اثر افزودن سيمان بر خواص فيزيکي و هيدروليکي غيراشباع خاک رس منطقه کهريزک (مورد استفاده در لايه پوشش نهايي مدفن پسماندهاي شهري)

يکي از مهمترين مسايل در طراحي پوشش نهايي يک مدفن مهندسي- بهداشتي، طراحي لايه آب بند آن مي باشد. نکته مهم در طراحي اين لايه، اين است که پوشش نهايي همواره در معرض تر و خشک شدن قرار دارد و بدليل انقباض ناشي از خشک شدن، حفرات و ترکهايي در خاک بوجود مي آيند و مي توانند باعث افزايش شديد نفوذپذيري شوند که بايستي به طريقي اين ترکها را کاهش داد. از طرفي خصوصيات هيدروليکي خاک در حالت نيمه اشباع با حالت اشباع متفاوت است بنابراين اين خصوصيات در حالت نيمه اشباع نيز بايد مورد مطالعه قرار گيرند. در اين پژوهش با انتخاب خاک رس منطقه کهريزک (محل دفن پسماندهاي شهري تهران)، خواص خاک از جمله تورم، حدود اتربرگ و افت وزن ناشي از تر و خشک شدن متوالي و نفوذپذيري خاک در حالت نيمه اشباع مطالعه شده و اثر افزودن سيمان بر آنها با استفاده از روشهاي آزمايشگاهي و مدل تجربي بررسي گرديده است. نتايج حاصل از آزمايشها و مدل تجربي نشان مي دهد که بطور کلي با افزودن سيمان، نفوذچذيري به مقدار بسيار کمي افزايش مي يابد. در مقايسه بين نفوذپذيري نمونه هاي مختلف خاک با افزودني سيمان (1 تا 5 درصد)، مشخص شد که نمونه خاک با 3 درصد سيمان، داراي کمترين نفوذپذيري است و پس از آن با افزايش درصد سيمان، نفوذپذيري نيز افزايش مي يابد. همچنين نتايج ساير آزمايشها نشان داد که با افزايش سيمان، دامنه خميري کاهش يافته ولي همچنان در محدوده مجاز براي دست يافتن به حداقل نفوذپذيري قرار دارد. آزمايش اثر سيمان بر ميزان تورم خاک نشان مي دهد که افزايش مقدار سيمان باعث کاهش تورم و در نتيجه کاهش ميزان و اندازه ناپيوستگي هاي خاک پس از خشک شدن و انقباض مي گردد. همچنين آزمايش تر و خشک شدن متوالي براساس استاندارد ASTM D559-96 که براي تخمين فرسايش ناشي از تر و خشک شدن متوالي صورت گرفت، نشان مي دهد که افزايش سيمان باعث کاهش در ميزان افت وزن نمونه هاي خاک- سيمان (در اثر فرسايش سطحي ناشي از تر و خشک شدن متوالي) مي شود. در پايان مي توان نتيجه گرفت با اينکه افزودن سيمان، اثر مستقيمي در کاهش نفوذپذيري ندارد ولي به دليل کاهش دادن ترک خوردگي ناشي از انقباض و فرسايش ناشي از تر و خشک شدن متوالي، مي تواند باعث تامين نفوذپذيري مجاز لايه آب بند و عملکرد بهتر آن شود. به همين دليل اضافه نمودن 3 درصد وزني سيمان به خاک مذکور براي بهينه کردن خواص آن توصيه مي شود.