王牌 土木工程的发展 1687 - 8094 1687 - 8086 Hindawi 10.1155 / 2021/3192122 3192122 研究文章 浪费大理石灰尘对膨胀性粘土土壤的改善 Abdelkader 哈桑a . M。 1 2 https://orcid.org/0000 - 0001 - 8796 - 7270 侯赛因 默罕默德·m·A。 3 https://orcid.org/0000 - 0002 - 5705 - 2106 叶 海王 1 科朗格洛 弗朗西斯科 1 资源与环境工程学院 武汉科技大学 武汉430070 中国 whut.edu.cn 2 矿业和石油部门 工学院 爱资哈尔大学 故事 埃及 azhar.edu.eg 3 土木工程部门 工学院 索哈杰省大学 索哈杰省 埃及 sohag-univ.edu.eg 2021年 22 9 2021年 2021年 9 6 2021年 7 8 2021年 8 9 2021年 22 9 2021年 2021年 版权©2021哈桑a . m . Abdelkader et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

大理石从沙克Al-Thouban流程工业地区,位于东方开罗,埃及,产生大量的大理石每天浪费在切割和加工阶段。到目前为止,大多数这些废物倾倒在开放土地产生了严重的环境问题。垃圾数量的大理石加工阶段约20 - 25%的总加工过的石头。埃及也遭受到的膨胀土问题占据了一个大面积的土地,尤其是在新城市是建立在这些土地。本研究的主要目的是使用这种废弃物在土壤稳定这种浪费的角度利用当地廉价材料和消除他们的负面环境影响。浪费大理石灰尘与膨胀土样品混合不同比例的5%,10%,15%,20%,和25%干重的土壤。不同的测试包括阿太堡的限制,普罗克特压实标准,无侧限抗压强度(UCS),加州承载比(CBR),肿胀的百分比,线性收缩(LS)测试,光谱仪和XRD分析进行了对自然和大理石尘埃稳定土壤。土壤混合物用于UCS, CBR膨胀测试压缩在最佳含水量(OMC)和最大的干密度(MDD)使用标准的普罗克特压实方法和治愈了7天。测试的结果表明,在提高有显著影响膨胀土的性质。此外,结果表明,随着大理石尘埃的百分比增加塑性指数,广阔的粘性土的膨胀潜力降低。 Furthermore, the optimum moisture content decreases, and the maximum dry density increases. Also, UCS, CBR, and the calcite content of the soil mixtures increase with the increase in marble dust content.

 1。介绍

膨胀土是那些有重大变化伴随着体积含水量的变化。涨水时添加和减少蒸发。肿胀的行为是由于高活性的蒙脱石和蒙脱石等粘土矿物。这些变化,土壤体积膨胀和收缩,会导致光结构建立在这土壤移动不平等和裂纹。膨胀土问题出现开裂和分拆光大厦基础,人行道,道路,slab-on-grade成员,通道衬里,灌溉系统、气体管道、水管道和下水道。先前的研究估计的成本损失,因为这土壤被洪水破坏的两倍多,飓风、龙卷风和地震相结合( 1, 2]。

