بخشی از مقاله
خلاصه
درجه اسیدیته یا p H محیط می تواند بر مقاومت خاک ها تاثیرات مثبت یا منفی بگذارد، که این تاثیر با توجه به درجات اسیدیته متفاوت - محیط های اسیدی، خنثی و بازی - و اصلاح و یا عدم اصلاح خاک ها با سیمان می تواند متفاوت باشد.
در این تحقیق که هدف آن بررسی p H محیط بر مشخصات مکانیکی و حجمی خاک های اصلاح شده با سیمان میباشد، پس از تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک رسی مورد مطالعه، درصد رطوبت بهینه و درصد بهینه سیمان به ترتیب برابر با %17 و %5 تعیین شد و تعداد 72 نمونه برای سه بازه زمانی 3، 7 و 40 روز و سه pH متفاوت - 4محیط اسیدی - ، - 7محیط خنثی - و - 10محیط قلیایی - ساخته شد 36 - نمونه CBR و 36 نمونه تک محوری - . نیمی از این نمونه ها با سیمان و نیمی از آنها بدون سیمان ساخته شدند .
این نمونه ها تحت آزمایشات CBR، تورم CBR و تک محوری قرار گرفتند تا مشخصات مکانیکی و حجمی خاک در بازه های زمانی و درجات اسیدیته متفاوت و در حضور و عدم حضور سیمان با هم مقایسه گردند. آزمایشات CBR و تک محوری برای تعیین مشخصات مکانیکی و آزمایش تورم CBR برای تعیین مشخصات حجمی خاک انجام شدند.
-1 مقدمه
درجه اسیدیته یا p H محیط اثرات بسیاری بر خاک ها به ویژه بر مشخصات مکانیکی و حجمی آنها دارد. از جمله این آثار میتوان به رفتار خاک های خوب دانه بندی شده و بد دانه بندی شده در p H های مختلف، تاثیر p H بر استعداد روانگرایی خاکها، تاثیر آن بر ظاهر خاک سیمانی شده، تخلخل، تراکم نسبی، درجه پوکی، مقاومت برشی و .... نام برد. pH یا واکنش خاک اصطلاحی است که واکنش اسیدی یا بازی خاک را نشان می دهد، یعنی به این سوال پاسخ می دهد که آیا خاک اسیدی است یا قلیایی یا خنثی. pH خاک یکی از ویژگی های فیزیولوژیکی برجسته محلول خاک بوده و در خواص فیزیکی، شیمیایی و زیست شناختی آن تاثیر وافری دارد. بسیاری از واکنش های شیمیایی و زیست شیمیایی خاک تنها درpH مشخصی از آن رخ می دهد.
این مطالعه به بررسی تاثیر درجه اسیدیته p H - محیط - بر مشخصات مکانیکی و حجمی خاک های اصلاح شده با سیمان می پردازد. همچنین این پژوهش را از ابعاد دیگری نیز می توان مورد بررسی قرار داد و آنها به ترتیب تاثیر سیمان در اصلاح و بهبود مشخصه های مکانیکی و حجمی خاک، و تغییر حجم و تورم خاک های رسی می باشند. خاک های ریزدانه رسی، که ذاتا دارای مقاومت بسیار کم و قابلیت تراکم پذیری بالایی هستند به صورت گسترده ای در مناطق ساحلی وجود دارند. چندین شهر مهم دنیا در چنین نقاطی قرار گرفته اند. از اینرو مهندسین ژئوتکنیک همواره به دنبال راه هایی برای اصلاح و بهبود خواص مهندسی این خاک ها با روشهای مناسب سطحی یا اصلاح خاک در عمق بوده اند. یکی از روش های اصلاح خاک، تثبیت شیمیایی با استفاده از سیمان یا آهک می باشد. در آسیا به دلیل مؤثرتر بودن سیمان نسبت به آهک بیشتر از این ماده استفاده می شود.
