تعيين مقاومت برخي مالچ‌هاي تثبيت‌كننده خاك

Strength determination of some soil stabilizer mulches

سابقه و هدف: استفاده از مالچ يكي از رايج‌‌ترين روش‌هاي تثبيت خاك جهت جلوگيري از فرسايش بادي و كنترل ريزگردها عنوان شده است. به‌كار بردن برخي مالچ‌ها اقتصادي نيست، بنابراين استفاده از پسماندهاي صنعتي ارزان‌قيمت و ايمن، در تركيب مالچ‌ها از نظر اقتصادي و همچنين زيست‌محيطي (بازيافت پسماند)‌ مطرح‌ شده ‌است. بنابراين از اهداف اين پژوهش استفاده از دو نوع پسماند صنعتي جهت تهيه مالچ بوده است. با توجه به اين‌كه روش پروكتور جهت آزمون و مقايسه مقاومت مالچ‌ها در نظر گرفته شد، بنابراين هدف ديگر اين پژوهش ساده‌سازي روش پروكتور جهت برآورد مقاومت مالچ‌هاي تثبيت‌كننده خاك تحت‌تاثير فرسايش بادي بود. مواد و روش‌ها: با استفاده از نتايج پژوهش‌هاي قبلي و پيش‌تيمارها تعدادي مالچ مورد آزمون قرار گرفتند. اين مالچ‌ها غير‌زنده بوده و از تركيب درصدهاي مختلف از پودر سنگ، لجن كنورتور، خاك رسي و خاك شني ساخته شدند. دستگاه اينسترون، جهت سنجش مقاومت فشاري مالچ استفاده شد. با توجه به استفاده از روش پروكتور جهت كار با دستگاه اينسترون، ساده‌سازي اين روش نيز انجام شد. اين دو روش به نام‌هاي "پروكتور" و "پروكتور ساده" ناميده شدند و نتايج اين دو روش به‌عنوان معيار استفاده از روش ساده مقايسه شدند. تيمارها شامل 5 نوع مالچ‌ و سه تكرار بوده كه مقاومت فشاري آن‌ها با دو روش "پروكتور"و "پروكتور ساده" اندازه‌گيري و در قالب طرح فاكتوريل تصادفي مورد مقايسه قرار گرفتند. يافته‌ها: كاهش درصد رس از 80 به 50 درصد و افزايش درصد شن از 20 به 50 درصد در تيمارهاي حاوي رس و ماسه در هر دو روش، موجب كاهش مقاومت فشاري مالچ‌ها شد. افزايش درصد پودر سنگ از 5 تا 25 درصد و به‌طور هم‌زمان كاهش درصد رس از 85 تا 65 درصد به همراه درصد ثابت لجن كنورتور، موجب كاهش مقاومت فشاري با روش پروكتور ساده شده است. اختلاف نتايج بين دو روش پروكتور و ساده معني‌دار نبود، ولي روش پروكتور ساده نظم مشخصي را در نتايج نشان داد. نتيجه‌گيري: كاهش مقاومت فشاري با كاهش درصد رس و افزايش درصد پودر سنگ در مقايسه تيمارهاي حاوي رس و پودر سنگ طي روش پروكتور ساده مشاهده شد اما نتايج روش پروكتور فاقد نظم منطقي بود.‌ مقايسه تيمارهاي حاوي رس و ماسه نشان داد كه در هر دو روش، با كاهش رس و افزايش ماسه از مقاومت فشاري كاسته شده است. نتايج حاصل از آزمون مقاومت فشاري با استفاده از دستگاه اينسترون در دو روش پروكتور ساده و روش پروكتور مقايسه و مشخص گرديد كه اين دو روش از لحاظ آماري اختلاف معني‌داري نداشته، هر چند تغييرات منظم نتايج روش پروكتور ساده مشاهده شد. با توجه به ساده بودن و كاهش زمان در روش پروكتور ساده، اين روش جهت مقايسه مالچ‌هاي مورد استفاده در فرسايش بادي توصيه مي‌شود.

Background and Objectives: Mulching is one of the most common ways to soil stabilization, prevent wind erosion and control dusts. Some types of mulches is not economically practical choices, thus use of inexpensive and safe industrial wastes in the mulch compositions have both economically and environmentally important (waste recycling). Therefore, a key objective of this research is to use two types of industrial waste for preparation of mulch. Since Proctor method has been considered to test and compare the strength of mulches, so another purpose of this research is simplification of Proctor method to estimate the strength of soil stabilizer mulches under the influence of wind erosion. Materials and Methods: Based on the results of previous studies and pre-treatments, some mulches were tested. These mulches were non-living composed of different percentages of stone powder, converter sludge, clay soil and sandy soil. Instron device was used to measure the compressive strength of the mulch. Considering applying of the Proctor method for working with Instron device, simplification of the procedure was also performed. These two methods were called as “Proctor” and “simplified Proctor” methods, whose results were compared as the criterion for utilizing the simplified method. The treatments included five types of mulch in three replications, where their compressive strength was measured by the two methods of “Proctor” and “simplified Proctor” and were compared by the random factorial designs. Results: Reducing the clay percentage from 80 to 50 and increasing the percentage of sand from 20 to 50 in the treatments containing clay and sand in both methods resulted in compressive strength reduction of mulches. Increasing the percentage of the stone powder from 5 to 25 and simultaneous reduction of clay percentage from 85 to 65 together with constant percentage of converter sludge led to decreased compressive strength through the simplified Proctor method. The differences between the results of the two Proctor and simplified Proctor methods were not significant, but the simplified Proctor method had specific order in the results. Conclusion: Compressive strength reduction with reduced clay percentage and increased stone powder percentage was shown in the comparison of the treatments containing clay and stone powder through the simplified Proctor method. However, the results of the Proctor method lacked a logical order. The comparison of the treatments containing clay and sand indicated that in both methods, as the clay decreases and the sand increases, compressive strength reduced. Compressive strength test results using Instron device was compared in both simplified Proctor and Proctor methods, therefore it was shown that these two methods did not have a significant statistic difference, although orderly changes of the simplified Proctor method results was found. Considering the simplicity and time reduction in the simplified Proctor method, this method is recommended for mulch comparisons in wind erosion.