固体的废弃物在自然和保持在他们搬家的地方被称为固体废物。他们可能分为四组基于其生产的来源:(i)工业固体废物(粉煤灰、水泥窑粉尘、硅灰、铜渣、红泥、磷石膏、粒状高炉矿渣,陶瓷粉尘、砖灰、和聚乙烯醇浪费),(2)国内固体废弃物(垃圾焚烧厂灰、废轮胎、废建筑和拆迁材料、蛋壳粉、粮食储存灰尘,和碎玻璃)、(3)农业固体废物(稻壳、蔗渣灰、地面简而言之,橄榄蛋糕渣、和小麦皮),及(iv)矿产固体废物(大理石采石场尘埃,尘埃、重晶石粉、火山碎屑尘埃,石灰石粉尘、花岗岩灰尘,和尾矿)。直接离开废料对环境会造成环境危害。因此,回收废料转化为可持续的土木工程应用的普遍的重要性,在保持自然资源的新途径,减少废料的数量被送往垃圾填埋场是风行全球。回收浪费已成为一个研究课题,消除其对环境的负面影响和对经济的贡献。同时,回收废物阻止这种材料被扔进垃圾填埋场和消费垃圾填埋空间。许多国家正在运作的方式回收和重用固体废物在应用科学应用程序中,像混凝土混合物的组装,因此制造砖、装饰塑料涂料、瓷砖、水泥、激活碳酸盐,石灰、空心块,墙砖,路堤填料材料 3- - - - - - 7]。稳定使用固体废物是一种不同的技术来改善土壤的工程性质问题,使它们适合建设( 8- - - - - - 24]。

膨胀土占据大面积埃及的土地上,由于人口增加,埃及政府被迫在这些土地上建立新的城市。建筑建造的主要工程问题出现。因此,有必要找出合适的方法来改善土壤的性质使用当地的废弃物。埃及自然天赋的巨大的存款高品质的大理石和花岗岩。埃及生产50多个不同类型的大理石和花岗岩的年产量约350万吨。它排名第七的第五生产商和出口商的大理石和花岗岩。大理石和花岗岩采石场和工厂是在埃及发现在不同的地方,如图 1( 25]。

位置的大理石、花岗岩采石场和工厂在埃及( 25]。

沙克Katameyya El-Thouban地区被认为是最大的工业聚集在埃及加工大理石和花岗岩。它的最大浓度在埃及的大理石和花岗岩工厂达到约400的工厂。被采石场采石工人占领这个区域内的石灰岩山丘和山脉Katameyya的开始。时间,感兴趣的投资者在这方面获得了约100002为每米12美元的价值2建立他们的石材工厂。Quarrymen开始添加石灰石小山交换他们的石头工厂图在大理石和花岗岩证明更有利可图。沙克Al-Thouban,大数量的石浆生成处理的石头。一般来说,禁止向水体排放这个泥浆在公共卫生系统由于其高度碱性性质。泥浆是存储在盆地和解决污泥收集和处置在工厂附近。干燥后,收集粉堆变成空气,导致空气污染和水污染,除了增加土壤碱度和减少其丰富性和植物生产力。的高pH值干浆使它对肺和眼睛有害 26]。

大理石石材行业最大的有前途的业务领域之一的采矿业在埃及。这个行业正逐渐增加,由于埃及的石头越来越大的需求,是否在本地或国际规模导致进步产量超过以往任何时候。这种浪费可以分为两组,采矿和采石浪费和处理废物。大约50%的开采大理石就浪费在开采的过程中完成大理石。通常,这些废物在形式的巨石,粗粉,罚款和泥浆。的废物量减少和锯切过程可以很容易地达到20块的总量的25%。这些废物需要大面积的土地处理( 4]。

近年来,一些努力已经考虑重用的可能性进行大理石和花岗岩粉末土壤稳定。大理石灰尘粉末大量的石灰内容和已被许多研究人员对膨胀土改良建议。几项研究[ 27- - - - - - 36]研究了膨胀土的增强的大理石尘埃在不同的百分比。他们表现出有利的使用大理石尘埃单独或结合化学品和废物稳定剂如石灰、水泥、粉煤灰改善膨胀土的各种属性。此外,粗粒子和主要的抗剪强度由于高内摩擦的大理石尘埃有助于改善和易性、可塑性和膨胀土的强度。

