مطالعات آزمایشگاهی بر روی اثر افزودنی میکروسیلیکا بر ویژگی‌های مکانیکی ستون‌های اختلاط عمیق خاک در خاک ماسه سست
دوده سیلیس یا میکروسیلیکا یک چندشکلی غیرکریستالی سیلیکن اکسید است. این محصول یک پودر فوق‌العاده ریز با ذرات کروی می‌باشد که به‌عنوان محصول جانبی کارخانه سیلیکون و یا آلیاژهای مختلف سیلیس مانند فروسیلیس شناخته می‌شود. میکروسیلیکا در ابتدا به‌عنوان ماده‌ای برای جایگزینی سیمان استفاده می‌شد، اما امروزه، برای تولید بتن با مقاومت فشاری و ماندگاری بالا استفاده می‌شود. تأثیر میکروسیلیکا در بهسازی خاک به‌طور گسترده‌ای مورد توجه محققین قرار گرفته است، زیرا استفاده از این ماده در ساختار بتن ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن را بهبود می‌دهد.
از نقطه‌نظر زیست‌محیطی، استفاده از این ماده در تولید بتن ماندگاری سازه را افزایش می‌دهد و نیاز به تعمیر و نگهداری آن را کاهش می‌دهد، و ازاین‌رو اثر مخرب آن بر روی اقتصاد و محیط‌زیست کاهش می‌یابد. این تحقیق مختص به مطالعات آزمایشگاهی اختلاط عمیق خاک با میکروسیلیکا و بررسی عملکرد ستون‌های اختلاط عمیق در خاک ماسه سست می‌باشد.
در این رابطه، 163 ستون اختلاط عمیق با مقیاس آزمایشگاهی در خاک بد دانه‌بندی شده با اندازه ذرات 1-4 میلی‌متر ساخته شد. دوغاب سیمان با سه نسبت آب به سیمان متفاوت (0.8، 1.0 و 1.2) و میکروسیلیکا با 4 درصد وزنی جایگزین سیمان (5، 10، 15 و 20 درصد) برای بهسازی استفاده شدند. مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و وزن واحد تمام ستون‌ها در عمل‌آوری 7، 14 و 28 روز با استفاده از آزمایش فشاری تک‌محوری ارزیابی شدند. برای درک بهتر نتایج، عکس‌های SEM از ستون‌های اختلاط عمیقی که دارای 15 و 20 درصد میکروسیلیکا بودند، گرفته شد.
یافته‌های تحقیق نشان داد که مقاومت ستون‌های اختلاط عمیق با 15 درصد میکروسیلیکا و نسبت آب به سیمان 0.8 به حداکثر مقدار خود می‌رسد. در قسمت آخر تحقیق، براساس نتایج آزمایش، پنج معادله رگرسیون نشان داده شده در جدول 1 برای پیش‌بینی مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و وزن واحد ستون‌های اختلاط عمیق پیشنهاد شده است.
با توجه به نتایج آزمایشات، از لحاظ اقتصادی، نسبت آب به سیمان 1 به‌عنوان مقدار بهینه در نظر گرفته می‌شود. این یافته‌ها تأییدی بر تأثیر مثبت تأثیر میکروسیلیکا در بهسازی خاک و ارتقای ویژگی‌های مکانیکی ستون‌های اختلاط عمیق در خاک‌های ماسه‌ای می‌باشد.
جدول 1: معادلات پیشنهاد شده برای پیش بینی مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و وزن واحد ستون های اختلاط عمیق
شکل 1: تصویر اثر عمل آوری بر مقاومت فشاری ستون های اختلاط عمیق با 15 درصد میکروسیلیس
شکل 2 : تصویر پروسه آماده سازی نمونه ها (a) ایجاد کپینگ برای نمونه ها با ماشین برش (b) تنظیمات ستون های DSM و نمونه های مقطع عرضی آنها
درج دیدگاه