ایجاد لایه محافظ بر سطح تپه های ماسه ای با هدف کاهش فرسایش آن، سالیان طولانی مرسوم بوده است. استفاده از مالچ های نفتی در بعضی از کشورها، علاوه بر هزینه های زیاد، مشکلات فراوان زیست محیطی در بر داشته است. در این تحقیق از دوغاب آهک هیدراته به عنوان پوشش محافظ (مالچ) ماسه های بادی استفاده شد. این دوغاب در سه تیمار با نسبت های 3، 5 و 7 درصد آهک آماده و با آب پاش، به طور یکنواخت بر سطح پلات های با ابعاد 2×5 متر از تپه های ماسه پاشیده شد. ضخامت میانگین هر لایه مالچی با کولیس اندازه گیری و میزان سایش آن در فاصله زمانی دو ماهه در هر پلات از تیمارهای سه گانه مالچ آهکی و شاهد، با استفاده از نقاط نشانه گذاری در سه محل محاسبه شد. تحلیل آماری داده ها با نرم افزارهای SPSS و Excel انجام شد. نتایج نشان داد، که لایه مالچ دوغاب آهک سه درصد در مقابل سایش بادی مقاومت کافی نداشته و با تیمار شاهد قابل مقایسه است. نتایج سایش لایه های مالچ دوغاب آهک پنج و هفت درصد حاکی است که با افزایش میزان درصد آهک مقاومت مالچ در مقابل سایش باد افزایش یافته است. لایه مالچ دوغاب آهک هفت درصد با ضخامت 3/6 میلی متر، بیشترین مقاومت سایشی را در شرایط طبیعی محل از خود نشان داد.

مخلوط های آسفالتی نیمه گرم، در قیاس با مخلوط های آسفالتی متداول، دارای مزایا و معایبی می باشند. بیشتر مزایای مخلوط های آسفالتی نیمه گرم به دمای کم تولید، ملاحظات زیست محیطی، پیرشدگی کمتر قیر، کاهش مصرف سوخت و افزایش مدت زمان امکان اجرای آسفالت در طول سال مربوط می شود. در مورد معایب این نوع مخلوط آسفالتی نیز می توان به عملکرد ضعیف این آسفالت در مورد مساله حساسیت رطوبتی اشاره داشت. در این تحقیق، اثر آهک هیدراته، که نوعی ماده اصلاح کننده در موارد مشابه به حساب می آید، بر اصلاح این خاصیت بررسی شده است. همچنین، بهبود سایر خواص عملکردی نظیر مقاومت شیارشدگی، مدول برجهندگی و مقاومت خزشی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در انتخاب ماده اصلاح کننده سعی بر آن شد تا مساله هزینه و قابلیت دسترسی برای تولید تا حد امکان مورد توجه قرار داده شود تا مزیت عمده آسفالت نیمه گرم، که کاهش هزینه های تولید مخلوط مذکور می باشد، به قوت خود باقی بماند. بدین منظور، مقادیر مختلف آهک هیدراته (صفر، 1، 2، 3 و 4 درصد وزن کل مصالح سنگی) به عنوان فیلر به مخلوط آسفالتی نیمه گرم اضافه شد و آزمایش های خزش، حساسیت رطوبتی، مدول ارتجاعی و شیارشدگی انجام شد. از نتایج به دست آمده این گونه نتیجه گیری شد که آهک هیدراته می تواند به عنوان یک اصلاح کننده ضد عریان شدگی و مقاوم در برابر حساسیت رطوبتی در مخلوط های آسفالتی نیمه گرم مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این ماده به عنوان جایگزین بخشی از فیلر در مخلوط های آسفالتی نیمه گرم به میزان 2% وزن مصالح سنگی توصیه می شود.