辛格和亚达夫 37)检查大理石尘埃的影响加上各种按重量百分比从0%到10%的干燥的土壤。测试结果表明大变化一致性限制样本包含大理石灰尘。液体限制从67.49%下降到52.01%。塑性指数从37.16%下降到10.43%。此外,微分自由膨胀从60%下降到14%,显示相当大的减少肿胀的行为。萨瓦特和南达 38]研究了大理石的效果与稻壳灰粉膨胀土。结果表明,添加的大理石和稻壳粉土,加州承载比和无侧限抗压强度值增加。Saygılı[ 39)表示,除灰尘大理石增强了抗剪强度参数和降低膨胀土的膨胀势。此外,大理石灰尘有明显的作用在水化过程中因为其钙含量高。同时,大理石尘埃的粘土样品将减少建设成本结构有问题的土壤和寻找新的利用领域浪费大理石尘埃将减少环境污染。除此之外,使用浪费大理石灰尘问题土壤将有一个伟大的在经济中的作用,保持资源。Sivrikaya et al。 40]研究方解石大理石粉末(CMP)的影响和白云质大理岩粉(DMP)的黏性土的岩土性质。界限含水量、线性收缩、扩张指数和一维固结试验是治疗和治疗上执行样品的5、10、20、30日CMP和DMP和50%的浪费。实验室测试结果表明,废大理石粉末是有效地减少土壤稳定的塑性指数从49至26%,从21到9%的高塑性粘土(CH)和高塑性淤泥(MH)样本,分别同时,扩张指数从45 - 20和32 - 7为CH和MH样本,分别肿胀指数从0.0030到0.0012,从0.013到0.010 CH和MH样本,分别压缩指数从0.013到0.010,从16.2到10.5 CH和MH样本,分别和线性收缩CH样本从16.2到10.5%。耆那教等。 41]调查大理石尘埃的影响提高膨胀土的岩土的行为。综合岩土测试(一致性限制,自由膨胀指数、压实特性、一维整合测试,和无侧限抗压强度)进行了使用范围广泛的大理石尘埃内容调整的内容80%大理石尘埃土壤稳定和理解与土壤的交互行为。大理石的主要结果表明,灰尘可以利用有效地提高土壤塑性和控制膨胀行为。结果表明,大理石尘埃加速土壤的强度在早期养护时间和最优改进土壤的强度行为获得的大理石尘含量20%。同时,得出生产廉价和更强大的土层利用这些废物可以帮助土木工程师,以确保经济的基础设施项目和解决环境恶化。

从文献综述,发现有限的研究已经进行了使用大理石尘埃改善膨胀土属性虽然有大量这种材料和大面积的膨胀土。这项研究强调了使用本地大理石的实用性浪费尘埃与膨胀土混合来实现经济和保护环境。实现这一目标,一个实验室研究进行了检查的影响当地的大理石浪费尘埃的改善膨胀土属性。膨胀土的行为修正和大理石尘埃检查阿太堡的限制,普罗克特压实标准,无侧限抗压强度,加州承载比,肿胀的百分比,线性收缩测试,化学和矿物学分析,x射线荧光光谱仪和x射线衍射仪(XRD)在不同百分比的大理石灰尘。

 2。材料

在这项研究中使用的材料是膨胀土和大理石灰尘。

2.1。膨胀土

膨胀土(ECS)收集的样本村El-Salheya,故事的城市,埃及(纬度26°08年′18“N和经度32°49′10 E)。土壤样本收集从地面1.5米的深度。扰动土挖掘,一直装一塑料袋,和运输的实验室实验。土壤的平均岩土属性如表所示 1。液限、塑性指数的基础上,根据霍尔兹和吉布斯 42陈],[ 43),1498 44),可以归类为中等的土壤。未经处理的膨胀土的颗粒大小分布如图 2。

平均使用ECS的岩土性质。

测试 价值
液限(%) 42.12
塑性极限(%) 25
塑性指数(%) 17.12
线性收缩(%) 10.7
自由膨胀(%) 95年
比重 2.68
砂(4.75 - -0.075毫米)(%) 2.12
淤泥(0.075 - -0.005毫米)(%) 71.85
粘土(< 0.005毫米)(%) 26.03
类型的土壤(usc) CI

粒度分布曲线的土壤样本和MD。

 2.2。大理石尘埃

使用大理石尘埃(MD)从“沙克Al-Thouban”地区位于南开罗,埃及,切割和加工行业的副产品。图 3显示了MD的不同形状的石头沙克Al - Thouban地区的工厂。大理石的比重2.76尘埃被发现。大理石尘埃被干燥准备烤箱在105°C的温度为24小时除去水分,然后重复使用塑料锤粉之前被用于删除任何从粉末结块。粒度分布分析表明,使用大理石尘埃由12%的粘土,淤泥,35%和53%的沙子。大理石粉尘的粒度分布如图 2。膨胀土的化学成分和大理石尘埃根据光谱仪测试进行了分析。表 2表明膨胀土有二氧化硅的主要组件和次要的内容2O3和菲2O3,表明其硅质性质。另一方面,医学博士主要由氧化钙SiO次要的内容2,表明其碳酸性质。利用x射线衍射结果表明,土壤由石英和蒙脱石为主要矿物组成,而大理石粉末的主要组件是方解石矿物如图 4。

不同形状的大理石废料造成大理石沙克Al-Thouban地区的工厂。(一)泥浆状态。(b)固态。(c)粉尘状态。

化学分析膨胀土和大理石的灰尘。

参数 SiO2 艾尔2O3 菲2O3 曹 分别以 K2O TiO2 所以3 MnO 合作意向书
膨胀土 49.47 12.85 11.94 5.79 2.10 1.61 2.98 4.29 0.33 8.64
大理石尘埃 3.96 0.51 1.19 72.26 0.27 0.08 0.17 - - - - - - - - - - - - 21.56

矿物成分。(一)膨胀土。(b)大理石灰尘。

 3所示。测试方法

大理石灰尘与膨胀土的混合不同比例(5%、10%、15%、20%和25%)土壤的干重。为了实现本研究的目标,进行了一系列的实验室测试在未经处理的(UECS)和处理膨胀土(tec)通过执行筛分析,按照ASTM D6913, 2017年,阿太堡的限制,按照ASTM D4318-10e1, 2010年,压实特性(最大干密度和最佳含水量),按照ASTM D698, 2003年,无侧限抗压强度(UCS),按照ASTM D2166, 2003年,加州承载比(CBR),按照ASTM D 1883维膨胀测试,按照ASTM D4546, 2003年,和线性收缩(LS),按照BS 1377 - 2:90, 1990。样品对不同测试重塑他们的最大干密度和最佳含水量。此外,化学和矿物学分析探讨固化土的反应产物。

 4所示。结果和讨论 4.1。MD对含水量的影响限制

说明医学内容的影响ECS的塑性特征,价值观阿太堡的限制(液限(LL),塑性极限(PL),和可塑性指数(PI))测定。UECS和tec的测试结果呈现在图 5。可以看出的医学有重大影响膨胀土的含水量的限制。液限、塑限、塑性指数与MD百分比的增加减少。液体限制从42.12%减少到29.5%,塑性极限从25%减少到18.8%,塑性指数从17.12%减少到10.7%,增加了添加大理石灰尘从0%提高到25%,分别。同时,很明显,下降的速度阿太堡的限制更直到达到从医学博士比例增加到15%;在那之后,很小。显著减少液限表示预期的减少程度的潜在tec的豪爽。这是归因于非可塑性的大理石尘埃粒子的性质。这个结果符合先前的研究结果( 17, 20., 30., 40, 41]。

阿太堡的变化与不同比例的限制。

已经建立了一个回归模型预测限制膨胀土的含水量稳定模型不同百分比的MD。 (1) 噢 t = 0.0115 医学博士 2 − 0.8024 医学博士 + 噢 U , R 2 = 0.997 , PL t = 0.0043 医学博士 2 − 0.0.3614 医学博士 + PL U , R 2 = 0.998 , 噢 t = 0.0072 医学博士 2 − 0.4409 医学博士 + 噢 U , R 2 = 0.994 , 你在哪里 T和你 U是处理和未经处理的膨胀土的液限(%),分别PL吗 T和PL U是治疗和治疗的塑性极限膨胀土(%),分别π吗 T和π U是处理和未经处理的膨胀土的塑性指数(%),分别MD的比例是大理石尘埃(%),然后呢 R2是确定系数。

图 6显示原始膨胀土的位置和MD稳定膨胀土的塑性图。很明显,随着医学博士比例的增加,土壤变化从CI(无机介质粘土可塑性)CL(无机粘土低可塑性)按照统一的土壤分类系统。这发生了由于更换膨胀土的细粒度的颗粒粗粒度的颗粒。同时,从介质低膨胀膨胀土的变化。这个结果是兼容的研究由( 40]。

UECS和tec塑性图。

 4.2。MD对压实特性的影响

进行标准的压实试验UECS和侦探。这些测试的结果在图所示 7。它可以注意到的MD导致压实曲线转向左边,上面UECS的压实曲线。

干密度与含水率关系UECS和侦探。

图 8显示了最大干密度的变化与MD的百分比(MDD)。可以看出,MD的百分比的增加,土壤的MDD继续增加。MDD增加从18.42 kN / m320.2 kN / m3当医学从0增加到25%。MDD的增长背后的原因是由于职业空白空间的浪费大理石尘埃的粘土颗粒和曹的胶结作用出现在医学和替代医学粒子与土粒比重高有低比重的混合。此外,显著改善粒度分布的ECS(即。成为主流,泥级粒子)的医学博士(即。,predominated with sand-sized particles) results in improving the resistance against compaction effort and thereby increases in MDD [ 41]。然而,Okagbue和Onyeobi [ 45)得出的结论是,MDD的混合土的增加与MD由于火山灰反应和形成lime-like产品(Ca(哦)2水解成Ca2 +噢,−离子。验证了这种现象存在的土壤和氧化钙的二氧化硅和氧化铝大理石灰尘。已经建立了一个回归模型预测的MDD膨胀土稳定与不同比例的MD模型 (2) MDD T = 0.0723 医学博士 + MDD U , R 2 = 0.9927 , 在MDD T和MDD U是处理和未经处理的膨胀土的最大干密度(kN / m3),分别。

MDD的百分比变化。

图 9显示了最佳含水量变化(OMC)的比例。这是发现,MD的百分比的增加,土壤的OMC继续减少。OMC减少从13.1%到11.2% MD从0增加到25%时,分别。这种行为的原因是由于更换土壤颗粒(微粒)与MD粒子(粗颗粒),从而增加了粗颗粒混合,导致总表面活性的降低,因此较小water-adsorptive能力。已经建立了一个回归模型预测的OMC膨胀土稳定与不同比例的MD模型 (3) OMC T = 0.0777 医学博士 − OMC , R 2 = 0.9884 , 在OMC T和OMC U是处理和未经处理的膨胀土的最佳含水量(%),分别。

变异的OMC的百分比。

可以总结,ECS的压实特性影响意味深长地的MD。类似的压实的行为特征描述了几个以前的研究者ECS与MD(修订 20., 27, 32, 40, 41]。

 4.3。MD对无侧限抗压强度的影响

未经处理的无侧限抗压试验进行了膨胀土标本和5处理膨胀土标本与不同比例混合的MD MDD和OMC养护7天的时间。这选择固化时间由于先前的研究显示,增加养护时间超过7天没有显著的影响在增加tec强度( 31日, 41]。测试结果无侧限抗压强度和应变的形式呈现在图 10。从这个图中,可以看出与MD的百分比的增加,土壤的UCS继续增加。从417 kPa UCS增加到600 kPa MD时增加了25%;即。,the UCS value of TECS is 1.44 times as compared to UECS. On the other hand, failure strain indicates a decreasing trend with the increment of MD content. This is evidence of higher stiffness. The increase in the strength of MD stabilized expansive soil may be attributed to the improvement in the gradation, and the increase in the compactness of the soil matrix is due to the decrease in porosity and the enhancement in the interparticle bonding between the soil and MD. In addition, the pore-filling effect of fine powder. As already discussed, this powder is an inert addition and could be assumed as ultrafine aggregates filling voids.

