مقایسه تأثیر پسماندهای صنعتی (غبار کوره سیمان، خاکستربادی و سرباره کوره آهن‌گدازی) بر پارامترهای تراکمی و نسبت باربری کالیفرنیا در خاک‌های رسی

چکیده مقاله

هدف از این تحقیق، مقایسه تأثیر پسماندهای صنعتی شامل غبار کوره سیمان (CKD)، خاکستربادی (FA) و سرباره کوره آهن‌گدازی (GGBFS) بر تثبیت خاک‌های رسی است. برای تثبیت شیمیایی خاک‌ها، مقدار بهینه غبار کوره سیمان، 10-20 درصد، خاکستربادی (رده C)، 20-25 درصد و سرباره کوره آهن‌گدازی، 20-30 درصد پیشنهاد شده است. با در نظر گرفتن مقدار pH خاک با درصدهای مختلف مواد افزودنی، مقدار افزودنی‌ها برای مقایسه بهتر، یکسان و برابر با 20 درصد انتخاب شد. آزمایش‌های تراکم استاندارد و نسبت باربری کالیفرنیا بر نمونه‌ها انجام شد. جهت بررسی اثر ریزساختاری مواد افزودنی، نمونه­ ها تحت آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش پرتوی ایکس (XRD) قرار گرفتند. نتایج نشان داد که غبار کوره سیمان و خاکستربادی موجب کاهش دانسیته خشک حداکثر و افزایش درصد رطوبت بهینه خاک می­شوند. در حالی که سرباره کوره آهن‌گدازی، درصد رطوبت بهینه نمونه را کاهش و دانسیته خشک حداکثر را افزایش داد. نسبت باربری کالیفرنیا در خاک تثبیت­ شده با FA ،CKD و GGBFS به ترتیب 21.7، 13.3 و 15.7 برابر خاک خالص بود. منطبق بر نتایج آنالیز SEM و XRD، افزایش مقاومت در خاک تثبیت­ شده، ناشی از واکنش­های پوزولانی و ایجاد محصولات سیمانتاسیون و در نتیجه اتصال ذرات خاک و تثبیت ­کننده­ ها و پُر شدن فضاهای خالی می­باشد. هر چه میزان آهک آزاد در تثبیت­ کننده بیشتر باشد، افزایش مقاومت در خاک، بیشتر خواهد بود. در پروژه‌های اجرایی، عواملی مانند زمان تأخیر (زمان بین اولین تماس ماده افزودنی با آب و کوبیدن نهایی مخلوط) و میزان رطوبت که بر پارامترهای مقاومت تأثیر می‌گذارند، باید در نظر گرفته شوند. همچنین مسائل زیست‌محیطی مانند قابلیت واکنش‌پذیری و نفوذ این مواد به آب‌های زیرزمینی، حائز اهمیت است.