27682

تأثير مشخصات آب و افزودني بر خواص خاك سيمان پر مقاومت.

كارشناسي ارشد

مهندسي ژئوتكنيك

1395

1400/11/19

دكتر محسن صابرماهاني

عمران

بنا به تحقيقات گذشته يكي از راه¬هاي بهبود مشخصات مكانيكي و ريز ساختار خاك سيمان استفاده از افزودني‌هاي پوزولاني و آب درياست. در اين تحقيق اثر استفاده از آب درياي خليج فارس، آب درياي مازندران، ميكروسيليس، متاكائولين در نسبت¬هاي مختلف آب به سيمان براي بهبود مشخصات مكانيكي و ريز ساختار خاك سيمان بررسي شده است. به منظور استفاده از خاك سيمان به‌عنوان مصالح ساختماني و بهبود عملكرد خاك (تقويت مقاومت فشاري خاك، جلوگيري از نفوذ خاك و كنترل نشست) تحت جت گروتينگ و اختلاط عميق از سه نسبت آب به سيمان 0.75، 1 و 1.25 با ميزان خاك به سيمان ثابت استفاده گرديد. براي بررسي اثر افزودني‌هاي پوزولاني در اين نسبت¬هاي آب به سيمان، ميكروسيليس و متاكائولين به‌ميزان 8 و 20 درصد جايگزين سيمان شد. براي ساخت نمونه¬ آزمايش¬هاي مقاومت فشاري و اولتراسونيك از قالب¬هاي استوانه¬اي به قطر 5.8 و ارتفاع 11.6 سانتي متر و براي ساخت نمونه¬هاي تخلخل سنج هليم از قالب¬هاي استوانه¬اي به قطر 2.85 و ارتفاع 5.7 سانتي متر استفاده شد. كليه نمونه¬ها بعد از ساخت در دو شرايط متفاوت محيطي و غرقابي تا سنين 7، 14، 28 و 56-روزه عمل آوري گرديدند. بعد از رسيدن به سن مطلوب 5 نمونه براي تست مقاومت فشاري و التراسونيك و سه نمونه براي تخلخل سنجي هليم خاك سيمان در هر شرايط عمل آوري براي تكرارپذيري نتايج استفاده گرديد. نتايج حاكي از اين است كه در شرايط عمل آوري غرقابي، نمونه‌‌‌هاي خاك سيمان ساخته شده با آب دريا تا سن 14-روزه به دليل وجود يون‌‌‌‌هاي مختلف درون آن، حداقل افزايشي برابر با 5.65 درصد در مقاومت فشاري نشان مي¬دهد و در سن 56-روزه مقاومتي تقريبا برابر نمونه‌‌‌هاي شاهد دارند. اما درسن 56-روزه نمونه‌‌‌هاي خاك سيمان ساخته شده با ميكروسيليس و متاكائولين در نتيجه واكنش پوزولاني منجر به افزايش مقاومت 20.18 و 0.18- درصد به نسبت نمونه شاهد مي¬گردند. در شرايط عمل آوري محيطي با توجه عدم دسترسي كافي به آب، هيدراتاسيون ثانويه دو تركيب عمده موجود در سيمان يعني C_3 S و C_2 S (به ويژه C_2 Sكه ديرتر وارد واكنش مي¬شود) و واكنش‌‌هاي شيميايي پوزولاني مختل مي¬شود و همين عامل سبب مي¬شود كه نمونه‌‌‌هاي خاك سيمان ساخته شده با آب دريا بدليل تسريع هيدراتاسيون موجب بهبود مقاومت فشاري 11.45 درصد به نسبت نمونه‌‌‌هاي شاهد شوند. از نتايج به دست آمده در اين تحقيق مي¬توان دريافت كه در شرايط عمل آوري غرقابي نمونه‌‌‌هاي ساخته شده با ميكروسيليس و شرايط عمل آوري محيطي نمونه‌‌‌هاي ساخته شده با آب درياي خليج فارس بهترين عملكرد را در 56-روزه به نسبت ساير نمونه¬ها از خود نشان مي¬دهند.

1401/10/17

Effect of Water and Additives characteristics on highly resistant Soilcrete properties.

1/1/1900 12:00:00 AM

According to previous research, one of the ways to improve the mechanical properties and microstructure of soil cement element is to use pozzolanic additives and seawater. In this study, the effect of using Persian Gulf Seawater, Caspian Seawater, microsilica and metakaolin in different water to cement ratios to improve the mechanical properties and microstructure of soil cement has been investigated. In order to use soil cement as a building material and improve soil performance (compressive strength, soil penetration and soil settlement control) under jet grouting and deep mixing, three water to cement ratios of 0.75, 1 and 1.25 with a fixed soil to cement ratio Was used. To investigate the effect of pozzolanic additives in these water to cement ratios, microsilica and metakaolin with percentage 8% and 20%, respectively by weight of the cement replacement was used. To make samples for unconfined compressive test and ultrasonic tests the cylindrical molds with a diameter of 5.8 and a height of 11.6 cm were made and for helium porosity test cylindrical molds with a diameter of 2.85 and a height of 5.7 cm were used. All specimens were cured with two different curing methods including water and air up to 7, 14, 28 and 56 days. After reaching the desired age, 5 samples were used for compressive strength and ultrasonic tests and three samples were used for helium porosity measurement of soil cement in each curing condition for repeatability of the results. The results show that the specimens of Seawater soil cement cured in water with duration of 14 days due to the presence of different ions, show a minimum increase of 5.65% in compressive strength. But at 56 days They have almost the same compressive strength as the control samples. However, 56 days samples of soil cement made with microsilica and metakaolin as a result of the pozzolanic reaction resulted in an increase in compressive strength of 20.18 and -0.18% compared to the control sample. Under air curing processing conditions, due to lack of water, the secondary hydration of the two major compounds present in cement, namely C_3 S and C_2 S (especially C_2 S which react later) and pozzolanic chemical reactions is disrupted. The maximum levels of compressive strengths in air cured condition were obtained when using Seawater because of the hydration acceleration, the seawater soil cement samples improved the compressive strength by 11.45% compared to the control samples. From the results obtained in this study, it can be seen that in the case of water curing the samples made with microsilica and air curing conditions the samples made with Persian Gulf water had the best performance among all of the other specimens.

آب درياي خليج فارس , آب درياي مازندران , ميكروسيليس , متاكائولين , نسبت آب به سيمان , خاك سيمان , خصوصيات مكانيكي , ريزساختار

Persian Gulf Seawater , Caspian Seawater , microsilica , metakaolin , water to cement ratio , soil cement , mechanical properties , microstructure

javanifard, Nima

Dr. Sabermahani, Mohsen