مطالعه آزمایشگاهی تثبیت خاک طبیعی با ژئوپلیمر مبتنی بر پودر شیشه و کاربید کلسیم

مسایل زیست محیطی، اقتصادی، فنی و محدودیت منابع انرژی و مواد اولیه در فرآیند تولید سیمان، ضرورت استفاده جایگزین سیمان را ایجاد می کند، بدین منظور سه سری خاک، به نام های ماسه با نسبتهای مختلف لای یا خاک طبیعی (Sx)، خاک تثبیت شده با سیمان (CSS)، و خاک تثبیت شده با ژیوپلیمر بر پایه پودر شیشه و کاربید کلسیم (GSS) از نظر مکانیکی و دینامیکی مطالعه شده است. استحکام، مدول برشی و میرایی نمونه ها تحت آزمایشهای مقاومت فشاری (UCS) و سه محوری سیکلی تحت فشارهای همه جانبه و کرنش های برشی مختلف و نسبت های لای 10%، 25% و 50% مورد مطالعه قرار گرفت. طرح اختلاط مختلفی از مواد ژیوپلیمری برای آزمایش UCS تهیه و نسبت بهینه طرح اختلاط که در آن ژیوپلیمر حاصل شامل بالاترین مقاومت فشاری خاک باشد، به عنوان ژیوپلیمر بهینه مشخص گردید. نتایج بیانگر موثر بودن ژیوپلیمر حاصل برای تثبیت خاک است. نسبت های ترکیبی ژیوپلیمر بهینه از نظر حداکثر مقاومت، متشکل از 15% پودر شیشه، 7% کاربید کلسیم و 25% لای، به دست آمد که غلظت های بیشتر/کمتر از مقدار بهینه، مقاومت فشاری را کاهش می دهد. مقاومت فشاری خاک-ژیوپلیمر بهینه حدود 16% بیشتر از خاک تثبیت شده با سیمان 4% بود. افزایش تنش محصورکننده، مدول برشی را در کرنش های کوچک بهبود می بخشد، در حالی که تاثیر ناچیزی بر نسبت میرایی دارد. مقاومت فشاری، سختی و مدول برشی خاک ژیوپلیمری برعکس میرایی، بیشتر از خاک سیمانی بود. مقاومت برشی و میرایی خاک ها با نسبت های مختلف ریزدانه تا حد معینی از ریزدانه آستانه (50% لای)، افزایش می یابد.