تاثیر ترکیب زئولیت و الیاف بر بهبود خصوصیات ژئومکانیکی خاک تثبیت شده با سیمان تحت چرخه های یخ و ذوب

در پژوهش حاضر تاثیر استفاده زیولیت همراه الیاف پلی پروپیلن در پایایی مشخصات مهندسی خاک های نرم تثبیت شده با سیمان تحت چرخه های یخ و ذوب (F-T) بررسی شد. بدین منظور مقادیر صفر تا 30% وزنی، سیمان و مخلوط سیمان-زیولیت (با نسبت های متفاوت)، بطور جداگانه به خاک مورد مطالعه اضافه، سپس با افزودن الیاف و عمل آوری تا 90 روز، مجموعه ای از آزمایش های ژیوتکنیکی در کنار آنالیزهای ریزساختاری صورت گرفت. نتایج بدست آمده موید آن است استفاده از مقادیر اندک سیمان می تواند سبب بهبود اولیه پارامترهای ژیومکانیکی خاک شود؛ اما با افزایش چرخه های F-T مقاومت نمونه ها بعضا تا 60% کاهش می یابد. تامین شرایط مطلوب، نیازمند مصرف زیاد سیمان و نگهداری طولانی بوده که علاوه بر افزایش هزینه تثبیت، رفتار مصالح را به شدت تردشکن می کند. از طرفی، با افزودن زیولیت (حداکثر تا یک چهارم سهم سیمان) علی رغم امکان رشد ظرفیت باربری (تا 3/1 برابر)؛ اما همچنان مقاومت مصالح تحت چرخه های F-T افت زیادی نشان می دهد. مشاهده شد حضور الیاف در این سری از نمونه ها، تاثیر قابل ملاحظه ای بر افزایش پایایی رفتار خاک به ویژه در زمان های محدود نگهداری (کمتر از 7 روز) و مقادیر کم افزودنی داشته و شاخص خرابی ناشی از فرآیند یخ و ذوب حدود 50% کاهش می یابد. علاوه بر این، مقاومت کششی سیستم اخیر نسبت به سیمان تنها، بیش از 5/1 برابر بهبود و مقاومت پس ماند آن تا 200% بیشتر است. علت این تغییرات با استناد به طیف های اشعه ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ماتریس پیوسته تر خاک ناشی از گسترش نانو ساختارهای سیمانی و پیوند مستحکم الیاف با ذرات ارزیابی شد. در مجموع بر اساس نتایج حاصل، استفاده از ترکیب CZF، به دلیل امکان مصرف کمتر سیمان (حدود 30%) و همچنین کاهش زمان مورد نیاز عمل آوری (تا 3 برابر)، به عنوان یک گزینه موثر برای بهسازی خاک های نرم تحت چرخه های یخ و ذوب، پیشنهاد می شود.