Document
Potential use of shallow and deep soil mixing techniques with a partial replacement of cement with CKD.
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2020
Language
English
English abstract
Sabkha soil distributes in many areas, especially along Al Batinah coastal plain in the Sultanate of Oman, this type of the soil is hypersaline and heterogonous properties, which cause a problematic issue for the geotechnical and structural engineers such as large settlement and vary low bearing capacity.
The main objective of this research is to enhance Omani Sabkha soil using soil mixing method both shallow mixing method and deep soil mixing and to replace the cement by Cement kiln dust. The Sabkha soil used in this study is silty sand, according to AASHTO (M145) standard from Al-Auzayba, Sultanate of Oman. For the Shallow mixing the two types of cement OPC & SRC added in the percentage of 2.5,5,7.5, and 10 % (by dry weight of the soil) with or without replacing cement of 50% by CKD. Whereas, the wet deep mixing method is performing using the two types of cement binder with or without replacing cement of 50% by CKD under the condition of binder dosage = 400 kg /m3, water to cement ratio = 0.8, 1, 1.3, and 1.5, and Auger type = 40 ? angle. Both method cured for 7,14 and 28-days.
The study results show that the soil mixing method can be one of the favored methods in enhancing the unconfined compressive strength (UCS) result of Omani sabkha soil to be used in many different construction applications. Using a shallow mixing method of 7.5 % (50% OPC + 50% CKD) by dry weight of the soil can stabilizer sabkha soil to be used as a sub-base layer. Moreover, using the deep wet soil mixing of (50%CKD +50% SRC) binder with 400Kg/m3 dosage at W/C =1 can be used as sub-base. Moreover, using 100% SRC binder with 400Kg/m3 dosage at W/C =0.8 can be used as a base course. This result represents that deep soil mixing method can attain any requirement strength, and it can be used fully in stabilizing sabkha soil to be used in different construction projects.
In addition, replacing 50% of cement by CKD which consider as waste material can attain suitable UCS result as mention above, this reduction in pure cement can save cost and also, reduce the environmental impact.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تنتشر تربة السبخة في العديد من المواقع في سلطنة عمان خاصة على طول ساحل الباطنة. وتعتبر هذه التربة من الترب شديده الملوحة ذات خصائص غير متجانسه، مما يؤدي الى مشاكل عديدة للمهندسين الجيوتقنين والإنشائيين ومن هذه المشاكل هبوط حاد في التربة وضعف في قدرة تحمل التربة للأحمال .
وبناء على هذه المشاكل ، تم تحديد الهدف الأساسي وهو تقوية تربة السبخه العمانية بواسطة تقنيه خلط التربة عن طريق الخلط السطحي ، و بإستخدام الخلط العميق بالإضافه إلى إستبدال نسبة معينة من الإسمنت الخام ب غبار قمائن الأسمنت (CKD). وإستنادا على مواصفات AASHTO (M145) تمت تصنيف تربة السبخه المستخدمه في هذه الدراسة على انها تربه الرمل الطري من منطقة العذيبه في سلطنه عمان .
اجريت تجربه الخلط السطحي باستخدام نوعين من الاسمنت الاسمنت البورتلاندي العادي (OPC) ، و الاسمنت المقاوم للملوحة (SRC) بنسب 2.5 -5-7.5 و 10% من وزن التربه الجاف ، مع او بدون خلط 50% من غبار الاسمنت(CKD) . اما الخلط العميق فقد تم تنفيذه باستخدام نوعين من الاسمنت (OPC&SRC) مع او بدون خلط 50% من غبار الاسمنت (CKD) بالاضافة الى عدد من العوامل الثابته كمية الاسمنت = 400 كج/م3 ووزاويه أداة الحفر المستخدمه =40 درجة , أما بالنسبه إلى نسبه الماء إلى الإسمنت فقد تمت دراستها ك 0.8،1،1.3، و 1.5 . جميع العينات المنفذه من التجربتين خضعت لفحص قوة الضغط الغير محصورة . واضحت النتايج ان عملية خلط التربة قد تكون من العمليات المفضلة في تعزيز مقاومة الضغط الغير محصور لتربة السبخة العمانية لإستخدامها في العديد من تطبيقات البناء المختلفة . وتوصل الباحث الى ان استخدام نسبة 7.5% من المقوي
(50% OPC + 50% CKD) من وزن التربة الجاف ممكن ان تقوي تربة السخبة لإستخدامها في تشييد طبقة sub-base من الطريق. كما ان استخدام السبخة لهذه الطبقة قد تتم تقويتها بواسطة الخلط العميق من خلال استخدام (50%CKD +50% SRC) شريطة ان تكون نسبه الماء الى المقوي = 1 .. كما يمكن ايضا ان تستخدم هذه العملية لتقويه تربه السبخه لتكون صالحه لتشييد طبقة base courseباستخدام (100% SRC) شريطه ان تكون نسبه الماي الى المقوي 0.8 .