تغییرات رطوبت سطحی و زیرسطحی یکی از عوامل موثر بر ارزیابی عملکرد رفتاری خاک ها متاثر از عوامل مخاطره آمیزی همچون فرسایش، تورم، انقباض، نشست نامتقارن، ذوب و یخ زدگی های متوالی، پدیده روانگرایی، رانش ساختگاه و انتشار آلودگی زیست محیطی می باشد. در این پژوهش آزمایشگاهی، عملکرد دو نمونه خاک رسی و ماسه ای طی تثبیت با مقادیر 3، 5 و 7 درصد آهک هیدراته افزوده شده، بررسی شده و مقاومت اکتسابی نمونه های حاصل شده تحت آزمایش مقاومت فشاری تک محوری پس از 28 روز عمل آوری، منطبق بر انرژی پراکتور استاندارد در شرایط اشباع، غیراشباع و خشک برآورد شده است. روش تماس فیلتر کاغذی، با توجه به اندازه گیری تعادل رطوبتی، جهت برآورد مشخصه ذاتی مکش خاک طی شرایط وجود و عدم وجود افزودنی آهک در حالت غیراشباع، به عنوان راه حل محاسبه مکش انتخاب شده است. میزان نفوذپذیری متاثر از تثبیت خاک طی دوره عمل آوری 7 و 28 روزه نیز یکی دیگر از پارامترهای مورد سنجش این مطالعه می باشد. نتایج آزمون ها طی یک سیکل هیسترسیس خشک شدگی بیانگر آن است که مکش ماتریک نمونه های رسی در حدود 11 برابر نمونه های ماسه ای بوده و تغییرات آهک نیز موجب تشدید نگهداشت آب منفذی و برآورد مکش شده است. نمونه های تثبیت شده رسی به طور متوسط 87% و نمونه های ماسه ای حدود 83% مقاومت فشاری تک محوری خود را هنگام حضور آب، به علت ناپایدار شدن چسب آهکی، از دست داده اند. علی رغم انتظار، عواملی همچون ناهمگنی ایجادی طی تثبیت در بافت خاکدانه، تشکیل چسب ضعیف آهکی و تغییر وضعیت شرایط دانه بندی از ریزدانه به درشت دانه هنگام افزودن آهک، در اغلب اوقات منتج به افزایش نفوذپذیری در دوره زمانی گیرش 7 و 28 روزه شده است.

در حال حاضر در فلوتاسیون تفریقی سرب و روی در کارخانه تغلیظ لکان در مرحله جداسازی سرب جهت بازداشت پیریت و اسفالریت از سیانورسدیم استفاده می شود که تبعات زیست محیطی زیادی در برداشته و برای انسان و دیگر موجودات بسیار خطرناک است، همچنین تهیه این ماده شیمیایی دارای محدودیت های زیادی می باشد و از خارج کشور تهیه می گردد.در طرح پژوهشی حاضر با جایگزینی سولفات آهن و آهک هیدراته به جای سیانورسدیم، کنسانتره سرب قابل قبول با عیار %58.75 سرب و %13.2 روی حاصل شده و نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که می توان در مقیاس صنعتی هم این مواد را جایگزین و از مزایای آن بهره مند گردید.

