بررسی رفتار ژئوتکنیکی خاک های رسی تثبیت شده با غبار کوره سیمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی عمران- ژئوتکنیک، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

10.22084/nfag.2020.21172.1406

چکیده

درصورتیکه خاک رس در محدوده اجرای پروژه مشاهده شود باعث بروز مشکلاتی از جمله تورم و بروز نشست های قابل توجه می‌شود. از سوی دیگر، روش‌های تقویت و بهبود خاک ضعیف را می توان به روش های مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی دسته بندی نمود. امروزه استفاده از مصالح قابل دسترس و باطله بمنظور جلوگیری از آلودگی محیط زیست جهت تثبیت مد نظر قرار گرفته که یکی از این نوع مصالح، غبار کوره سیمان بوده که یک محصول جانبی تولید شده از سیمان پرتلند است. در تحقیق حاضر، امکان تثبیت دو نوع خاک رسی بنتونیت و کائولن با استفاده از غبار کوره سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، غبار کوره سیمان با درصدهای 10، 20، 25 و 30 با خاک های رسی مخلوط گردیده و سپس به مدت های 7، 14 و 28 روز عمل آوری انجام گرفته است. جهت ارزیابی رفتار ژئوتکنیکی خاک تثبیت شده آزمون های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم استاندارد، مقاومت فشاری تک محوری، برش مستقیم و تحکیم انجام گرفته است. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان می دهد مقدار بهینه غبار کوره سیمان برابر 30 % در مدت عمل آوری برابر 28 روز می‌باشد و بیشترین تاثیر گذاری بر روی بنتونیت می‌باشد. همانطور مشاهده گردید پس از تثبیت بنتونیت شاخص خمیری 65 %، شاخص فشردگی 58 %، پتانسیل تورم 75 % کاهش یافته و وزن مخصوص خشک حداکثر به میزان 7/8 %، مقاومت فشاری تک محوری به اندازه 3 برابر و مقاومت برشی در لحظه گسیختگی 4/9 % نسبت به حالت تثبیت نشده افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geotechnical behavior of Clayey Soils Stabilized with Cement Kiln Dust

نویسندگان [English]

  • Azize Abdi 1
  • Rouzbeh Dabiri 2
1 M.Sc. of Geotechnical Engineering, Department of Civil Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Department of Civil Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Clayey soil can cause problems such as swelling and significant settlements during the geotechnical projects. In this regard, improving and reinforcing methods of weak soils can be classified into mechanical, chemical, and physical procedures. Nowadays, the use of available and waste materials is considered to prevent environmental pollution for soil stabilization. One of these materials is cement kiln dust, which is a by-product of Portland cement. In the present study, the possibility of stabilizing two types of bentonite and kaolin clayey soils is evaluated using cement kiln dust (CKD). For this purpose, cement kiln dust was mixed with clayey soils at 10, 20, 25, and 30% and then processed for 7, 14, and 28 days. To investigate the geotechnical behavior of stabilized soil, laboratory tests such as Atterberg limits, compaction, uniaxial compressive strength, direct shear test, and consolidation were carried out. The results show that the optimal amount of CKD is 30% during the processing time of 28 days, which are the most effective on bentonite. The results of bentonite stabilization show a 65%, 58%, and 75% of reduction in the plasticity index, compression index, and swelling potential, respectively. On the other hand, maximum dry unit weight, uniaxial compressive strength, and shear strength increased by 8.7%, 3 times, and 9.4%, respectively, compared to the unstabilized state.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay
  • Cement kiln dust
  • Shear strength
  • Swelling
  • Consolidation