تأثیر مخلوط خاکستر پوستۀ برنج و آهک بر ضریب آبگذری اشباع افقی خاک ماسه سیلتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری مهندسی آب، دانشگاه شهید چمران اهواز-آدرس فعلی:شرکت آب منطقه ای کرمانشاه

2 استاد دانشگاه شهید چمران، اهواز

3 پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

ضریب آبگذریاشباعیکیازمهم‌ترینوپرکاربردترینمؤلفه‌هایژئوتکنیکی است.اینمؤلفهتحتتأثیر توزیعمنافذوخصوصیاتسطحذراتخاکقرارداردکهتغییردراینعواملباعثایجادتغییراتی گسترده‌درآبگذریمی‌شود.در این تحقیق، به کمک مدل فیزیکی، تأثیر افزودن آهک آبدیده و مخلوط خاکستر پوستۀ برنج و آهک آبدیده (به نسبت 1:1) بر ضریب آبگذری افقی اشباع (ksat-h) نمونۀ متراکم بررسی شده است. برای این منظور، نمونۀ غیرچسبنده انتخاب و مواد فوق هریک به­میزان 2، 4 و 6 درصد وزن خاک خشک به آن اضافه شد و پس از 28 روز تیمار مورد آزمایش نفوذپذیری قرار گرفت. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد که افزودن آهک آبدیده، آبگذری را افزایش داده و اضافه کردن آهک تا 4 درصد وزنی، ضریب آبگذری را بیشینه می­کند و برای مقادیر بیشتر آهک، ضریب آبگذری روندی کاهشی خواهد داشت، اما همواره از مقدار شاهد بیشتر است. افزودن خاکستر پوستۀ برنج به آهک که به­عنوان کاتالیزور عمل می­کند، موجب تسریع واکنش پوزولانی می­شود و تا حدی آبگذری را نسبت به نمونۀ شاهد کاهش می­دهد. در این حالت، آبگذری تحت تأثیر دو فرایند تبادل کاتیونی و واکنش پوزولانی بین آهک و خاکستر پوستۀ برنج است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mixture of Lime and Rice Husk Ash influence on Saturated Hydraulic Conductivity of a sandy loam soil

چکیده [English]

One of the most widely used geotechnical parameters is hydraulic permeability, which is affected by pore distribution and surface area of soil particles and any parameters cause a major change in hydraulic permeability. In the  present study the effect of adding hydrated lime and mixture of rice husk ash and hydrated lime at the ratio of 1:1  on horizontal saturated hydraulic conductivity  was examined by using of sample physical model. Mixtures of lime and rice husk namely:  2, 4 and 6 % by weight of dry soil) were added to a non-cohesive sample, and hydraulic permeability was tested after 28 days. The results showed that addition of lime to the soil increased its hydraulic conductivity. Addition of 4 % mixtuer yielded the maximum hydraulic conductivity. Addition of more lime decreased the hydraulic conductivity, although greater than hydraulic conductivity of control sample. Results showed that rice husk ash and lime mixture acts as a catalyst and accelerates the pozzolanic reaction, which in turn causes a partial decrease in the hydraulic conductivity of sample. These results are attributed to effects of two processes of cation exchange and pozzolanic reaction between lime and rice husk ash on the hydraulic conductivity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conductivity Horizontal Saturated Hydraulic
  • Lime
  • Non-Cohesive Soil
  • Rice Husk Ash

Adama, F., Nelson, J. and Iqbalb, A. 2012. The utilization of rice husk silica as a catalyst. Catal. Today. 190(1): 2-14.

Alhassan, M. 2008. Permeability of lateritic soil treated with lime and rice husk ash. Assumption University J. Thai. 12(2): 115-120.

An Van, V. T., Robler, C., Bui, D. D. and Ludwig, H. M. 2013. Mesoporous structure and pozzolanic reactivity of rice husk ash in cementitious system. Constr. Build. Mater. 43, 208-216.

