سالانه میلیون ها تن ضایعات به اشکال مختلف در معادن و کارخانجات سنگبری ایران تولید می شود. در اغلب موارد این ضایعات در طبیعت رها می شوند که مخاطرات زیست محیطی را به دنبال دارند. در این تحقیق ضایعات درشت و پودر پساب کارخانجات سنگبری با رزین ترکیب و اسلب های سنگ مصنوعی تولید شده است. نتایج نشان می دهد اسلب های تولیدی دارای مشخصات فیزیکی و شیمیایی مطابق با استانداردهای ملی ایران برای سنگ ساختمانی می باشند. با افزایش مقدار رزین در ترکیب سنگ، مقاومت خمشی و کششی افزایش و مقاومت فشاری ضریب جذب آب کاهش یافته است. اسلب های تولیدی از ضایعات سنگ گرانیت در مقایسه با اسلب های تولیدی از ضایعات سنگ مرمریت دارای مشخصات فیزیکی و مکانیکی بهتری هستند. در بهترین شرایط، با هدف بیشترین مصرف ضایعات، با ترکیبی شامل 90 درصد ضایعات مرمریت و 10 درصد رزین اسلب های تولید شده است که دارای مقاومت فشاری 143 مگاپاسکال، مقاومت خمشی 21 مگاپاسکال، مقاومت کششی 25 مگاپاسکال، ضریب جذب آب 1 درصد و وزن مخصوص32/2 می باشند.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.   لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

سنگ مصنوعی ترکیبی از سنگ دانه های طبیعی و ماده ای چسباننده مانند رزین های پلیمری و یا سیمان است. از آن جاکه این سنگ ها به طور مهندسی ساخته می شوند بنابراین خصوصیات آن ها از نظر رنگ، استقامت و ابعاد هندسی متناسب با نیاز بازار مصرف تعیین می شود. مصالح استفاده شده در تهیه ی سنگ های مصنوعی باطله های معادن و دورریز کارگاه های سنگبری است درنتیجه ارزش افزوده آن ها از نظر اقتصادی چشم گیر است. در این مقاله تأثیر نوع سنگ دانه های سیلیکاته بر تغییر خصوصیات زمین شناسی مهندسی سنگ های مصنوعی نسبت به سنگ طبیعی بررسی شده است. در این راستا سه نوع سنگ آذرین شامل توف، گرانیت و آندزیت انتخاب شدند و سنگدانه های مورد نیاز برای تهیه ی سنگ مصنوعی از آن ها تهیه شد. ماده ی چسباننده استفاده شده رزین پلیمری است و از آن به میزان 15% وزنی در تهیه ی سنگ مصنوعی به کار گرفته شد. نمونه ها در قالب فولادی ریخته شده و به مدت 24 ساعت تحت فشاری معادل 12 مگاپاسکال قرار گرفتند. مغزه هایی از نمونه ها برای انجام آزمایش های مختلف از جمله مقاومت فشاری تک محوری تهیه شدند. نتایج بررسی ها از وجود تفاوت هایی در خصوصیات زمین شناسی مهندسی و فیزیکی سنگ های تهیه شده از سنگ دانه های مختلف نسبت به خصوصیات سنگ اولیه نشان می دهند. بدین ترتیب که سنگ های مصنوعی تولید شده از سنگدانه های گرانیتی دارای 86% کاهش جذب آب و 24% افزایش مقاومت را نسبت به نمونه های گرانیت طبیعی نشان دادند. درمقابل دو سنگ مصنوعی دیگر تولید شده از سنگ دانه های توف و آندزیت دارای کاهش شاخص های مقاومتی 56% و 59%، افزایش 137% و 527% جذب آب سنگ های اولیه بوده اند.