هذه النتايج اثبت فعالية استخدام عملية الخلط العميق في تقوية تربة السبخة العمانية لكونها تستطيع ان تصل الى اكثر من القوى المطلوبه من خلال اختيار نوع وكمية الخلطة المطلوبة لتصبح التربة جاهزة لتشييد عليها .
اضافه الى ذلك فقد اثبت هذه الدراسة ايضا الى ان استبدال 50 % pure cement ب غبار الاسمنت CKD ممكن له ان يقلل تكلفة المشروع ويساهم في المحافظه على البيئة.
وبناء على هذه المشاكل ، تم تحديد الهدف الأساسي وهو تقوية تربة السبخه العمانية بواسطة تقنيه خلط التربة عن طريق الخلط السطحي ، و بإستخدام الخلط العميق بالإضافه إلى إستبدال نسبة معينة من الإسمنت الخام ب غبار قمائن الأسمنت (CKD). وإستنادا على مواصفات AASHTO (M145) تمت تصنيف تربة السبخه المستخدمه في هذه الدراسة على انها تربه الرمل الطري من منطقة العذيبه في سلطنه عمان .
اجريت تجربه الخلط السطحي باستخدام نوعين من الاسمنت الاسمنت البورتلاندي العادي (OPC) ، و الاسمنت المقاوم للملوحة (SRC) بنسب 2.5 -5-7.5 و 10% من وزن التربه الجاف ، مع او بدون خلط 50% من غبار الاسمنت(CKD) . اما الخلط العميق فقد تم تنفيذه باستخدام نوعين من الاسمنت (OPC&SRC) مع او بدون خلط 50% من غبار الاسمنت (CKD) بالاضافة الى عدد من العوامل الثابته كمية الاسمنت = 400 كج/م3 ووزاويه أداة الحفر المستخدمه =40 درجة , أما بالنسبه إلى نسبه الماء إلى الإسمنت فقد تمت دراستها ك 0.8،1،1.3، و 1.5 . جميع العينات المنفذه من التجربتين خضعت لفحص قوة الضغط الغير محصورة . واضحت النتايج ان عملية خلط التربة قد تكون من العمليات المفضلة في تعزيز مقاومة الضغط الغير محصور لتربة السبخة العمانية لإستخدامها في العديد من تطبيقات البناء المختلفة . وتوصل الباحث الى ان استخدام نسبة 7.5% من المقوي
(50% OPC + 50% CKD) من وزن التربة الجاف ممكن ان تقوي تربة السخبة لإستخدامها في تشييد طبقة sub-base من الطريق. كما ان استخدام السبخة لهذه الطبقة قد تتم تقويتها بواسطة الخلط العميق من خلال استخدام (50%CKD +50% SRC) شريطة ان تكون نسبه الماء الى المقوي = 1 .. كما يمكن ايضا ان تستخدم هذه العملية لتقويه تربه السبخه لتكون صالحه لتشييد طبقة base courseباستخدام (100% SRC) شريطه ان تكون نسبه الماي الى المقوي 0.8 .
هذه النتايج اثبت فعالية استخدام عملية الخلط العميق في تقوية تربة السبخة العمانية لكونها تستطيع ان تصل الى اكثر من القوى المطلوبه من خلال اختيار نوع وكمية الخلطة المطلوبة لتصبح التربة جاهزة لتشييد عليها .
اضافه الى ذلك فقد اثبت هذه الدراسة ايضا الى ان استبدال 50 % pure cement ب غبار الاسمنت CKD ممكن له ان يقلل تكلفة المشروع ويساهم في المحافظه على البيئة.
Category
Theses and Dissertations
File size
26.45 MB
6
0
