کاربرد الیاف پلی‌پروپیلن، آهک و پودر سنگ ضایعاتی برای تثبیت خاک رسی

استفاده از مواد افزودنی به‌عنوان اصلاح‌کننده ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی خاک‌ها یکی از مرسوم‌ترین روش‌های تثبیت و بهسازی خاک است که از دیرباز نیز مورد توجه بوده است. با اضافه‌کردن یک یا چند ماده افزودنی به خاک و انجام تمهیدات مورد نیاز، در اثر وقوع واکنش‌های شیمیایی ویژگی‌های مهندسی خاک بهبود می‌یابد. انتخاب نوع و میزان ماده افزودنی، بستگی به عواملی متعددی نظیر؛ نوع خاک، هدف تثبیت، ویژگی ذاتی مواد افزودنی، و ... داشته و در هر پروژه‌ای با توجه جنبه‌های فنی و اقتصادی قابل بررسی و تعیین است. در این تحقیق، اثر کاربرد همزمان سه نوع افزودنی شامل؛ آهک، پودر سنگ و الیاف پلی‌پروپیلن بر مقاومت فشاری تک‌محوری بک نوع خاک رسی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور چهار سطح مختلف آهک ( 0، 2، 3 و 5 درصد وزنی خاک) و چهار سطح متفاوت پودر سنگ ضایعاتی (0، 2، 5 و 10 درصد وزنی خاک) و با درصدهای مختلف الیاف پلی‌پروپیلن در پنج سطح ( 0، 0/25، 0/50، 0/75 و 1 درصد وزنی خاک ) به یک خاک رسی با خاصیت خمیری زیاد (ch) افزوده شد. سپس برخی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی مخلوط‌های مختلف شامل خواص پلاستیسیته، خصوصیات تراکمی و مقاومت فشاری تک‌محوری آنها تعیین شد. نتایج نشان داد که تثبیت نمونه‌ها با آهک و پودر سنگ ضایعاتی و مسلح کردن آنها با الیاف پلی‌پروپیلن ضمن تاثیر بر حدود آتربرگ، موجب کاهش رطوبت بهینه تراکم و وزن واحد حجم خشک بیشینه آنها می‌شود. همچنین افزودن همزمان سه ماده پودر سنگ ضایعاتی، آهک و الیاف پلی‌پروپیلن با ترکیب به‌ترتیب 5، 5 و 1 درصد وزنی خاک باعث افزایش 8 برابری مقاومت فشاری خاک تیمار شده نسبت به خاک شاهد شد. علاوه بر این زمان عمل‌آوری نیز تاثیر قابل توجهی بر مقاومت فشاری نمونه‌های تیمار شده داشت. به‌طوری ‌که مقاومت فشاری 28 روزه نمونه حدود دو برابر مقاومت نمونه‌های 7 روزه بوده است.

application of polypropylene fibers, lime and stone powder waste on the stabilization of clay soil

the use of additives to modify the physical, chemical and mechanical properties of soil and soil stabilization is one of the most common methods that have a history. by adding one or more additives to the soil and carrying out the required measures, the engineering properties of soils could be improved due to chemical reactions. selecting the type and amount of additive depends on several factors such as: soil type, stabilization purpose, additives inherent characteristics, etc.; these are determined based on the technical and economic aspects of the projects. in this study, the effects of the simultaneous use of three types of additives including lime, stone powder and polypropylene fibers on the unconfined compressive strength of a clayey soil were investigated. to do this, four different levels of lime (0, 2, 3 and 5 percent by weight of soil) and four different levels of stone powder waste (0, 2, 5 and 10 percent by weight of soil) and polypropylene fibers with different percentages in five levels of 0, 0.25, 0.5 and 1 percent by weight of soil were added into a high plastic clay soil classified as ch. then, some physical and mechanical characteristics of different mixtures including plasticity, compaction and unconfined compressive strength were determined. the results showed that the samples were stabilized with lime and stone powder waste and reinforcement them with polypropylene fibers modified atterberg limits, optimum moisture and maximum dry density of the mixtures. also, it was found that a combination of waste stone powder, lime and polypropylene fibers containing 5, 5 and 1 percent by weight of soil increased the unconfined compressive strength 8fold, as compared to the natural soil. the curing time also had a significant impact on the compressive strength of the treated samples in which the 28day compressive strength of was found to be about 2 times of the 7day samples.