انجام عملیات استخراج در معادن روباز مستلزم شناخت خواص هیدرولیکی توده سنگ به ویژه هدایت هیدرولیکی است. هدایت هیدرولیکی، میزان توانایی توده سنگ برای انتقال سیالات است که در بررسی مشکلات نشت، زهکشی و پایداری دیواره های کاواک معادن روباز اهمیت زیادی دارد. از این رو، محققان در جستجوی روش مناسبی برای تعیین هدایت هیدرولیکی توده سنگ تشکیل دهنده مناطق معدنی اند. در این مطالعه، برای تعیین رابطه تجربی هدایت هیدرولیکی بر اساس پارامترهای حاصل از گمانه های اکتشافی و ژئوتکنیکی شامل شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری، ابتدا تصویر مغزه های گمانه های ژئوتکنیکی حفر شده در آنومالی A کانسار غربی معدن سنگ آهن سنگان بررسی و با نمودارنگاری مجدد مقدار RQD برای هر نوبت حفاری محاسبه شد و با بررسی تصاویر مغزه های حفاری، هدایت هیدرولیکی هر ران حفاری در طول گمانه با متغیرهای کیفی ارزیابی شد. سپس با استفاده از روابط تجربی با شرایط زمین شناسی مشابه و ضرایب هدایت هیدرولیکی ارایه شده بر اساس جنس سنگ متغیرهای کیفی به کمی تبدیل شدند. در نهایت نمودار پراکندگی تغییرات هدایت هیدرولیکی نسبت به هر یک از فاکتورهای RQD، عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ رسم و منحنی رگرسیون بر هر یک از نمودارها برازش شده و مشخص شد با افزایش هر یک از فاکتورهای عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد اما همبستگی بالایی بین تغییرات هدایت هیدرولیکی با هر یک از این فاکتورها وجود ندارد. نتایج نشان می دهد که رابطه هدایت هیدرولیکی بر اساس RQD ضریب تعیین بسیار بالایی دارد (R2=0.8247)، بنابراین این رابطه تجربی می تواند برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده مورد مطالعه بسیار مفید واقع شود.

تخمین مقدار تنش بر جا از پارامترهای مهم در طراحی سازه های زیرزمینی است. روش های مختلفی از جمله روش های غیر مستقیم با استفاده از مغزه حفاری برای رسیدن به این منظور وجود دارد. ازطرفی امروزه استفاده از انتشار آوایی در مکانیک سنگ در حال گسترش است. سنگ ها وقتی تحت تنش قرار می گیرند سیگنال های آکوستیکی منتشر می کنند، این پدیده انتشار آوایی نامیده می شود. استفاده از انتشار آوایی در تنش سنجی نیز به دلیل هزینه کم، آسانی و سرعت در آزمایشگاه، مورد توجه صنعت ژئوتکنیک واقع شده است. در روش تخمین تنش به کمک انتشار آوایی، از پدیده اثر کایزر استفاده می شود. اما هنوز جنبه های مختلف و تاثیر پارامترهای گوناگون در این روش نیازمند توجه و تحقیق بیشتر است. در این تحقیق به بررسی تاثیر پارامتر تخلخل به عنوان یکی از خواص فیزیکی نمونه در تخمین تنش به روش انتشار آوایی پرداخته شده است. وجود تخلخل، با ایجاد محیط نا همگن در نمونه سبب تاثیر در انتشار امواج فشاری و سیگنال های آکوستیکی می شود. بنابراین برای عدم تداخل تاثیر پارامترهای دیگر از نمونه های سنگ مصنوعی (ملات فرو سیمان) با دانه بندی ثابت و بدون حافظه تنش قبلی با ساختار یکنواخت استفاده شده است که تنها عامل متغیر درصد حفرات هوا به عبارتی دیگر درصد تخلخل در نمونه ها است. با القای تنش معین در آزمایشگاه و با زیابی آن با روش انتشار آوایی به بررسی تاثیر تخلخل بر اثر کایزر پرداخته شد. نتایج تحقیق مشخص کرد که ملات نیز تنش را درحافظه خود نگه می دارد و همچنین علاوه بر تخلخلی که به صورت غیر یکنواخت در نمونه وجود دارد ( تخلخل کارست مانند) که قابلیت بازیابی تنش را تاحد زیادی کم می کند و حتی از بین می برد، تخلخلی که به صورت یکنواخت نیز در نمونه پخش شده باشد هم روی دقت اثر کایزر تاثیر دارد.