Bengt, B. 1993. Ground Improvement. John Wiley & Sons Pub.

Benson, C. H., Zhai, H. and Wang, X. 1994. Estimating hydraulic conductivity of compacted clay liners. ASCE J. Geotech. Eng. 120(2): 366-387.

Choobbasti, A. J., Ghodrat, H., Vahdatirad, M. J., Firouzian, S., Barari, A., Torabi, M. and Bagherian, A. 2010. Influence of using rice husk ash in soil stabilization method with lime. Front. Earth Sci. China. 4(4): 471-480.

Galvao, T. C., Elsharief, A. and Simoes, G. F. 2004. Effects of lime on permeability and compressibility of two tropical residual soils. J. Environ. Eng. 130(8): 881-885.

Geiman, C. M. 2005. Stabilization of soft clay sub grades in Virginia phaseI laboratory study. M. Sc. Thesis. Virginia Polytechnic Institute and State University. Blacksburg, Virginia.

Kassim, K. A. and Chow, S. H. 2000. Consolidation characteristics of lime stabilised soil. J. Kejuruteraan Awam. 12(1): 31-42.

Khattab, S. A. A., Al-Juari, K. A. K. and Al-Kiki, I. 2008. Strength, durability and hydraulic properties of clayey soil stabilized with lime and industrial waste lime. Al-Rafidain Eng. 16(1): 102-116.

Mallela, J., Harold Von Quintus, P., Smith, K. L. and Consultants, E. 2004. Consideration of lime-stabilized layers in mechanistic-empirical pavement design. The National Lime Association. Arlington, Virginia, USA.

Mbonimpa, M., Aubertin, M., Chapuis, R. P. and Bussiere, B. 2002. Practical pedotransfer functions for estimating the saturated hydraulic conductivity. Geotech. Geol. Eng. 20(3): 235-259.

Mehta, P. K.  1987. Natural pozzolans: supplementary cementing materials in concrete. CANMET Special Pub.

Milburn, J. P. and Parsons, R. 2004. Performance of soil stabilization agents. Report KU-01-8. Kansas Department of Transportation. Topeka, KS.

Nair, D. G., Fraaij, A., Klaassen, A. A. K. and Kentgens, A. P. M. 2008. A structural investigation relating to the pozzolanic activity of rice husk ashes. Cement Concrete Res. 38(6): 861-869.

Nguyen, V. T. 2011. Rice husk ash as a mineral admixture for ultra high performance concrete. Ph. D. Thesis. University of Delft. The Netherlands.

Onitsuka, K., Modmoltin, C. and Kouno, M. 2001. Investigation on microstructure and strength of lime and cement stabilized Ariake clay. Rep. Fac. Sci. Eng. Saga Univ. 30(1): 49-63.

Osinubi, J. 1998. Permeability of lime-treated lateritic soil. J. Transport. Eng-J. ASCE. 124, 465-469.

Rajasekaran, G. and Narasimha, R. S. 2002. Compressibility behavior of lime-treated marine clay. Ocean Eng. 29(5): 545-559.

Ramezanianpour, A. A., Mahdikhani, M. and Ahmadibeni, Gh. 2009. The effect of rice husk ash on mechanical properties and durability of sustainable concretes. Int. J. Civil Eng. 7(2): 83-91.

Shamsaei, A. 2012. Hydraulic of Flow in Porous Media (VolumeII). Amirkabir University Press.
(in Persian).

Singh, J., Kumar, A., Jain, R. and Khullar, N. 2008. Effect of lime on properties of soil. Proceeding of the 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG). Anjuran Goa, India.

Tedesco, D. V. 2006. Hydro-mechanical behavior of lime-stabilised soils. Ph. D. Thesis. University of Cassino. Cassino, Italy.

Tran, T., Cui, Y., Tang, A., Audiguier, M. and Cojean, R. 2014. Effects of lime treatment on
the microstructure and hydraulic conductivity of Hericourt clay. J. Rock Mech. Geotech. Eng. 6(5): 399-404.