تأثیر زمان عمل آوری و مقدار خاکستر ساقه ذرت بر ویژگی های مکانیکی خاک های تورم پذیر راه های جنگلی چکیده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل

2 گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

سابقه و هدف: خاک‌های تورم‌پذیر مانند خاک‌های رسی به‌دلیل دارا بودن قابلیت تغییر حجم ناشی از تغییر رطوبت و مشخصات مکانیکی نامطلوب به‌عنوان مصالح نامناسب در امور حمل و نقل جنگل به‌شمار می‌روند که لازم است توسط تثبیت-کننده‌های زیستی حاوی سیلیس مانند انواع خاکستر اصلاح شوند. هدف از اجرای این تحقیق بررسی قابلیت خاکستر ساقه ذرت در ارتقاء مقاومت مکانیکی خاک بستر بخشی از جاده‌های پیشنهادی سری دو طرح جنگل‌داری دکتربهرام‌نیا در استان گلستان بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر نخست نسبت به جمع‌آوری ضایعات ساقه ذرت مزارع اقدام، سپس بندهای ساقه که حاوی مقادیر بالاتری سیلیس هستند برش داده شده و آسیاب ‌گردید. قطعات آسیاب شده به مدت دو ساعت در دمای 580 درجه سانتی‌گراد کوره سوزانده و خاکستر آن استحصال شد. این ماده فاقد خواص پلاستیک بوده و غالب اندازه ذرات آن کوچکتر از 075/0 میلی‌متر بود. نمونه‌های خاک رس تورم‌پذیر پس از جمع‌آوری از مسیر عبور جاده‌های پیشنهادی به آزمایشگاه مکانیک خاک منتقل گردید. نمونه‌ها در آنجا با نسبت‌های مختلف 5، 10، 15 و 20 درصد از خاکستر ترکیب شده و پس از عمل‌آوری و گذشت 7، 14 و 28 روز از زمان تثبیت، آزمایشات حدود آتربرگ، آزمایش تراکم استاندارد و مقاومت تک محوری یا مقاومت فشاری نامحدود هر یک در سه تکرار روی مخلوط‌های خاک و خاکستر ساقه ذرت انجام ‌پذیرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزودن خاکستر ساقه ذرت به خاک سبب کاهش شاخص خمیری آن شد. همچنین با افزایش مقدار خاکستر ساقه ذرت، حداکثر تراکم خشک خاک کاهش و مقدار رطوبت بهینه افزایش پیدا نمود. منحنی‌های پروکتور دو تیمار 10 درصد و 5 درصد از زمان عمل‌آوری 14 روز تقریباً بر یکدیگر منطبق شده‌اند و فاصله مشخصی نیز از تیمارهای 15 درصد و 20 درصد پیدا کرده‌اند که این موضوع نشان می‌دهد که استفاده از مقادیر بیشتر از 10 درصد خاکستر نتوانسته تأثیری بر مقادیر تراکم خشک و رطوبت بهینه خاک بگذارد. مقاومت فشاری نامحدود خاک با افزودن 5 درصد خاکستر ساقه ذرت به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش پیدا کرد و از آن پس افزودن مقادیر بیشتر خاکستر سبب کاهش مقاومت فشاری خاک گردید. افزایش زمان عمل‌آوری سبب کاهش شاخص خمیری، افزایش حداکثر تراکم خشک و مقاومت فشاری خاک شد اما در بسیاری از موارد بین زمان عمل‌آوری 14 و 28 روز تفاوت آماری معنی‌دار وجود نداشت.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که به‌دلیل خواص پوزولانی خاکستر ساقه ذرت می‌توان از آن در مقدار بهینه 5 درصد و زمان عمل‌آوری 14 روز برای بهبود خواص مکانیکی خاک‌های رسی تورم‌پذیر در زیرسازی راه‌های جنگلی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of curing time and amount of Corncob ash on mechanical properties of swelling soil in forest road

نویسندگان [English]

  • Abdol Rasoul Heidari 2
  • Mehran Nasiri 3
  • Hashem Habashi 2
2 Department of Forestry, Faculty of Forest Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives: Swelling soil such as clay soil is known as unsuitable material for forest transportation due to the high volume change and mechanical defects. So, it is necessary to improve the mechanical properties of clay soil by silica content biologic stabilizers such as ash. The aim of this study was to investigate the capability of corncob ash for enhancing the mechanical strength of soil in recommended forest roads of district two in Bahramnia forestry plan in Golestan province.
Materials and Methods: In this study the waste of corncob plant was collected from farmlands of province. The nodes of stem which have higher content of Silica were separated and then grind and heated in furnace at 580°C for 2 hours. Produced ash didn’t have plastic properties and most of the particles had the size of smaller than 0.075 mm. In addition the swelling soil samples were brought from the recommended roads to the soil mechanic laboratory. Samples were treated by 5%, 10%, 15% and 20% corncob ash and in curing times of 7, 14 and 28 days the tests of Atterberg limits (Plastic and liquid limits), standard proctor or maximum dry density and unconfined compressive strength were done with three replications.
Results: Findings showed that plastic index decreased by increasing of corncob ash. With increasing the amount of ash content in the mixture, the maximum dry density of the mixture decreased and optimum moisture content increased. Proctor curves of the treatments of 10% and 5% were similar from curing time of 14 days and had significant distance from the curves of the treatments of 15% and 20%. This issue shows that the use of ash more than 10% couldn’t change the dry density and optimum moisture content. Unconfined compressive strength of the mixture increased until adding 10% of ash, and then the trend didn’t change significantly. Increasing the curing time causes that the maximum dry density and unconfined compressive strength to increase, whereas plastic index of soil decreased. In most of cases there wasn’t significant difference between the curing times of 14 and 28 days, in terms of unconfined compressive strength, maximum dry density and optimum moisture content.
Conclusion: Findings indicated that because of the pozzolonic properties of corncob ash, it is enough to use the optimum amount of 5% and curing time of 14 days for improving the mechanical properties of swelling clay soil of forest road bed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Swell soil
  • Silica
  • Unconfined compressive strength
  • Atterberg limits
  • Maximum dry density