پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 404 |
| تعداد مقالات | 5,423 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,528,085 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,023,891 |
مطالعه آزمایشگاهی تثبیت خاک طبیعی با ژئوپلیمر مبتنی بر پودر شیشه و کاربید کلسیم | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 20، دوره 54، شماره 12، اسفند 1401، صفحه 4827-4846 اصل مقاله (2.22 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2022.21630.7781 | ||
| نویسندگان | ||
| سیدعرفان حسینی1؛ علیرضا طبرسا* 2؛ امین بهمن پور1 | ||
| 1دانشکده مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران | ||
| چکیده | ||
| مسائل زیست محیطی، اقتصادی، فنی و محدودیت منابع انرژی و مواد اولیه در فرآیند تولید سیمان، ضرورت استفاده جایگزین سیمان را ایجاد می‌کند، بدین منظور سه سری خاک، به نام‌های ماسه با نسبت‌های مختلف لای یا خاک طبیعی (Sx)، خاک تثبیت شده با سیمان (CSS)، و خاک تثبیت شده با ژئوپلیمر بر پایه پودر شیشه و کاربید کلسیم (GSS) از نظر مکانیکی و دینامیکی مطالعه شده است. استحکام، مدول برشی و میرایی نمونه‌ها تحت آزمایش‌های مقاومت فشاری (UCS( و سه محوری سیکلی تحت فشارهای همه جانبه و کرنش‌های برشی مختلف و نسبت‌های لای 10%، 25% و 50% مورد مطالعه قرار گرفت. طرح اختلاط مختلفی از مواد ژئوپلیمری برای آزمایش UCS تهیه و نسبت بهینه طرح اختلاط که در آن ژئوپلیمر حاصل شامل بالاترین مقاومت فشاری خاک باشد، به عنوان ژئوپلیمر بهینه مشخص گردید. نتایج بیانگر مؤثر بودن ژئوپلیمر حاصل برای تثبیت خاک است. نسبت‌های ترکیبی ژئوپلیمر بهینه از نظر حداکثر مقاومت، متشکل از 15% پودر شیشه، 7% کاربید کلسیم و 25% لای، به دست آمد که غلظت‌های بیشتر/کمتر از مقدار بهینه، مقاومت فشاری را کاهش می‌دهد. مقاومت فشاری خاک-ژئوپلیمر بهینه حدود 16% بیشتر از خاک تثبیت شده با سیمان 4% بود. افزایش تنش محصور کننده، مدول برشی را در کرنش‌های کوچک بهبود می‌بخشد، در حالی که تأثیر ناچیزی بر نسبت میرایی دارد. مقاومت فشاری، سختی و مدول برشی خاک ژئوپلیمری برعکس میرایی، بیشتر از خاک سیمانی بود. مقاومت برشی و میرایی خاک‌ها با نسبت‌های مختلف ریزدانه تا حد معینی از ریزدانه آستانه (50% لای)، افزایش می‌یابد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آزمایش سه محوری سیکلی؛ آزمایش تک محوری محصور نشده؛ مدول برشی؛ میرایی؛ ژئوپلیمر؛ ماسه لای دار؛ خصوصیات دینامیکی خاک | ||
| موضوعات | ||
| بهسازی خاک ها؛ بهینه سازی؛ تست های آزمایشگاهی؛ تعمیر و تقویت زیرسازی راه؛ مکانیک خاک و پی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental study of stabilization of natural soil with geopolymer based on glass powder and calcium carbide | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyyed Erfan Hosseini1؛ Alireza Tabarsa2؛ Amin Bahmanpour1 | ||
| 1Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Golestan University, Golestan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Considering cement environmental sustainability issues, an experimental comparative study on three series of untreated silty sandy soil, cement-stabilized, and geopolymer-stabilized soil mixtures based on glass powder, in terms of their static and dynamic properties are presented. Results showed that the optimal geopolymer combination ratios from the viewpoint of bearing the maximum compression, was obtained composed of 15% glass powder, 7% calcium carbide, and 25% silt, and concentrations of higher/lower of the optimum value, will be reduced the compressive strength. Dynamic shear modulus of soil-geopolymer was higher than soil-cement, while it was the reverse in terms of damping ratio. Shear strength, stiffness and damping ratio of the soils with various fines content increases up to fines threshold (50% silt). optimal values of soil static and dynamic properties were found in 25% and 50% silt, respectively. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cyclic triaxial test, UCS, Geopolymer, Glass powder, Calcium carbide, Cement, Soil dynamic properties | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. Karimi, M. Amelsakhi, R. Yousefi, A.A. Amooei, Experimental Study on the Effect of Adding Polypropylene Fibers on Soil Stabilized by Cement and Zeolite Replacement, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 54(4) (2022) 16-16. (in persian). [2] M.S. soltani, M. Amelsakhi, Effect of Zeolite and tire granules on cement stabilization of the sand, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 54(2) (2022) 18-18. (in persian). [3] R. Rehan, M. Nehdi, Carbon dioxide emissions and climate change: policy implications for the cement industry, Environmental Science & Policy, 8(2) (2005) 105-114. [4] G.A. Lorenzo, D.T. Bergado, Fundamental parameters of cement-admixed clay—New approach, Journal of geotechnical geoenvironmental engineering, 130(10) (2004) 1042-1050. [5] K.L. Scrivener, R.J. Kirkpatrick, Innovation in use and research on cementitious material, Cement and Concrete Research, 38(2) (2008) 128-136. [6] H. Xu, 'Geopolymerisation of aluminosilicate minerals', PhD thesis, Department of Chemical Engineering, in, University of Melbourne Australia, 2001. [7] M. Jafari Nadoushan, A.A. Ramezanianpor, Mechanical Properties of Alkali Activated Slag Pastes and Determination of Optimum Values of Effective Factors, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 50(6) (2019) 1043-1052. )in persian(. [8] R. Baghban SHokatabad, V. Toufigh, M.M. Toufigh, Stabilization of sandy soil with geopolymers based on nanomaterials and Taftan pozzolan, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(9) (2020) 2357-2378. (in persian). [9] M.A. Mohammadzadeh, M.M. Toufigh, Fabrication of geopolymer with recycled glass powder base and its application in modifying strength parameters for clay stabilization, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 54(5) (2022) 12-12. (in persian). [10] A. Esparham, A.B. Moradikhou, Factors Influencing Compressive Strength of Fly Ash-based Geopolymer Concrete, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(3) (2021) 1117-1136. (in persian). [11] A. Aghaei Araei, S. Ahmadi, H. Mehrnahad, N. Attarchian, Comparison of Dynamic Behavior of Reconstituted and Core Barrel Sandy Soil Sample by Resonant Column Test in Flexural Mode, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 54(2) (2022) 8-12. (in persian). [12] Y. Jiang, J. Luo, H. Azarkhosh, E. Wu, The switching control method for the nonlinear response of seismic surface based on the local T-S model Earth Sciences Research Journal, 24 (2020) 327-333. [13] A. Xu, H. Azarkhosh, E. Wu, Monitoring Method of Longitudinal Land Subsidence and Deformation in Seismic Geological Disasters, Earth Sciences Research Journal, 24 (2020) 259-266. [14] N. Mahbubi Motlagh, A. Noorzad, Discrete Element Method Simulation of Dynamic Behavior of Granular Materials, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(10) (2021) 13-13.(in persian). [15] H. Nikpoor, A. Bazrafshan Moghaddam, Effect of uncertainty in soil parameters on dynamic response of the ground using random field theory, Amirkabir Journal of Civil Engineering, (2022) -. (in persian). [16] M. Keramati, H. Torabi, P. Alidoust, N. Shariatmadari, Evaluating the Effect of Fiber Content on the Shear wave Velocity and Small-strain Shear Modulus of Municipal Solid Waste Using Bender Element (BE), Amirkabir Journal of Civil Engineering, 50(5) (2018) 929-936. [17] M. Saadati, M. Derakhshandi, A. Bahmanpour, N. Ganjian, Experimental investigation of cyclic behavior of zeolite cemented sand, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(12) (2022) 17-17. (in persian). [18] h. bahadori, a. khalili, Investigating the Effect of Loading Frequency on the Dynamic Properties of Sand Tire Powder Mixture Using Shaking Table Tests, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(6) (2020) 1361-1378. [19] A. shakeri, R. Ziaie_Moayed, M.A. Nozari, Passive Remediation with Colloidal Silica Effect on Shear Strength Properties of oil-contaminated Bushehr Carbonate Sand, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(1) (2021) 367-382. [20] A. Kordnaeij, R. Ziaie Moayed, M. Soleimani, Small Strain Shear Modulus of Sands Grouted with Zeolite-cement Suspension, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(5) (2020) 1277-1298. (in persian). [21] k. zargar, A. Ardakani, Comparison of carbonate and quartz sand shear strength parameters with triaxial and simple shear tests, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(10) (2021) 14-14. (in persian). [22] A.R. Tabarsa, H. Ghiassian, H. Shahnazari, A. Shafiee, R. Jamshidi C, Damping Characteristics of Silty Sand Reinforced With Carpet Waste Strips, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 42(1) (2010) 65-73. (in persian). [23] Y. Jani, W. Hogland, Waste glass in the production of cement and concrete – A review, Journal of Environmental Chemical Engineering, 2(3) (2014) 1767-1775. [24] A.C.D.-o. Soil, Rock, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12 400 Ft-lbf/ft3 (600 KN-m/m3)) 1, ASTM international, 2007. [25] P.V. Lade, D.D. Overton, Cementation effects in frictional materials, Journal of Geotechnical Engineering, 115(10) (1989) 1373-1387. [26] A. Aldaood, M. Bouasker, M. Al-Mukhtar, Effect of water during freeze–thaw cycles on the performance and durability of lime-treated gypseous soil, Cold Regions Science and Technology, 123 (2016) 155-163. [27] D.N. Little, Stabilization of pavement subgrades and base courses with lime, 1995. [28] A.I.-A. D2166/D2166M-13, Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil, in, ASTM International, 2013. [29] R.A. Mozumder, A.I. Laskar, Prediction of unconfined compressive strength of geopolymer stabilized clayey soil using Artificial Neural Network, Computers and Geotechnics, 69 (2015) 291-300. [30] M. Sabbagh Gol, V. Toufigh, Feasibility Study of Sandy Soil Stabilization with Glass Powder and Natural Pozzolan Based Geopolymer Amirkabir Journal of Civil Engineering, 51(1) (2019) 169-182. (in persian). [31] S. Jamshidvand, A. Ardakani, A. Kordnaeij, Effect of cement and zeolite on silty sand samples under freeze–thaw cycles, Road Materials and Pavement Design, 23(8) (2022) 1836-1859. [32] R.N. Georgees, R. Hassan, Performance-related properties of low-volume roads when stabilised with a sustainable anionic polyacrylamide: particle and specimen-levels study, Road Materials and Pavement Design, 23(3) (2022) 565-582. [33] D. Hardjito, S.E. Wallah, D.M. Sumajouw, B.V. Rangan, On the development of fly ash-based geopolymer concrete, Materials Journal, 101(6) (2004) 467-472. [34] J. He, Synthesis and characterization of geopolymers for infrastructural applications, PhD thesis, The Graduate Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College, 2012. [35] A.B. Pascual, M.T. Tognonvi, A. Tagnit-Hamou, Waste glass powder-based alkali-activated mortar, International Journal of Research in Engineering Technology, 03(9) (2014) 15-19. [36] S. Sahoo, S. Prasad Singh, Strength and durability properties of expansive soil treated with geopolymer and conventional stabilizers, Construction and Building Materials, 328 (2022) 127078. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 718 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 853 |
||