رودخانه شربیان در استان آذربایجان شرقی، شهرستان سراب، دهستان شربیان واقع است. رسوبات این رودخانه از واحدهای سنگی متعلق به الیگومیوسن و میوسن تامین می گردد که شامل واحدهای سنگی کنگلومرا، ماسه سنگ، آهک، مارن و شیل می-باشد. این رسوبات مواد اولیه آسفالت دو تا کارخانه آسفالت گرم را که در مجاورت رودخانه ساخته شده اند، تامین می نماید و آسفالت تهیه شده عمدتاً در استان های مجاور استفاده می شود که دارای آب و هوای نسبتاً سرد می باشند. آنالیز ترکیبی این رسوبات بیانگر میزان سیلیس بالا، حدود 60 درصد، می باشد و آسفالت هایی که از این رسوبات تهیه می شوند، در فصول سرد سال مستعد پدیده عریان شدگی می گردند که طی این فرایند، با نفوذ رطوبت به داخل مصالح سنگی و مخلوط آسفالتی، اتصال قیر – مصالح تضعیف شده و زمینه برای تخریب آسفالت فراهم می گردد. در این پژوهش علاوه بر پرداختن به علت رسوب-شناسی تخریب آسفالت، راه حلهای مقابله با این پدیده نیز بررسی و ارائه شده است. این تحقیق بر اساس روش های مرسوم رسوب شناسی، استانداردهای مختلفASTM، AASHTO و نیز آیین نامه های راهسازی و دستورالعمل های وزارت راه و شهرسازی صورت گرفته است. در این پژوهش برای مقابله با پدیده عریان شدگی، از تاثیر توام آهک هیدراته (فیلر آهکی) و فیلر طبیعی مصالح سنگی با نسبتهای متفاوت (با 3-1. 5 درصدآهک هیدراته) استفاده شده و پارامترهای استحکام، نرمی، مقاومت کششی غیرمستقیم به عنوان معیارهایی برای ارزیابی کیفیت و دوام آسفالت در مقابل پدیده عریان شدگی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحقیق بیانگر آن است که با اضافه نمودن افزودنی های فوق در نسبت های مختلف، پارامترهای مذکور تغییر یافته و نسبت به حالت اولیه بهتر می گردند. بر اساس این نتایج، درجه عریان شدگی در ماکزیمم حالت این نسبت یعنی با ترکیب 3 درصد آهک، به عدد 1 رسیده و با افزایش و بهبود سایر پارامترها، پدیده عریان شدگی تقریبا از بین می رود.

روسازی هایی که در معرض رطوبت قرار دارند به سرعت دچار اضمحلال شده و از بین می روند. حساسیت رطوبتی را می توان از دست دادن مقاومت و دوام ناشی از تاثیر رطوبت دانست. بر اساس مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که اثرات مخرب رطوبت، منجر به کاهش مدول آسفالت تا حدود 25%، افزایش شیارشدگی تا حدود 60% و نیز افزایش خرابی های ناشی از خستگی تا حدود 30% می شود. افزودن آهک هیدراته به عنوان روشی برای کاهش حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی داغ پذیرفته شده است. در تحقیق حاضر، مصالح سنگی مورد استفاده از یک کارخانه آسفالت واقع در غرب شهر تهران و قیر مورد نیاز از پالایشگاه اصفهان تهیه و آزمایش های مورد نیاز روی آنها انجام شد. جهت بررسی همزمان اثر دما و ماده افزودنی، سه نوع مخلوط آسفالتی حاوی درصدهای مختلف آهک هیدراته (1، 1.5 و 2 درصد وزن خشک دانه ها) تحت عنوان مخلوط آسفالتی اصلاح شده، و یک نوع مخلوط آسفالتی شاهد (بدون آهک هیدراته) در دو دمای 40 و 60 درجه سانتی گراد تهیه شدند. به منظور بررسی همزمان تاثیر دما و افزودنی آهک هیدراته بر حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی از نرم افزارMini Tab ، آزمایش کیفی آب جوشان (ASTM D-3625)، آزمایش های کمی لاتمن اصلاح شده (AASHTO T-283)، میزان اثر چرخ (AASHTO T-324) و پارامتر نسبت مارشال (ASTM D-1559) استفاده شد. نتایج به دست آمده از انجام آزمایش های مذکور و منحنی های میزان ترسیم شده با استفاده از نرم افزار Mini Tab، نشان داد که کاهش دما (از 60 به 45 درجه سانتی گراد) و افزودن آهک هیدراته موجب بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی داغ در برابر خرابی های وابسته به رطوبت می گردد.

یکی از مشکلات عمده در روسازی به ویژه در مناطق مرطوب، پدیده عریان شدگی مخلوط های آسفالتی است. در این تحقیق با تمرکز بر شناسایی نحوه ایجاد پدیده عریان شدگی، عوامل دخیل در بروز این خرابی مورد شناسایی قرار گرفته و روش های افزایش دوام آسفالت در برابر این خرابی مورد بررسی شده است. در این راستا از فیلر آهکی، آهک هیدراته و نانو مواد زایکوترم به عنوان مواد ضد عریان شدگی مناسب در مقادیر مختلف استفاده شده و مخلوط های بهینه مقاوم در برابر پدیده عریان شدگی تهیه شده اند. همچنین با توجه به اینکه استان اردبیل تغییرات دمایی بیشتری را نسبت به مناطق معتدل تجربه می کند، در این تحقیق این استان به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و مصالح سنگی از سه معادن A، B و C واقع در این منطقه تهیه و با استفاده از آزمایش ASTM C294 مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین با استفاده از آزمایش کشش غیرمستقیم بر روی نمونه های خشک و اشباع مخلوط آسفالتی و طبق استاندارد AASHTO T283پتانسیل عریان شدگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مشخصات مصالح و نیز متنوع بودن مصالح در معادن رودخانه ای بر عملکرد مخلوط های آسفالتی در برابر رطوبت تاثیر دارد. همچنین طبق نتایج بدست آمده استفاده از 2 درصد آهک هیدراته، 4 درصد فیلر سنگ آهک، و یا 1/0 درصد وزن قیر از نانو مواد زایکوترم، مقاومت مخلوط آسفالتی مصالح سنگی A و C (مصالح سیلیسی) را در برابر عریان شدگی مخلوط آسفالتی به صورت قابل توجهی افزایش می دهد، درحالی که استفاده از افزودنیهای منتخب در مخلوط های آسفالتی با مصالح سنگی B (مصالح آهکی) تاثیری در افزایش نسبت مقاومت TSR نمونه های آسفالتی ندارد.

سه نوع افزودنی شیمیایی برای اصلاح مخلوط بازیافتی با قیر امولسیون استفاده شد.  این افزودنی های شیمیایی عبارتند از سیمان پرتلند کامپوزیت1 (CPC)، آهک هیدراته2 (HL)، و ترکیبی از آهک هیدراته و سرباره کوره بلند بالاستی 3(GGBF). وجود افزودنی های مختلف در عملکرد مخلوط بازیافتی با آزمایش های حجمی و استحکام، آزمایش حساسیت رطوبتی، آزمایش شیارشدگی و آزمایش خمشی در دمای پایین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان می دهد که بهبود عملکرد مخلوط بازیافتی امولسیونی به انواع و درصدهای افزودنی های شیمیایی بستگی دارد. چندین توصیه برای انتخاب مواد شیمیایی ارائه شده است.