گراچو و همکاران - 2009 - به بررسی رفتار چرخه ای خاک های ریز دانه در سطوح مختلف p H پرداختند و دریافتند که تغییرات p H میتواند بر استعداد روانگرایی خاک های خوب دانه بندی شده تاثیر بگذارد، که این تغییرات به طور وسیعی به ترگ خوردگی ترکیبات معدنی رس بستگی دارد. برای مثال، در اسیدیته متوسط، ترکیب ماسه- کائولین افزایش اندکی در مقاومت در برابر روانگرایی را نشان داد، در حالیکه در ترکیبات ماسه- ایلیت و ماسه- بنتونیت مقاومت در برابر روانگرایی کاهش یافت
یانگ و همکاران - 2013 - به بررسی تاثیر مشخصات مکانیکی خاک سیمانی شده تحت مقادیر مختلف p H پرداختند و دریافتند که در محیط خنثی، نیروی خاک سیمانی شده می تواند به اوج خود برسد. در کاربرد عملی، تاثیر تغییر محیط باید در نظر گرفته شود، و کاهش ضریب نیاز به بررسی بیشتر دارد. در هنگام ساخت به تاثیر زمان باید بیشتر توجه شود. علاوه بر این، سیمانی که تاثیر ضد آلودگی دارد از قبیل سیمان سرباره باید بیشتر در هنگام ساخت مورد توجه قرار گیرد.
رینالد و همکاران - 2012 - به بررسی رفتار شستشویی وابسته به p H و دیگر مشخصات عملکردی خاک آلوده عمل آوری شده با سیمان پرداختند و دریافتند که نمونه های فشرده شده حول رطوبت بهینه منجر به بهترین عملکرد مکانیکی و صافی خاک های عمل آوری شده می گردد.[4] فرید سریع السیری و همکاران - 2009 - به بررسی تاثیر عمل آوری با سیمان بر خواص ژئوتکنیکی خاک های ایالت واشنگتن پرداختند و دریافتند که عمل آوری با سیمان منجر به افزایش قابل توجه در نیروی فشاری محصور نشده و مدول الاستیسیته خاک ها می شود. خاک های عمل آوری شده با سیمان رفتار به مراتب شکننده تری را نسبت به خاک های عمل آوری نشده نشان دادند.
یان جون دو و همکاران - 2014 - به بررسی اثر p H باران اسیدی بر روی رفتار شسته شدن خاک آلوده به سرب تثبیت شده با سیمان پرداختند و دریافتند که افزایش مقدار سیمان از 12 تا 18 منجر به کاهش مقدار سرب و کلسیم شسته و نفوذ موثر ضرایب سرب و کلسیم شد. همچنین اثرات غلظت سرب یا مقدار سیمان در مقدار کلسیم شسته و ضریب نفوذ موثر کلسیم تحت شرایط به شدت اسیدی - PH2 - ناچیز است.
رای و همکاران - 1997 - به بررسی تاثیر ترکیب سیمان و PH محیط بر مقاومت سولفات سیمان پرتلند و سیمان های مخلوط پرداختند و دریافتند که مخلوط های سیمان حاوی میکروسیلیس و خاکستر بادی - به خصوص در 40 جایگزینی - عملکرد بهتری نسبت به تمام سیمان های پرتلند مورد استفاده از خود نشان دادند. همچنین مشخص شد که 40 ترکیب خاکستر بادی، 5 ترکیب میکروسیلیس و یا یک ترکیب سرباره بالا - %80 - عملکرد کلی خوبی را در ارتباط با مقاومت در برابر حمله سولفات در محدوده گسترده ای از p H فراهم می کند.
-2 روند نمونه سازی و انجام آزمایشها
1-2 مواد و مصالح مصرفی
1-1-2 خاک
لشتو، روستایی از توابع بخش مرکزی شهرستان تنکابن در استان مازندران در ایران است. این روستا در دهستان گلیجان قرار دارد و براساس سرشماری مرکز آمار ایران در سال 1385، جمعیت آن 430 نفر 131 - خانوار - بودهاست. تنکابن یکی از شهرهای استان مازندران در ایران است. تنکابن مرکز شهرستان تنکابن بوده و بزرگترین شهر غرب استان مازندران محسوب میگردد. تنکابن از شمال به دریای مازندران، از جنوب به رشته کوه البرز مرکزی - استان قزوین - ، از شرق به شهرستان چالوس و از غرب به شهرستان رامسر محدود می گردد. رسوبات سطحی محدوده لشتو عمدتا از خاکهای رسی نرم تشکیل شده اند. جدول 1 ویژگی ها و شکل 1 دانه بندی خاک رسی لشتو را نشان می دهند.
جدول -1 ویژگی های خاک رسی لشتو
شکل-1 نمودار دانه بندی خاک رسی لشتو
