مطالعه آزمايشگاهي تثبيت خاك طبيعي با ژئوپليمر مبتني بر پودر شيشه و كاربيد كلسيم

مسائل زيست محيطي، اقتصادي، فني و محدوديت منابع انرژي و مواد اوليه در فرآيند توليد سيمان، ضرورت استفاده جايگزين سيمان را ايجاد مي‌كند، بدين منظور سه سري خاك، به نام‌هاي ماسه با نسبت‌هاي مختلف لاي يا خاك طبيعي (Sx)، خاك تثبيت شده با سيمان (CSS)، و خاك تثبيت شده با ژئوپليمر بر پايه پودر شيشه و كاربيد كلسيم (GSS) از نظر مكانيكي و ديناميكي مطالعه شده است. استحكام، مدول برشي و ميرايي نمونه‌ها تحت آزمايش‌هاي مقاومت فشاري UCS و سه محوري سيكلي تحت فشارهاي همه جانبه و كرنش‌هاي برشي مختلف و نسبت‌هاي لاي 10%، 25% و 50% مورد مطالعه قرار گرفت. طرح اختلاط مختلفي از مواد ژئوپليمري براي آزمايش UCS تهيه و نسبت بهينه طرح اختلاط كه در آن ژئوپليمر حاصل شامل بالاترين مقاومت فشاري خاك باشد، به عنوان ژئوپليمر بهينه مشخص گرديد. نتايج بيانگر مؤثر بودن ژئوپليمر حاصل براي تثبيت خاك است. نسبت‌هاي تركيبي ژئوپليمر بهينه از نظر حداكثر مقاومت، متشكل از 15% پودر شيشه، 7% كاربيد كلسيم و 25% لاي، به دست آمد كه غلظت‌هاي بيشتر/كمتر از مقدار بهينه، مقاومت فشاري را كاهش مي‌دهد. مقاومت فشاري خاك ژئوپليمر بهينه حدود 16% بيشتر از خاك تثبيت شده با سيمان 4% بود. افزايش تنش محصور كننده، مدول برشي را در كرنش‌هاي كوچك بهبود مي‌بخشد، در حالي كه تأثير ناچيزي بر نسبت ميرايي دارد. مقاومت فشاري، سختي و مدول برشي خاك ژئوپليمري برعكس ميرايي، بيشتر از خاك سيماني بود. مقاومت برشي و ميرايي خاك‌ها با نسبت‌هاي مختلف ريزدانه تا حد معيني از ريزدانه آستانه (50% لاي)، افزايش مي‌يابد.