بررسی تثبیت خاک با استفاده از سیمان و خاکستر پوسته برنج و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی
محورهای موضوعی : اقتصاد محیط زیست
1 - استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گیلان، ایران
کلید واژه: تثبیت, بهسازی, پوزولان, خاکستر پوسته برنج,
چکیده مقاله :
با توجه به‌ضرورت استفاده از مصالح تجدیدپذیر و دوستدار محیط‌زیست، این پژوهش به بررسی جامع خاکستر پوسته برنج به‌عنوان یک جایگزین پایدار برای سیمان پرداخته‌است. انتخاب این ماده به‌دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی از جمله فعالیت پوزولانی بالا، فراوانی و دسترسی آسان در منطقه، هزینه تولید پایین و مزایای زیست‌محیطی بوده است. در این مطالعه، پس از مروری بر تاریخچه و مبانی تثبیت خاک، فرآیند تولید و عمل‌آوری خاکستر پوسته برنج در دمای کنترل شده مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصات شیمیایی و مورفولوژیکی این ماده با استفاده از روش‌های پیشرفته آزمایشگاهی از جمله پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ارزیابی شده است. نتایج تحقیق نشان‌می‌دهد که جایگزینی 20 تا 30 درصدی سیمان با خاکستر پوسته برنج موجب دستیابی به مقاومت فشاری در حدود 90 تا 95 درصد نمونه‌های شاهد می‌شود. همچنین، استفاده از این ماده به‌عنوان یک پوزولان طبیعی علاوه بر بهبود مشخصات ژئوتکنیکی خاک شامل افزایش مقاومت برشی و کاهش پتانسیل تورم، منجر به کاهش 40 تا 45 درصدی مصرف سیمان و در نتیجه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به میزان تقریبی 5/0 تن دی‌اکسید کربن به‌ازای هر تن سیمان جایگزین شده می‌شود. از منظر زیست‌محیطی، به‌کارگیری این ماده نه‌تنها مشکل دفع پسماندهای کشاورزی را حل می‌کند، بلکه گامی مؤثر در جهت توسعه پایدار و حفظ منابع طبیعی محسوب می‌شود.
Given the necessity of using renewable and environmentally friendly materials, this study provides a comprehensive investigation into rice husk ash (RHA) as a sustainable substitute for cement. RHA was selected due to its unique properties, including high pozzolanic activity, abundant availability, easy accessibility in the region, low production cost, and environmental advantages. In this study, following a review of the history and principles of soil stabilization, the production and curing process of RHA at controlled temperatures was examined. The chemical and morphological characteristics of RHA were assessed using advanced laboratory techniques such as X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The findings indicate that replacing 20% to 30% of cement with RHA results in achieving compressive strengths approximately 90% to 95% that of control samples. Moreover, using RHA as a natural pozzolan not only enhances the geotechnical properties of soil—such as increasing shear strength and reducing swelling potential—but also leads to a 40% to 45% reduction in cement consumption. This, in turn, results in an approximate reduction of 0.5 tons of CO₂ emissions per ton of replaced cement. From an environmental standpoint, the application of RHA not only addresses the issue of agricultural waste disposal but also constitutes an effective step toward sustainable development and the preservation of natural resources.