مقاومت و دوام مصالح باطله سنگ‌آهن تثبیت شده با سیمان به عنوان مصالح اساس: مورد مطالعاتی معدن گل‌گهر

به‌منظور کاهش تاثیرات زیست‌محیطی ناشی از باطلۀ سنگ‌آهن و همچنین کاهش استفاده از مصالح سنگدانه‌ای طبیعی می‌توان پس از تثبیت این مصالح با افزودنی‌های شیمیایی از این مصالح به عنوان مصالح روسازی استفاده نمود. در این تحقیق امکان استفاده از باطلۀ سنگ‌آهن معدن گل‌گهر سیرجان تثبیت شده با 4، 6 و 8 درصد سیمان به‌عنوان مصالح اساس، موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور، بر روی ترکیب‌های مختلف باطله سنگ‌آهن و سیمان آزمایش‌های تراکم پروکتور اصلاح‌شده، مقاومت فشاری تک‌محوری و آزمایش ذوب یخبندان انجام گرفت. نتایج آزمایش تراکم نشان داد که افزایش درصد سیمان باعث افزایش درصد رطوبت بهینه و کاهش حداکثر چگالی خشک می‌شود. سپس نمونه‌های مربوط به مقاومت فشاری تک‌محوری با 4، 6 و 8 درصد سیمان و رطوبت سمت خشک، بهینه و سمت مرطوب، در سه زمان عمل‌آوری 7، 28 و 56 روزه ساخته شدند. نتایج نشان داد که با افزایش درصد سیمان از 4 به 8 درصد برای کلیۀ زمان های عمل آوری مقاومت فشاری بین 1/45 تا 2/15 برابر افزایش یافته است. همچنین مقاومت در زمان عمل‌آوری 28 روزه و 56 روزه به ترتیب در حدود 1/73 برابر و 2/34 برابر مقاومت 7 روزه می باشد. همچنین با کاهش درصد رطوبت تراکم، مقاومت فشاری افزایش می‌یابد. نتایج آزمایش دوام در برابر چرخه‌های ذوب و یخبندان نشان داد که با افزایش درصد سیمان دوام مصالح تثبیت شده افزایش می‌یابد به گونه‌ای که در نمونه‌های با درصد سیمان بالاتر، کمترین درصد افت وزنی و کاهش حجم مشاهده می‌شود. درنهایت مشخص گردید که باطله سنگ‌آهن تثبیت‌شده با حداقل 4 درصد سیمان، معیارهای مقاومتی لازم برای بکارگیری در لایۀ اساس را فراهم می‌کند.

Strength and Durability of Iron Ore Tailing Materials Stabilized using Portland Cement as Base Materials: A Case Study Of Golgohar Mine

In order to mitigate the environmental impact of iron ore tailing (IOT) and also to reduce the use of natural aggregates, these materials can be used as road materials after stabilization with chemical additives. In this research, the feasibility of using Golgohar IOT, stabilized with 4, 6 and 8% of Portland cement as road base materials, has been investigated. To this end, modified Proctor compaction test, unconfined compressive strength (UCS) test and durability against freezing and thawing (FT) cycles test were conducted on IOT samples stabilized with different percentages of Portland cement. Results of compaction testing on the samples showed that increasing the percentage of cement increases the optimum moisture content (OMC) and decreases the maximum dry density (MDD). In the next stage, IOT were stabilized using 4, 6 and 8% of Portland cement and UCS samples were fabricated with three different compaction moistures (dry side, optimum moisture content and wet side) and cured for 7, 28 and 56 days. The results showed that with increasing the percentage of cement from 4 to 8% for all curing times, the UCS increased between 1.45 to 2.15 times. Also, the 28day UCS and 56day UCS are about 1.73 times and 2.34 times the 7day UCS, respectively. It was also found that the UCS increases with decreasing moisture content. The results of durability tests against (FT) cycles on the samples showed that with increasing the percentage of cement, the durability of stabilized materials increases, so that in samples with higher percentage of cement, the lowest percentage of weight loss and volume reduction is observed. Finally, it was found that IOT stabilized with at least 4% of Portland cement provides the necessary strength and durability criteria for use as stabilized base layer.