بررسی اثر زئولیت بر مقاومت برشی خاک ماسه‌ای بابلسر، تثبیت‌ شده با سیمان

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشکده عمران، موسسه آموزش عالی صنعتی مازندران

3 دانشکده عمران، دانشگاه گنبدکاووس

چکیده

ماسه­های سیمانی به ‌عنوان یکی از موضوعات اقتصادی و زیست‌محیطی در تثبیت خاک شناخته شده‌اند. در برخی موارد ترکیبی از سیمان و ماسه با سایر مواد از جمله فیبر، شیشه، نانو­ذرات و یا زئولیت می‌تواند به‌ طور مؤثر در تثبیت خاک در جاده‌سازی استفاده شود. در این بررسی زئولیت به ‌عنوان یکی از مواد افزودنی به سیمان و اثرات آن بر مقاومت برشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا از زئولیت نوع معدنی کلینوپیلولیت، سیمان تیپ II نکا و ماسه بابلسر به عنوان خاک پایه استفاده شد. تعداد 160 آزمایش مقاومت برشی بر روی طرح اختلاط 24 حالت سیمان و زئولیت شامل درصد سیمان‌های مختلف 2، 4، 6 و 8 درصد وزن خشک کل نمونه و درصد­های جایگزینی 0، 10، 30، 50، 70 و 90 زئولیت با سیمان با تنش سربار­های 10، 20 و 40 کیلو­نیوتن بر مترمربع مطابق با حداکثر وزن مخصوص و رطوبت بهینه طرح اختلاط در مدت عمل‌آوری 7 و 28 روز انجام شد. نتایج نشان داد که با جایگزینی تا 50% زئولیت به ‌جای سیمان مقاومت برشی نمونه­ها، نسبت به نمونه‌های بدون زئولیت به میزان متوسط 62 درصد همراه با افزایش کرنش گسیختگی، افزایش می­یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Zeolite on Shear Strength of Babolsar Sand Stabilized with Cement

نویسندگان [English]

  • Issa Shooshpasha 1
  • Mojtaba Abbasi 2
  • Hossein Molaabasi 3
1 Faculty of Civil Engineering, Noushiravani University of Technology, Babol
2 Faculty of Civil Engineering, Mazandaran Institute of Technology, Babol
3 Gonbad University, Gonbad
چکیده [English]

Chemical stabilization by cement is among the factors of optimizing the soil performance. Numerous studies have been performed in the field of using cement as a stabilizing material (Naderi Nia- Naeini SA, 2009; Dupas J, Pecker A, 1979). The results of this research show that the addition of cement to the soil increases stiffness and improves soil’s failure behavior and its engineering properties. Improving the engineering properties of the soils stabilized with cement is essentially due to hardening of cement as a result of hydration of cement and forming additional cementitious materials between the hydrated cement and clay particles in the soil (Shihata SA, Baghdadi ZA, 2001).
On the other hand, although cement industry has adopted the most modern technologies to reduce pollution, different stages of cement production and transportation have a great share in the environmental pollution. Studies indicate that to produce one ton of cement and clinker in Iran 0.655 and 0.79 tons of CO2 greenhouse gas are emitted respectively (Milika Bildrici 2019).
Therefore the cement mix optimization is such that the lowest amount of energy is used to produce it with the least damage to natural resources and finally the best performance possible is provided which is considered as a main goal (Khaleghi, M. H. 1990).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stabilization
  • Cement
  • Zeolite
  • Compaction
  • Shear strength

مراجع

بتن"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، 1387.
اسماعیلی­پور ا، "بررسی آلایندگی زیست محیطی تولید سیمان"، سایت اقتصاد ملّی،http://www.eghtesademeli.com ، 1388.
خلقی، م ­ح، "زئولیت‌ها در ایران"، سازمان زمین­شناسی کشور، انتشارات دانشگاه تهران، 1369، 112-9.
رمضانیانپور ع، فیروزمکان ش، عبادی ت، بهرامی ح، "تأثیر نانوسیلیس بر خواص مکانیکی و دوام بتن"، ششمین کنگره مهندسی عمران، سمنان، 1390.
عباسی م، "بررسی زئولیت بر مقاومت کششی خاک ماسه­ای بابلسر"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، مؤسسه آموزش عالی صنعتی مازندران، 1393.
نورزاد ر، "مشخصات رفتاری ماسه مسلح با ژئوتکستایل"، پایان­نامه دکتری، دانشگاه صنعتی شریف، 1379.
Tobon JL, Restrepo OJ, Paya J, “Comparative Analysis of Performance of Portland cement Blended with Nano Silica and Silica Fume”, Dyna Magazine, 2010, 163, 37-48.
ACI Committee 230, “State-of-of-the-Art report on soil cement”, ACI. 230.1R-90. American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 1997, 1-23.
Al-Aghbari MY, Mohamedzein YEA, Taha R, “Stabilization of desert sands using cement and cement dust”, Proceeding of the Institution of Civil Engineers, Ground Improvement, 2009, 162, 145-151.
Annual Book of ASTM Standards “Standard test me thods for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density”, American Society for Testing and Materials, 2012.
Annual Book of ASTM Standards, “Standard test for specific gravity of soil solids by water pycnometer”, American Society for Testing and Materials, 2012.
Consoli NC, Festugato L, da Rocha CG, Cruz RC, “Key parameters for strength control of rammed sand-cement mixtures”, Influence of types of Portland cement, Construction and Building Materials, 2013, 49, 591-597.
Gunaratne M, “The foundation engineering handbook”, Taylor & Francis Group, CRC PRESS, 2006.
Hong S, “Geotechnical laboratory characterization of sand zeolite mixtures”, master thesis, USA, 2015.
Kaya A, Durukan S, “Utilization of bentonite-embedded zeolite as clay liner”, Applied Clay Science, 2004, 25, 83-91.
Ladd RS, “Specimen preparation and cyclic stability of sands”, Journal of Geo-technical Engineering, ASCE, 1978, 103 (6), 535-547.
Rattley MJ, Lehane BM, Consoli NC, Richards DJ, “Uplift of Shallow Foundations with cement stabilised backfill”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Ground Improvement, 2007, 161 103-110.
Sobolve K, Flores I, Hermosillo R, Torres-Martinez L, “Nanomaterials and nanotechnology for high-performance cement composites”, Journal of American Concrete Institute, 2006, 254, 93-129
Uchaipichat A, Limsiri C, “Shear strength characteristics of cemented loose sand”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2011, 5 (10), 771-776.
Vogiatzis D, Kantiranis N, Filippidis A, Tzamos E, Sikalidis C, “Hellenic natural zeolite as a replacement of sand in mortar: mineralogy monitoring and evaluation of its influence on mechanical properties”, Geosciences 2012, 2, 298-3.
Yilmaz B, Ucar A, Oteyaka B, Uz V, “Properties of zeolitic tuff (clinoptilolite) blended portland cement”, Building and Environment, 2007, 42, 3808-3815.
Yilmaz E, Belem T, Benzaazoua M, “Specimen size effect on strength behavior of cemented paste backfills subjected to different placement conditions”, Engineering Geology, 2015, 185, 52-62.
Zabielska-Adamska K, “Laboratory compaction of fly ash and fly ash with cement additions”, Journal of Hazardous Materials, 2008, 151, 481-489.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 49.1، شماره 94 - شماره پیاپی 94
بهار 98
خرداد 1398
صفحه 89-96

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار