کاربرد آهک شکفته شده و سرباره کوره فولاد سازی(GGBS) در بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک رس در مناطق سیلابی (مطالعه موردی دشت خوزستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 گروه زمین شناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، ایران

چکیده

از دیرباز مسئله بهسازی خاک‌های مشکل آفرین جهت بهبود خواص ژئوتکنیکی آنها یکی از مهمترین مسائل پیش روی متخصصین ژئوتکنیک در پروژه‌های عمرانی، به ویژه در زیرسازی راه‌ها می‌باشد. کاهش ارتفاع خاکریز جاده، به ویژه در مناطق کم‌ارتفاع که در سطح سیلاب طراحی قرار دارند، باعث کاهش هزینه کلی پروژه‌های راهسازی خواهد شد. در این راستا استفاده از محصولات فرعی صنایع از جمله سرباره کوره فولاد سازی (GGBS) و آهک برای اصلاح ویژگی‌های مهندسی مصالح محلی می‌تواند مفید باشد. در این پژوهش تست‌های آزمایشگاهی مقاومت فشاری تک محوره (UCS) برای شبیه سازی - اثرات سیل بر روی لایه‌های جسم جاده در سه حالت خشک، نیمه غرقابی و غرقابی در طول دوره عمل آوری (7، 14، 28، 56، و 90) انجام شده است. نتایج نشان دادند که لایه‌های ساختار جاده که شامل طرح اختلاطی از آهک- سرباره-خاک رس که در دشت‌های سیلابی مانند استان خوزستان ساخته شده‌اند را می‌توان با کاربرد مواد جانبی صنعتی مانند سرباره فولاد سازی (GGBS) که توسط آهک فعال می‌شوند پایدار ساخت. مهمترین واکنش‌های، همراه آهک و سرباره شامل هیدراسیون سرباره فعال شده توسط آهک، برای تشکیل ژل C-A-S-H و فاز هیدروتالکیت می‌باشد، که شامل ژل C-A-S-H می‌باشد. نتایج SEM نیز نشان دهنده تشکیل دو فاز اصلی ژلی C-S-H و C-A-S-H و تشکیل کانی اترینگایت می‌باشند. این امر کاربرد ترکیب هزینه با کیفیت بهبود یافته مواد فرموله شده را دارد، در نتیجه، سهولت فرایندهای ساخت‌وساز به همراه توسعه پایدار را در دشت‌های سیلابی افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


