تاثیر دوره عمل‌آوری و درصد اختلاط مواد افزودنی بتنی در بالابردن ظرفیت باربری و مقاومت برشی خاک‌های سیلت ماسه‌ای

وجود خاک سیلت ماسه ای در زمان فونداسیون های سازه‌های بتنی و سازه‌های هیدرولیکی و آبیاری همواره باعث به‌وجود آمدن چالش‌هایی شده است. بالابردن پایداری و ظرفیت باربری این خاک سست، با استفاده از اضافه کردن مواد دیگر همواره مورد بحث و تحقیق بوده است. تحقیق حاضر، اثر دوره عمل‌آوری و درصدهای مختلف مواد افزودنی گوناگون روی مقاومت خاک‌های سیلت ماسه‌ای را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد. از این‌رو، مواد افزودنی مختلفی با درصد ‌اختلاط 3، 5 و 7 درصد وزنی در دوره‌‌های عمل‌آوری 3، 7، 14، 21 و 28 روز به خاک اضافه شد. به‌منظور بررسی تاثیر هر یک از این مواد افزودنی بر پارامترهای مقاومتی خاک سیلت ماسه‌ای، تست‌های آزمایشگاهی نظیر مقاومت فشاری تک محوری (u.c.s) و ظرفیت باربری کالیفرنیا (c.b.r) انجام شد. در مجموع، 299 آزمایش در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران انجام گرفت. نتایج نشان داد،که اضافه کردن افزودنی‌های بتن به‌مراتب تاثیر بیشتری را بر بالابردن مقاومت فشاری و ظرفیت باربری در خاک سیلت ماسه‌دار دارد. همچنین، مقاومت فشاری و ظرفیت باربری به‌مرور زمان برای افزودنی‌های سیمان افزایش پیدا کرده و در روز 21 این درصد نرخ ثابت به‌خود می‌گیرند. درحالی که مواد افزودنی کانفیکس و بنتونیت تاثیر معناداری بر افزایش ظرفیت باربری ندارند. در ادامه تغییرات درصد اختلاط مواد نشان داد، افزایش میزان اختلاط مواد سیمانی باعث افزایش مقاومت فشاری و ظرفیت باربری برای مواد بتنی می شود. درحالی که مواد کانفیکس و بنتونیت همچنان تاثیر کمی را دارا هستند. بیشترین ظرفیت باربری و مقاومت فشاری به‌ازای سیمان پوزولانی به‌وجود می آمد. این مقادیر نشان داد به‌ازای افزودن 5 درصد سیمان پوزولانی و 7 درصد سیمان پرتلند با 28 روز عمل‌آوری، بیشترین عدد cbr  و مقاومت ucs   به‌ترتیب به‌مقدار 176/26  و 17/58 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع به‌وجود خواهد آمد. همچنین الگوی گسیختگی مورد بررسی قرار داده شد. این مقایسه ها نشان داد با افزایش دوره عمل‌آوری، رفتار نمونه‌ها از نیمه ترد به ترد و به‌سمت سخت شدن تغییر می‌کند.

effect of curing time and percentage of concrete additives on increasing the compressive strength and shear strength of silty sand soils

the existence of silty sand in the infrastructure under concrete constructions, hydraulic structures, and irrigation systems has always caused challenges. improving this kind of soil is always a challenging approach to increase compressive strength and shear stress. there is a conception that adding some extra material such as concrete can increase the stability of this soil against contributed forces. the present study investigated the effects of curing time (3, 7, 14, 21, and 28 days) and different percentages of various additives (3%, 5%, and 7%) on the strength of the silty sand soils. a series of laboratory tests were carried out to measure the uniaxial compressive strength (ucs) and california bearing ratio (cbr) by evaluating the effect of additives on the strength parameters of silty sand soil. in total, 299 experimental tests have been conducted in the soil mechanics laboratory of srbiau. results indicated that adding additives such as concrete to silty sand soil improved significantly the compressive strength and shear strength. the comparisons among the experimental test illustrate that due to increasing the curing time, the aforementioned parameters were increased significantly; however, confix and bentonite aggregates did not have a marginal effect on the compressive strength and shear strength. also, after the 21st day of the curing time, the rate of increment of the ucs and cbr reached slightly and then attained a constant value. also, after this duration, the curing time is an independent factor in the variation of the ucs and cbr tests. furthermore, the addition of 5% pozzolana cement and 7% portland cement with 28 days of curing had the highest cbr number and ucs resistance of 176.26 and 17.58 kg/cm2, respectively. also, the sketch of the different failure patterns was shown during the curing time. finally, by increasing the curing time, the behavior of specimens from semi brittle to brittle made them harder.