60پ.ع

كارشناسي ارشد

عمران .زئوتكنيك

شيراز

1402

1402/06/04

20

فلامكي- امين

ص81-ص90

ص91-ص92

Deep Soil Mixing Calcium Hydroxide Calcium Silicate Hydrate Calcium Aluminate Hydrate Calcium Aluminosilicate Hydrate

شيراز

برهمكنش‌هاي گرمايي ناشي از دفن زباله‌هاي هسته‌اي، كابل‌هاي برق زميني، لاينرهاي دفن زباله، آتش‌سوزي جنگل‌ها و تونل‌ها بر خواص ترموفيزيكي خاك‌هاي رسي تأثير مي‌گذارد و عملكرد سيستم خاك در مدت زمان زياد تحت تاثير قرار مي‌گيرد. دماي زياد ماهيت پيوند ذرات خاك، ساختار و شكل را تغيير مي‌دهد. از سويي نانوساختارهاي C-S/A-H و C/N-A-S-H به ترتيب حاصل فرآيند هيدراتاسيون سيمان و ژئوپليمر است موجب به پيوند ذرات به يكديگر شده كه دماي زياد باعث تغيير رفتار اين نانوساختارها مي‌شود. ازاين‌رو هدف اين پژوهش، بررسي تأثير دماي زياد بر خصوصيات مكانيكي و ريزساختاري خاك‌هاي رسي تثبيت‌شده با ژئوپليمر با نگرش ويژه به تغييرات نانوساختارهاي C-S-H و C/N-A-S-H است. در اين راستا ابتدا خصوصيات ژئوتكنيكي خاك رس تعيين شد. سپس آزمونه‌ها با جايگزيني 2%، 4%، 6%، 8% و 10% سيمان و ژئوپليمر به خاك رس تهيه شد و به مدت 28 روز در رطوبت عمل‌آوري شدند. درنهايت به مدت 2 ساعت در معرض رژيم حرارتي 25، 110، 200، 300، 500، 700 و 900 درجه سلسيوس قرارگرفته شد. تغيير مشخصات ژئومكانيكي خاك تثبيت شده با سيمان و ژئوپليمر تحت درجه‌ حرارت‌هاي زياد با آزمايش‌هاي مقاومت فشاري محدود نشده (UCS)، pH، Ec، سرعت امواج برشي، تغييرات طولي و وزني، و جذب آب بررسي شد. همچنين جهت ارزيابي مشخصات ريزساختاري از آزمون‌هاي پراش اشعه ايكس (XRD)، تصاوير ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي نشر ميداني (FESEM) و طيف‌سنجي پراش انرژي پرتوايكس (EDS) استفاده شد. نتايج نشان داد محصولات ژئوپليمريزاسيون اعم از نانوساختارهاي C/N-A-S-H و C-S-H با نگه‌داشتن ذرات خاك در درون خود باعث افزايش مقاومت فشاري در سيستم خاك-ژئوپليمر مي‌شود و ماهيت رفتاري خاك تثبيت‌شده وابسته به اين نانوساختارها است كه افزايش درجه حرارت موجب تغيير در تشكيل و رشد آنها مي‌شود. كاهش تشكيل نانوساختارها با وقوع فرآيند دي‌هيدروكسيلاسيون در خاك مشاهده شد. اين كاهش بر اساس نتايج XRD و FESEM به علت تجزيه و تغيير ساختار كريستالي ژئوپليمر به ساختار شيشه‌اي ناپايدار است. همچنين با كاهش تشكيل اين نانوساختارها در دماي زياد افت مقاومت فشاري، سرعت موج‌برشي، وزن و افزايش طول، حفره‌ها، ميكروترك‌ها و جذب آب مشاهده مي‌شود.