یکی از اهداف متولیان راه، بهره برداری به موقع و سریع از فرودگاه ها و آزادراه ها می باشد که در روسازی بتنی این امر به دلیل رفتار متفاوت آن با روسازی آسفالتی در مراحل اولیه اجرا، یکی از چالش های مهم می باشد. در این پژوهش با هدف بهبود خواص مکانیکی و دوام در برابر اثر توأمان پدیده ذوب و یخ و نمک زدایی سطحی به خصوص در سنین اولیه جهت رفع مشکل عدم امکان بهره برداری زودهنگام از روسازی های بتنی به کمک اثر ترکیب مواد سیمانی مختلف از جمله آهک هیدراته، متاکائولن و زئولیت پرداخته شده است. در این راستا، مطالعات ریزساختاری هم با استفاده از آنالیز XRD و  SEMبه­صورت مقایسه­ای در دو شرایط عمل­آوری آب و قرار گرفتن در معرض چرخه ذوب و یخ انجام شده است. که جایگزینی سیمان با زئولیت و متاکائولن در بتن آهکی منجر به کاهش تخلخل و تراکم یکپارچه با تشکیل CSH در ساختار بتن گردید. بر همین اساس بهبود خواص مکانیکی و دوام روسازی­های بتنی در برابر تأثیر توأمان ذوب و انجماد و یخ­زدایی با نمک بر اساس چهار طرح اختلاط شامل بتن شاهد (CC) و سه نمونه دیگر حاوی 15% آهک(CL)، 15% آهک و 15% متاکائولن (CLM)  و 15% آهک و 15% زئولیت (CLZ) مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت که مشخص شد به ترتیب  نمونهCL، CLM و CLZ نسبت به نمونه شاهد، افزایش مقاومت فشاری در سنین اولیه داشته اند به گونه ای که در تست 7روزه به ترتیب باعث اقزایش مقاومت فشاری به میزان 20، 32 و 48 درصد گردیده است که در طول آزمایش هم این افزایش ادامه یافت. در آزمایش چرخه ذوب و یخ پس از طی 55 سیکل، مخلوط های CLM و CLZ همواره میزان تخریب کمتری نسبت به نمونه شاهد از خود نشان دادند. به گونه ای که در پایان آزمایش، درصد کاهش وزن به ترتیب 48. 7% و 75. 2% کمتر از نمونه شاهد بوده است. علاوه بر این بر اساس نتایج آزمایش جذب مویینگی آب مشخص شد نمونه­های CLM و CLZدر سنین اولیه نفوذپذیری کمتری نسبت به مخلوط CC داشته­ و این رفتار در سنین بالاتر نیز با عملکرد مناسبتری ادامه یافته است. همچنین نتایج  حاصل ازمقاومت خمشی بیانگر تأثیر مثبت افزودنی ها در تمامی نمونه­ها با گذشت زمان، بر روند افزایش مقاومت خمشی می باشد به گونه ای که به ترتیب برای نمونهCL، CLM و CLZ نسبت به نمونه شاهد، افزایش مقاومت خمشی در 28 روزه به میزان 39، 42 و 57 درصد بوده است. تأثیر مثبت آهک هیدراته  به دلیل خاصیت خمیری بالا در افزایش مقاومت خمشی مخلوطهای حاوی متاکائولن و زئولیت کاملاً مشهود است و موجب  افزایش خصوصیات مکانیکی در تمامی سنین نمونه ها شده است، ولی باعث ضعف در عملکرد دوام نسبت به نمونه شاهد گردید. این موضوع در مخلوط های کامپوزیتی حاوی آهک با متاکائولن یا زئولیت رفع گردیده و نتایج آزمایش های دوام بیانگر بهبود قابل ملاحظه هر دو پوزولان به خصوص در زئولیت می باشد، لذا بر اساس نتایج این پژوهش می توان گفت با بهبود خواص مکانیکی و دوامی مخلوط های  CLMو CLZ، استفاده از افزودنی متاکائولن یا زئولیت در بتن حاوی آهک هیدراته راه حلی مناسب برای رفع چالش عدم امکان بهره برداری زودهنگام در روسازی بتنی است.

1سیمان­­های فسفات منیزیم (MPC) توسعه یافته ­ترین نوع از سرامیک­های با اتصال شیمیایی هستند که از طریق واکنش اکسید منیزیم با انواع نمک­های فسفاتی محلول در آب تشکیل می­شوند. لذا بررسی انواع سیستم­های سیمان فسفات منیزیم با توجه به نوع عامل فسفاتی استفاده شده امری مهم تلقی می­شود. در این پژوهش اثر سه نوع نمک مونوآمونیم فسفات (MAP)، دی­آمونیم فسفات (DAP) و سدیم دی­هیدروژن فسفات (MSP) بر خواص خمیر سیمان فسفات منیزیم شامل زمان گیرش، جریان­یابی، دانسیته، تخلخل و pH بررسی شده است. نوع و مقدار فازهای هیدراته و نحوه دی­هیدارته شدن سیمان نیز توسط آنالیز فازی (XRD) و آنالیز حرارتی همزمان (STA) مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند که زمان گیرش و جریان­یابی سیمان حاوی دی­آمونیم فسفات نسبت به دو نوع دیگر بیشتر است. علاوه بر این نتایج حاصل از XRD بیانگر این بود که نوع فاز هیدراته برای نمک­های فسفات آمونیم یکسان است در حالیکه استفاده از مونوسدیم فسفات بر خلاف دو عامل فسفاتی دیگر، منجر به تشکیل فاز هیدراته بلوری نخواهد شد.