بهسازی خاک‌های ریزدانه منطقه فولاد مبارکه جهت استفاده در راه‌سازی با استفاده از سرباره‌های فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 استاد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

بهسازی خواص فیزیکی خاک با استفاده از ضایعات صنعتی، همواره مورد توجه محققان بوده و اهمیت آن وقتی بیشتر می‌شود که انباشت حجم عظیم خاک قرضه حاصل از توسعۀ پروژه‌های عمرانی به دلیل ویژگی‌های مهندسی نامناسب جهت استفاده مجدد در پروژه‌های عمرانی؛ مشکلات زیادی را ایجاد کند. از طرفی با توجه به این که ایران یکی از قطب‌های تولید فولاد است و سالانه حجم عظیمی از سرباره‌ کوره‌های فولادی در این کشور تولید و انباشت می‌شود، لازم است برای بازیافت بهینه این پسماندها، تحقیقات جامعی در حوزه‌های مختلف علوم و صنعت انجام شود. یکی از موارد هدف برای استفاده بهینه این پسماندها، به کار گیری آنها در بهسازی خاک جهت استفاده در راهسازی است. در تحقیق حاضر، بهسازی خاک ریزدانۀ انباشت شده منطقه فولاد مبارکه با استفاده از سرباره‌های فولادی فرآوری شده در اندازۀ 0 تا 25 میلیمتر، جهت استفاده در راه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی‌های مهندسی خاک قرضۀ موجود در کارخانه فولاد مبارکه(ناحیۀ سبا) شامل حدروانی و شاخص خمیری، دانه‌بندی و طبقه‌بندی، بعد از نمونه‌برداری از قسمت‌های مختلف، آماده‌سازی و انجام آزمایش در آزمایشگاه، مورد بررسی اولیه قرار گرفت که با توجه به الزامات نشریه‌های راه‌سازی، خاک نامناسب برای استفاده تشخیص داده شد. در نهایت با انجام مرحله به مرحله آزمایشات، ویژگی‌های مهندسی خاک با استفاده از درصدهای مختلف سرباره فولادی و رسیدن به مخلوط مناسب جهت استفاده در راهسازی، اصلاح گردید. همچنین مقایسه ویژگی‌های ژئوتکنیک نمونۀ خاک نسبت به نمونه‌های مخلوط خاک و سرباره به دست آمده، نشان داد که این ویژگی‌ها با افزایش درصد سرباره بهبود چشمگیری پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Remediation of Fine Soils with Steel Slag for Road Construction in Mobarekeh Steel Complex

نویسندگان [English]

  • Ruhollah Salehi 1
  • Rassoul Ajalloeian 2
1 M.Sc., Grad., Department of Geology, University of Isfahan, Isfahan, Iran.
2 Professor, Department of Geology, University of Isfahan, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Improving the physical properties of soil using industrial waste has always been of interest to researchers And it becomes more important when Accumulation of huge volume of borrowed Soil resulting from the development of Civil projects Due to improper engineering characteristics For reuse in Civil projects Cause a lot of problems. On the other hand Given that Iran is one of the hubs of steel production and Huge volumes of steel furnace slag are produced and accumulated annually in this country, It is necessary for the optimal recycling of this waste Conduct comprehensive research in various fields of science and technology. One of the goals for the optimal use of this waste, Their use is in soil improvement for use in road construction. The present study is based on the improvement of accumulated fine-grained soil in Mobarakeh Steel area Using processed steel slag in the size of 0 to 25 mm , Has been studied For use in road construction. Engineering properties of loan soil in Mobarakeh Steel Plant (Saba area), Includes Liquid Limit and Plasticity Index , classification and seive size, After sampling from different parts, Preparation and testing in the laboratory Was initially examined According to the specifications of road building materials, Soil unsuitable for use in road construction was identified. Eventually, by performing step by step experiments, Soil engineering properties were modified using different percentages of steel slag And achieve a suitable mixture for use in road construction. Also compare the geotechnical properties of soil samples to the samples of soil and slag mixture obtained Showed that these properties improved significantly by increasing the percentage of slag.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil Improvement
  • Steel Slag
  • Road Construction
  • California Bearing Ratio (CBR)
  • Shear Strength

