اثر افزودن سیمان بر خواص فیزیکی و هیدرولیکی غیر اشباع خاک رس منطقه کهریزک (مورد استفاده در لایه پوشش نهایی مدفن پسماندهای شهری)

یکی از مهمترین مسایل در طراحی پوشش نهایی یک مدفن مهندسی- بهداشتی، طراحی لایه آب بند آن می باشد. نکته مهم در طراحی این لایه، این است که پوشش نهایی همواره در معرض تر و خشک شدن قرار دارد و بدلیل انقباض ناشی از خشک شدن، حفرات و ترکهایی در خاک بوجود می آیند و می توانند باعث افزایش شدید نفوذپذیری شوند که بایستی به طریقی این ترکها را کاهش داد. از طرفی خصوصیات هیدرولیکی خاک در حالت نیمه اشباع با حالت اشباع متفاوت است بنابراین این خصوصیات در حالت نیمه اشباع نیز باید مورد مطالعه قرار گیرند. در این پژوهش با انتخاب خاک رس منطقه کهریزک (محل دفن پسماندهای شهری تهران)، خواص خاک از جمله تورم، حدود اتربرگ و افت وزن ناشی از تر و خشک شدن متوالی و نفوذپذیری خاک در حالت نیمه اشباع مطالعه شده و اثر افزودن سیمان بر آنها با استفاده از روش های آزمایشگاهی و مدل تجربی بررسی گردیده است. نتایج حاصل از آزمایشها و مدل تجربی نشان می دهد که بطور کلی با افزودن سیمان، نفوذچذیری به مقدار بسیار کمی افزایش می یابد. در مقایسه بین نفوذپذیری نمونه های مختلف خاک با افزودنی سیمان (1 تا 5 درصد)، مشخص شد که نمونه خاک با 3 درصد سیمان، دارای کمترین نفوذپذیری است و پس از آن با افزایش درصد سیمان، نفوذپذیری نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج سایر آزمایشها نشان داد که با افزایش سیمان، دامنه خمیری کاهش یافته ولی همچنان در محدوده مجاز برای دست یافتن به حداقل نفوذپذیری قرار دارد. آزمایش اثر سیمان بر میزان تورم خاک نشان می دهد که افزایش مقدار سیمان باعث کاهش تورم و در نتیجه کاهش میزان و اندازه ناپیوستگی های خاک پس از خشک شدن و انقباض می گردد. همچنین آزمایش تر و خشک شدن متوالی براساس استاندارد ASTM D559-96 که برای تخمین فرسایش ناشی از تر و خشک شدن متوالی صورت گرفت، نشان می دهد که افزایش سیمان باعث کاهش در میزان افت وزن نمونه های خاک- سیمان (در اثر فرسایش سطحی ناشی از تر و خشک شدن متوالی) می شود. در پایان می توان نتیجه گرفت با اینکه افزودن سیمان، اثر مستقیمی در کاهش نفوذپذیری ندارد ولی به دلیل کاهش دادن ترک خوردگی ناشی از انقباض و فرسایش ناشی از تر و خشک شدن متوالی، می تواند باعث تامین نفوذپذیری مجاز لایه آب بند و عملکرد بهتر آن شود. به همین دلیل اضافه نمودن 3 درصد وزنی سیمان به خاک مذکور برای بهینه کردن خواص آن توصیه می شود.