مشخصات مکانیکی و دوام بستر رسی تثبیت شده با ترکیب باطله سنگ‌آهن و آهک شکفته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، ایرانSirjan, University of Technology, Iran

3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان

10.22075/jtie.2020.18494.1410

چکیده

از جمله راهکارهای مناسب برای برخورد با خاک‌های کم مقاومت و مسئله‌دار در راهسازی، تثبیت خاک است. از طرفی بهره‌گیری از ضایعات معدنی ازجمله باطله سنگ‌آهن در مصالح ساختمانی به دلایل زیست‌محیطی و اقتصادی در چند سال اخیر مدنظر قرارگرفته است. هدف این تحقیق تثبیت خاک رس سرخه با استفاده از آهک شکفته و باطله سنگ‌آهن است. برای این منظور، نمونه‌هایی با 0، 2، 4 و 6 درصد آهک هیدراته و 0، 10، 20 و 30 درصد باطله سنگ‌آهن در سه درصد رطوبت مختلف (بهینه، سمت مرطوب و سمت خشک) متراکم و آماده و سپس جهت انجام آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری (UCS) به مدت 7، 28 و 56 روز عمل‌آوری شدند. آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری نشان داد که با فرض ثابت بودن درصد باطله، افزایش درصد آهک تا یک مقدار مشخص (4%) باعث افزایش مقاومت فشاری و مدول یانگ می‌گردد و پس از آن سبب کاهش مقاومت فشاری و مدول یانگ نمونه‌ها می‌شود. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که مقاومت فشاری تک‌محوری و مدول یانگ، با افزایش درصد رطوبت تراکم کاهش می‌یابد و برعکس با کاهش درصد رطوبت این دو پارامتر افزایش می‌یابند. مقاومت فشاری نمونه‌های 7 روزه، 28 روزه و 56 روزه با توجه به درصد آهک و درصد رطوبت تراکم به ترتیب افزایش 84 الی 259 درصدی، 97 الی 290 درصدی و 110 الی 342 درصدی از خود نشان داد. نتایج آزمایش دوام در برابر سیکل‌های ذوب و یخبندان نشان داد که افزایش درصد باطله سنگ‌آهن تا یک مقدار مشخص (بین 2 الی 4 درصد) باعث کاهش افت وزنی و حجمی می‌شود و پس از آن، افت وزنی و حجمی افزایش می‌یابد. با لحاظ نمودن دو معیار مقاومت فشاری و مقاومت در برابر سیکل‌های ذوب و یخبندان، درصد بهینه آهک به ترتیب برای جایگزینی 20 و 10 درصد باطله برابر با 2 و4 درصد تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mechanical Properties and durability of clayey subgrade stabilized with iron ore mine tailing and hydrated lime

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Ghanizadeh 1
  • Mehdi Zolfaghari 2
  • Hanie Abbaslou 3
1 Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran
2 M.S Student, Department of Civil Engineering, Sirjan, University of Technology, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology
چکیده [English]

An appropriate solution for dealing with low-resistance and problematic soils is stabilization of the soil. Also, exploitation and use of mineral resources generates a lot of mine tailings. Increasing the production of these tailings has created a significant concern for the mining authorities, regarding to achieve more depot space and environmental issues caused by waste deposits. The purpose of this research is to stabilize red clay with hydrated lime and iron ore mine tailings. For this purpose, samples with 0, 2, 4 and 6% lime and 0, 10, 20 and 30% of iron ore tailings dense and prepared in three percent moisture content (optimum, wet side and dry side). In order to perform unconfined compression strength (UCS), the specimens were treated for 7, 28 and 56 days. Unconfined compressive strength test showed that by increasing lime content up to a specific value, the UCS increases, and increasing the amount of lime content to more than it will reduce the UCS of samples when the content of iron ore mine tailing remains constant. In addition, the UCS and elastic modules decrease with increasing moisture content and vice versa. The UCS of the 7-day, 28-day and 56-day samples increses 84 to 259%, 97 to 290% and 110 to 342%, respectively, in terms of lime percentage, Iron ore mine tailing percentage and moisture content. Also, the freezing and thawing test showed that by increasing the iron ore mine tailing up to a specific value (2 to 4%), reduces the weight and volume loss of samples, and after that the weight and volume loss increase. Results of this study confirms that the optimum percentage of hydrated lime is 2 and 4%, regrading to 20 and 10 percentage of tailing, respectively by considering both UCS and freezing and thawing criteria.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay soil
  • Iron ore mine tailing
  • Hydrated lime
  • strength and durability