Alavez-Ramirez, R., Montes-Garcia, P., Martinez-Reyes, J., Altamirano-Juarez, D. C., Gochi-Ponce, Y. ., 2012. The use of sugarcane bagasse ash and lime to improve the durability and mechanical properties of compacted soil blocks. Construction and Building Materials 34, 296-305.
Al-Mukhtar, M., Khattab, S., Alcover, J. F., 2012. Microstructure and geotechnical properties of lime-treated expansive clayey soil. Engineering Geology 139, 17-27.
Altun, I. A., Yılmaz, I., 2002. Study on steel furnace slags with high MgO as additive in Portland cement. Cement and Concrete Research 32(8), 1247-1249.
Amhadi, T. S., Assaf, G. J., 2018. November. Overview of Soil Stabilization Methods in Road Construction. In International Congress and Exhibition" Sustainable Civil Infrastructures: Innovative Infrastructure Geotechnology” 21-33. Springer, Cham.
Amiralian, S., Chegenizadeh, A., Nikraz, H., 2012. A review on the lime and fly ash application in soil stabilization. International Journal of Biological, Ecological and Environmental Sciences 1(3), 124-126.
Brooks, R. M., 2009. Soil stabilization with fly ash and rice husk ash. International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences 1(3), 209-217.
Celauro, B., Bevilacqua, A., Bosco, D. L., Celauro, C., 2012. Design procedures for soil-lime stabilization for road and railway embankments. Part 1-review of design methods. Procedia-Social and Behavioral Sciences 53, 754-763.
Celik, E., Nalbantoglu, Z., 2013. Effects of ground granulated blastfurnace slag (GGBS) on the swelling properties of lime-stabilized sulfate-bearing soils. Engineering Geology 163, 20-25.
Cetin, B., Aydilek, A. H., Guney, Y., 2010. Stabilization of recycled base materials with high carbon fly ash. Resources, Conservation and Recycling 54(11), 878-892.
Choobbasti, A. J., Ghodrat, H., Vahdatirad, M. J., Firouzian, S., Barari, A., Torabi, M., Bagherian, A., 2010. Influence of using rice husk ash in soil stabilization method with lime. Frontiers of Earth Science in China 4(4), 471-480.
Cristelo, N., Glendinning, S., Fernandes, L., Pinto, A. T., 2012. Effect of calcium content on soil stabilisation with alkaline activation. Construction and Building Materials 29, 167-174.
Eisazadeh, A., Kassim, K. A., Nur, H., 2012. Solid-state NMR and FTIR studies of lime stabilized montmorillonitic and lateritic clays. Applied Clay Science 67, 5-10.
Harichane, K., Ghrici, M., Kenai, S., Grine, K., 2011. Use of natural pozzolana and lime for stabilization of cohesive soils. Geotechnical and Geological Engineering 29(5), 759-769.
James, J., Pandian, P. K., 2016. Industrial wastes as auxiliary additives to cement/lime stabilization of soils. Advances in Civil Engineering.
Jawad, I. T., Taha, M. R., Majeed, Z. H., Khan, T. A., 2014. Soil stabilization using lime: Advantages, disadvantages and proposing a potential alternative. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology 8(4), 510-520.
Mishra, E. N. K., 2012. Strength characteristics of clayey sub-grade soil stabilized with fly ash and lime for road works. Indian Geotechnical Journal 42(3), 206-211.
Modarres, A., Nosoudy, Y. M., 2015. Clay stabilization using coal waste and lime—Technical and environmental impacts. Applied clay science 116, 281-288.
Nagaraj, H.B., Sravan, M.V., Arun, T.G., Jagadish, K. S., 2014. Role of lime with cement in long-term strength of Compressed Stabilized Earth Blocks. International Journal of Sustainable Built Environment 3(1), 54-61.
Obuzor, G.N., Kinuthia, J. M., Robinson, R. B., 2012. Soil stabilisation with lime-activated-GGBS—A mitigation to flooding effects on road structural layers/embankments constructed on floodplains. Engineering Geology 151, 112-119.
Poh, H. Y., Ghataora, G. S., Ghazireh, N., 2006. Soil stabilization using basic oxygen steel slag fines. Journal of Materials in Civil Engineering 18(2), 29-240.
Ramaji, A. E., 2012. A review on the soil stabilization using low-cost methods. Journal of Applied Sciences Research 8(4), 2193-2196.
Sadrmomtazi, A., Tahmouresi, b., 2018. Assessment of aggregates-cement paste border in concretes containing silica fume and fly ash. Journal of Structural and Construction Engineering (JSCE) 4, 136-154.
Salih, M. A., Farzadnia, N., Ali, A. A. A., Demirboga, R., 2015. Development of high strength alkali activated binder using palm oil fuel ash and GGBS at ambient temperature. Construction and Building Materials 93, 289-300.
Sharma, N.K., Swain, S.K., Sahoo, U.C., 2012. Stabilization of a clayey soil with fly ash and lime: a micro level investigation. Geotechnical and geological engineering 30(5), 1197-1205.
Shi, C., 2004. Steel slag—its production, processing, characteristics, and cementitious properties. Journal of Materials in Civil Engineering 16(3), 230-236.
Soltani, A., Tarighat, A., Rostami, R.A., 2017. Effects of calcined clay minerals and silica fume on the compressive strength of concrete, Journal of Structural and Construction Engineering (JSCE) 4, 33-50.
 Tasong, W. A., Wild, S., Tilley, R. J., 1999. Mechanisms by which ground granulated blastfurnace slag prevents sulphate attack of lime-stabilised kaolinite. Cement and concrete research 29(7), 975-982.
Wang, D. X., Abriak, N. E., Zentar, R., Xu, W., 2012. Solidification/stabilization of dredged marine sediments for road construction. Environmental Technology 33(1), 95-101.
Wild, S., Kinuthia, J.M., Jones, G.I., Higgins, D.D., 1998. Effects of partial substitution of lime with ground granulated blast furnace slag (GGBS) on the strength properties of lime-stabilised sulphate-bearing clay soils. Engineering Geology 51, 37–53.
Yi, Y., Liska, M., Al-Tabbaa, A., 2013. Properties of two model soils stabilized with different blends and contents of GGBS, MgO, lime, and PC. Journal of Materials in Civil Engineering 26 (2), 267-27.