مراجع

-چرخیاری، ف.، عبدی، م.، (1388)، "­بررسی استفاده از سرباره فولادسازی جهت افزایش مقاومت خاک­های ریزدانه" هشتمین کنـگره بین المـللی مهنـدسی عمـران، دانشگاه شیراز.
-رحمانی، ا.، افشاری، م.، آقایی آرایی، ع.، عطارچیان، ن.، (1399)، "بررسی اثر انرژی تراکم، دانه‌بندی و نوع سربارۀ فولادی بر مشخصات تراکمی و نسبت باربری کالیفرنیاCBR"، فصلنامه علمی پژوهشنامه حمل و نقل، سال هفدهم،
دوره دوم، شماره 63.
-شرکت مهندسین مشاور میهن خاک، (1391)، "مطالعات ژئوتکنیک محل احداث دریاچۀ سایت فولاد سبا".
-عامری، م. شهابی شهمیری، ح. شکرچی زاده، م.، (1388)، "بررسی تأثیر استفاده از سرباره کنورتور ذوب آهن اصفهان به عنوان جایگزین سنگدانه بر بتن غلتکی روسازی راه"، کنگرۀ بین المللی مهندسی عمران، هشتمین دوره.
-مرکز تحقیقات و آموزش وزارت راه و ترابری، (1390)،
"­آیین­نامۀ روسازی آسفالتی راه‌های ایران"، نشریه 234، تجدیدنظر اول، سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور.
-معاونت امور فنی، دفتر تدوین ضوابط معیارهای فنی، (1392)، "مشخصات فنی عمومی راه"، نشریه 101، تجدید نظر دوم، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.
-AASHTO, M. 145-91, (2021), “Classification of Soil and soil–aggregate mixtures for highway construction purposes”.
-Akinwumi I., (2014), "Soil modification by the application of steel slag", Periodica Polytechnica Civil Engineering, 58(4),
pp.371-377.
-ASTM D1557-12, (2021), “Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort”, (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)).
 
-ASTM D1883-16, (2016), “Standard test method for CBR of laboratory-compacted soils”.
-ASTM D2487-17e, (2017), “Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System)”.
-ASTM D3080/D3080M- 11, 2011. Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions.
-ASTM D422- 63(2007)e2, “Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils”.
-ASTM D4318-17e1, (2017), “Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity”.
-ASTM D854-14, (2014), “Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer”.
-Bilgen G., Kavak A., (2016), "Reuse of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) in lime stabilized embankment materials", IACSIT Internat, IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol. 8, No. 1, February.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Gonawala R. J., Kumar R., Chauhan K. A., (2019), "Stabilization of expensive soil with corex slag and ime for road subgrade", Springer Nature Switzerland AG, pp.1-14.
-Kandhal PS, Hoffman GL., (1997), “Evaluation of steel slag fine aggregate in
hot-mix asphalt mixtures”, TranspResRec1997,1583, pp.28–36.
-Liu Chunlin, Zha Kunpeng, Chen Depeng. Possibility of concrete prepared with M. Jelcic  steel slag as fine and coarse aggregates, A Preliminary Study - International Conference on Advances in Engineering (ICAE 2011).
-Maghool, F., Arulrajah, A., Suksiripattanapong, C., Horpibulsuk, S., Mohajerani, A., (2019), "Geotechnical properties of steel slag aggregates: Shear strength and stiffness".
used  as  aggregate  in  asphalt  mixture. Journal of Hazardous Materials. 138(2), pp.261-268.
-Wang George, Wang Yuhong, Gao Zhili, (2010), “Use of steel slag as a expansion prediction and usability criteria”, J Hazard Mater, 184, pp.555–60.
-Yildirim, Irem Zeynep, and Monica Prezzi, (2016), "Geotechnical properties of fresh and aged basic  oxygen furnace steel slag." Journal of Materials in Civil Engineering 27, pp.12
پژوهشنامه حمل و نقل
دوره 20، شماره 1
فروردین 1402
صفحه 285-302

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار