volcanic ash at 28 days of treatment with a compressive strength of 1606.1 kPa. The study also shows that volcanic ash-based geopolymers can be used as a stabilizer in soil improvement projects with significant environmental benefits. Keyword- Soil stabilization, Geopolymer, Cement, Sandy soil, Unconfined compressive strength