چكيده 1 فصل اول كليات تحقيق2 1-1- مقدمه3 1-2- بيان مسئله4 1-3- هدف از تحقيق7 1-3-1- هدف اصلي8 1-3-2- اهداف فرعي8 1-4- فرضيات تحقيق8 1-5- ساختار تحقيق9 فصل دوم ادبيات فني و پيشينه تحقيق10 2-1- مقدمه11 2-2- ساختار خاك11 2-3- انواع روش‌هاي تثبيت خاك12 2-3-1- تثبيت شيميايي خاك12 2-3-2- تثبيت خاك با قير12 2-3-3- تثبيت خاك به روش الكتريكي13 2-3-4- تثبيت خاك با ژئوتكستايل13 2-3-5- تثبيت خاك با آهك13 2-4- سيمان پرتلند معمولي14 2-4-1- تركيب شيميايي و انواع سيمان پرتلند14 2-4-2- تثبيت خاك رس با سيمان15 2-5- سيمان ژئوپليمري17 2-5-1- معرفي و كاربرد سيمان ژئوپليمري17 2-5-2- فعال‌كننده‌هاي قليايي17 2-5-3- انواع سيمان ژئوپليمر18 2-5-4- تثبيت خاك رس با ژئوپليمر19 2-6- تثبيت حرارتي22 2-7- تأثير حرارت بر خاك رس23 2-8- تأثير دماي زياد بر تثبيت خاك رس با سيمان25 2-9- تأثير دماي زياد بر تثبيت خاك رس با ژئوپليمر26 فصل سوم مواد و روش28 3-1- مقدمه29 3-2- خاك رس29 3-3- انواع افزودني‌هاي استفاده شده در تثبيت خاك رس30 3-4- نحوه حرارت دهي خاك رس30 3-5- آزمايش‌ها32 3-5-1- آزمايش هيدرومتري32 3-5-2- آزمايش چگالي خاك رس33 3-5-3- آزمايش نفوذپذيري34 3-5-4- آزمايش PH34 3-5-5- آزمايش EC35 3-5-6- آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده36 3-5-7- تغييرات وزني و طولي37 3-5-8- جذب آب38 3-5-9- آزمايش پراش پرتوي ايكس (XRD)39 3-5-10- ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي (FESEM)40 3-5-11- نحوه ساخت آزمونه‌ها40 3-5-11-1- نحوه ساخت نمونه سيماني41 3-5-11-2- نحوه ساخت نمونه ژئوپليمر41 فصل چهار بحث و بررسي نتايج44 4-1- مقدمه45 4-2- تأثير درجه حرارت‌هاي زياد بر خاك رس45 4-2-1- بررسي تغييرات پراش پرتوي ايكس (XRD) در معرض دماي زياد45 4-2-2- بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي خاك رس در معرض دماي زياد48 4-2-3- بررسي تغييرات نفوذپذيري خاك رس در معرض دماي زياد51 4-2-4- بررسي تغييرات مقاومت فشاري محدود نشده خاك رس در معرض دماي زياد53 4-2-5- بررسي تغييرات وزني خاك رس در معرض دماي زياد55 4-2-6- بررسي تغييرات PH و EC خاك رس در معرض دماي زياد57 4-2-7- بررسي تغييرات امواج فراصوت خاك رس در معرض دماي زياد58 4-2-8- بررسي تصاوير ظاهري خاك رس در معرض دماي زياد59 4-3- تأثير دماي زياد بر خاك رس تثبيت شده با سيمان61 4-3-1- بررسي تغييرات پراش پرتوي ايكس (XRD) خاك تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد61 4-3-2- بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي خاك تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد64 4-3-3- بررسي تغييرات مقاومت فشاري محدود نشده خاك تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد66 4-3-4- بررسي تغييرات PH و EC خاك رس تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد68 4-3-5- بررسي تغييرات امواج برشي خاك رس تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد70 4-3-6- بررسي تغييرات وزني و طولي خاك رس تثبيت شده با سيمان در معرض دماي زياد71 4-3-7- بررسي وارفتگي و درصد جذب آب خاك رس تثبيت شده در معرض دماي زياد73 4-4- تأثير دماي زياد بر خاك رس تثبيت شده با ژئوپليمر74 4-4-1- بررسي تغييرات پراش پرتوي ايكس (XRD) خاك تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد75 4-4-2- بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكترونيكي روبشي خاك تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد78 4-4-3- بررسي تغييرات مقاومت فشاري محدود نشده خاك تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد81 4-4-4- بررسي تغييرات PH و EC خاك رس تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد83 4-4-5- بررسي تغييرات امواج برشي خاك رس تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد86 4-4-6- بررسي تغييرات وزني و طولي خاك رس تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد88 4-4-7- بررسي وارفتگي و درصد جذب آب خاك رس تثبيت‌شده با ژئوپليمر در معرض دماي زياد91 4-5- مقايسه تأثير سيمان و ژئوپليمر بر مقاومت فشاري خاك رس92 فصل پنجم نتيجه‌گيري و پيشنهادها95 5-1- نتايج96 5-2- پيشنهادها99 فهرست منابع و مآخذ100 چكيده انگليسي111

1403/04/29

75497