افزایش متغیرهای مقاومتی خاک های رس شرق اصفهان توسط فرایند ژئوپلیمر و مسلح شده با الیاف پلی پروپیلن و مقایسه آن با تثبیت خاک همراه سیمان

از آنجایی که از خاک رس به نحوی گسترده در اکثر پروژه های عمرانی، استفاده می شود، موضوع بهسازی خاک های رسی دارای اهمیت قابل توجهی است. هدف در این پژوهش بهینه سازی متغیرهای موثر بر خواص ژیوپلیمرها و بهبود خواص مکانیکی آنها با استفاده از سرباره کوره بلند اصفهان بوده است. به این منظور از روش طراحی آماری تاگوچی برای مدل کردن 3 متغیر فرایند (سرباره کوره بلند، آب و عامل قلیایی سدیم هیدروکسید) که هر یک از آنها با 4 مقدار مختلف در طرح اختلاط استفاده شده اند، برای بهینه سازی مقاومت فشاری تک محوره ژیوپلیمرها استفاده شد. 16 ترکیب ژیوپلیمری تعیین شده توسط نرم افزار مینی تب، آماده و مقاومت فشاری تک محوره آنها اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده توسط روش آنالیز واریانس مدل سازی شده و بعد از آن اثرات متقابل 3 متغیر ذکر شده بر مقاومت فشاری تک محوره ژیوپلیمرها با استفاده از نمودارهای دو بعدی بررسی شد. سپس بهینه سازی متغیرها صورت گرفت و مقادیر پیشنهاد شده برای نمونه بهینه در دماهای 25، 50 و 70 درجه سانتی گراد و زمان های 3، 7، 14و 28 روز عمل آوری مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج پیش بینی شده توسط مدل ها و نتایج حاصل از آزمایش ها، اعتبار مدل ها را تایید کرد. همچنین در عکس های گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شاهد کاهش تخلخل از زمان 7 تا 28 روزه خواهد بود که نشان می دهد استفاده از روش ژیوپلیمیریزاسیون نقش زیادی در تثبیت خاک های ضعیف رسی با پلاستیسیته پایین را دارد. همچنین تاثیر الیاف همراه با ژیوپلیمر را برای مسلح کردن آن نیز مورد بررسی داده شد و در ادامه برای ارزیابی بهتر، مقایسه آن با تثبیت خاک با سیمان پرتلند صورت گرفت. نتایج حاکی از آن است که در بهینه ترین ترکیب ژیوپلیمر مقاومت باربری خاک رس بیش از 3400 درصد افزایش داشته است. این در حالی است که الیاف نیز همراه ژیوپلیمر با درصد و طول بهینه (0/1 درصد وزنی ترکیب ژیوپلیمر و طول 12 میلی متر) توانسته مقاومت فشاری تک محوره خاک رس را نزدیک به 4000 درصد افزایش دهد که نشان دهنده تاثیر بسیار خوب استفاده از الیاف همراه با ژیوپلیمر در این پژوهش بوده است.