تثبیت خاک‌ با استفاده از سیمان آب‌زدا جهت استفاده در پروژه‌های راهسازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

خاک‌های ماسه‌ای و رسی بخش وسیعی از خاک‌های شمال کشور را تشکیل می‌دهند. اغلب خاک‌های رسی در این مناطق اگرچه در حالت خشک مقاومت خوبی دارند، در حالت اشباع، تضعیف‌شده و مقدار تورم قابل توجهی را متحمل می گردند. خاک‌های ماسه‌ای مناطق ساحلی که به ماسه‌بادی معروفند، در حالت محدودشده قابلیت باربری قابل توجهی دارند، ولی در حالت محدودنشده در صورتی که در مسیر جریان آب قرار بگیرند، به دلیل دانه‌بندی یکنواخت و نداشتن چسبندگی، شسته می‌شوند. در این تحقیق اثرات سیمان آب‌زدا بر خصوصیات رفتاری این خاک‌ها ، با اثرات سیمان نوع2 وآهک مقایسه شده‌است. برای تولید سیمان آب‌زدا، در مرحله آسیاب کلینکر سیمان پرتلند معمولی، حدود 2 درصد اسید چرب  به آن اضافه می‌‌گردد. این تغییر باعث افزایش دوام در برابر رطوبت و تاخیر هیدراسیون تا زمان اختلاط کامل می‌گردد. در عملیات تثبیت ابتدا ماده تثبیت‌کننده بر روی لایه مورد نظر پخش‌شده  سپس عملیات اختلاط آغاز می‌گردد. بنابراین در صورت استفاده از سیمان معمولی با توجه به وجود رطوبت در خاک بخشی از سیمان  قبل از شروع عملیات اختلاط هیدراته شده و درصد سیمان هیدراته نشده که با خاک مخلوط می‌گردد کمتر از مقدار بهینه تعیین شده می‌باشد. بنابراین در صورت تایید اثرات مفید سیمان آب‌زدا بر خصوصیات رفتاری خاک، استفاده از این سیمان با توجه به هزینه‌های تولید یکسان آن با سیمان معمولی مفیدتر می‌باشد. آزمایش‌های مورد استفاده در این تحقیق شامل حدود اتربرگ، مقاومت فشاری محدودنشده و CBR می‌باشند. نتایج حاکی از اثرات بسیار مناسب سیمان آب‌زدا بر خصوصیات مقاومتی و اثرات متوسط آن بر خصوصیات خمیری خاک‌ها می‌باشند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Soil Stabilization with Waterproof Cement for Road Applications

نویسندگان [English]

  • F. Moghadasnejad
  • A. Modarres
چکیده [English]

Sand and clay soils are the most usually common soils that constitute the subgrade of roads in northern parts of Iran. The clay soil has high plasticity index. Also they have high strength in dry condition, in saturated state; they lose most of strength and during this time, sustain much swelling which is dangerous for pavement. Sandy soils in coastal zones are termed Beach sand and have considerable strength in confined state. However In unconfined state, because of their uniform gradation and lack of cohesion,
they will be washed out by water flow. In this research, the effects of Waterproof cement on engineering properties of these soils compared to Type 2 cement and Lime have been considered. In order to investigate the effects of the above materials on improving soil properties, Atterberg limit, Unconfined Compressive Strength and CBR tests have been carried out. It was found that the Waterproof cement has superior effect on strength properties of soils compared to the two other additives. The tests have also shown the average effect of this additive on the Plastic properties of soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stabilization
  • Beach sand
  • Clay
  • Waterproof Cement
  • Compressive Strength
  • Atterberg limit
  • CBR
 
[1] طاحونی، شاپور، اصول مهندسی ژئوتکنیک(مهندسی پی)، انتشارات پارس آئین، تهران، جلد دوم، 1380.
[2]طباطبائی، امیرمحمد، روسازی راه، مرکز نشر دانشگاهی، تهران، 1380.
[3] کباری، سیاوش، مصالح ساختمانی، انتشارات مرکز نشر دانشگاهی، تهران 1373
[4] فامیلی، هرمز، بتن شناسی (خواص بتن)، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران 1376
[5]ASTM(2000), “Test method for particle size analysis of soils”, D422-87, Vol 04-08, pp91-97D_
[6]ASTM(2000), “Method for particle size analysis of soils”, D421-58, Vol04.08, pp91-97D_
[7]ASTM(2000), “Test method for specific gravity of soils”, D854-87, Vol 04.08, pp168-17D_
[8]ASTM(2000), “Test method for CBR(California Bearing Ratio) of laboratory compacted soils”, D1883-87, Vol 04.08, pp248-255D_
[9]ASTM (2000), “Test method for unconfined compressive strength of cohesive soil”, D2166-87,Vol 04.08D_
[10]ASTM (2000), “standard test method for freezing and thawing compacted soil- cement mixrutes”,D560, Vol.04.01, pp463-464D_
[11]Bhattacharja, s. and Todres, H.A.,2003, “Stabilisation of clay soils by Portland cement or lime – A critical review of literature” , PCA R&D ,serial No.2066 D _
[12]Diamond, S. and Kinter, E.B.1965, “Mechanisms of soil-lime stabilization” , Highway Research record92, pp83-102D_
[13]Hopkins, T.C. Hunsucker, D.Q. and Beckhum, T.1994, “Selection of design strengths of untreated soil subgrades and subgrades treated with cement and hydrated lime”, Transportation research record 1440,pp37-44_
[14]Hunter,D.1988, “Lime-induced heave in sulfate bearing clay soils” , Journal of Geotechnical Engineering, Vol.114, No.2,
February, pp150-167_
[15]Neville, A. M., 1981, “Properties of concrete”. Pitman Books, London.
[16]Perrin, L. 1992, “Expansion of lime-treated clays containing sulfates”,Proc., 7th Int. Conf. on ExpansiveSoils, Vol. 1, ASCE Expansive Soils Research Council, New York, 409–41D_
[17]Prabaker, J., Dendorkar, N., and Morchhale, R.K., 2001, "Influence of flyash on strength behaviour of typical soils", Structural Engineering Research Center, India__
[18]Rollings, R.S., Burkes, J.P. and Rollings, M.P.,1999, “Sulfate attack on cement stabilized sand” , Journal of Geotechnical and
Geoenviromental Engineering, Vol.125, No.5, May, pp364-372D_
[19]Sherwood, P.T.,1993, “Reactions of soil minerals with cement and chemicals”, Highway research record 139, pp15-25D_
[20]Todres, H.A., Mishulovich, A., and Ahmad, J., 1992, "Cement kiln dust management:permeability",research and development bulletin RD103T. Skokie,IL: Portland Cement Association,:pp1-6_
[21]Zaman, M., Lagurous, J.G., and Sayah, A., 1992 "Soil stabilization using_ cement kiln dust",Proceedings of the 7th International Conference on Expansive Soils, Dallas, TX, 3-5 August:pp47-51.