应力-应变曲线在不同的比例。

图 11显示之间的关系UCS和MD对膨胀土的添加比例。可以看出有一个线性增加的趋势在UCS随着医学的增加的价值对于所有治疗下样品7固化时间。此外,增长率更MD高达20%;在那之后,利率低。类似UCS改善膨胀土的稳定与MD报道塔拉et al。 32),实验研究了使用不同的百分比(0%,2%,4%,6%,8%,和10%)从大理石工业浪费(水雷战)稳定膨胀土。结果表明,水雷战是一个有效的添加剂提高粘土的无侧限抗压强度测试土壤,和最优水雷战内容可以观察到10%。他们将此归因于soil-lime反应,增加300%和154%的无侧限强度记录在3天,7天,分别。另一方面,耆那教等。 41]研究了MD对稳定的影响膨胀土使用广泛的医学内容的0%,5%,10%,15%,20%,25%,40%,60%,80%。结果显示,土壤强度的增加不断增加在MD含量高达20%,不管养护期。进一步提高医学内容导致低强度的土壤。然而,有趣的是,土的强度不断增强,增加养护期在任何医学内容。因此,大理石尘含量20%可以被视为最优MD内容从强度的角度而言,修改的土壤。Choksi et al。 46)进行了膨胀土稳定利用废物大理石粉用量为10%,20%,30%,40%,45%,和50%按重量的土壤。结果显示,有一个显著增加医学博士UCS用量的增加,增加到最大值的45%的医学博士,在那之后,它会减少。从这项研究的结果可以得出结论,从先前的研究结果,UCS的膨胀土一般随的增加增加。然而,MD的最佳内容不同于一项研究,这些变化可以归因于不同的组件膨胀土和MD的从一个地方到另一个地方。已经建立了一个回归模型预测的UCS膨胀土稳定与不同比例的MD模型 (4) UCS T = 7.546 医学博士 + UCS U , R 2 = 0.9876 , 在UCS T和UCS U是处理和未经处理的膨胀土的无侧限抗压强度(kPa),分别。

UCS的百分比变化。

 4.4。MD对加州承载比(CBR)

浸泡CBR试验进行UECS和tec不同百分比的MD的最大干密度和最佳含水量养护7天的时间。测试的结果呈现在图 12。从这个图中,可以看出,随着医学的内容,土壤浸泡CBR继续增加。浸泡CBR增加从6.19%到12.9%当医学增加了25%。有一个108%的增长在浸泡土壤CBR的百分比MD与未经处理的土壤。改善可以归因于填充膨胀土颗粒之间的空隙,MD,也改善分级,从而增加MDD的土壤;因此,CBR值增加。基于这些结果,可以得出结论,膨胀土处理医学作为路基材料执行速度更快,需要更低的基层厚度比未经处理膨胀土。这种行为通常是兼容以前的研究( 17, 27, 32, 41]。已经建立了一个回归模型预测的CBR膨胀土稳定与不同比例的MD模型 (5) CBR T = 0.2313 医学博士 + CBR U , R 2 = 0.9895 , 在CBR T和CBR U是处理和未经处理的加州承载比膨胀土(%),分别。

CBR不同百分比的变化。

 4.5。MD对肿胀的潜力

从一维维膨胀与时间百分比图得到一个未经处理的膨胀土膨胀测试标本和5处理膨胀土标本与不同比例混合的MD MDD和OMC养护7天的时间。座位加载指定的标准是6.9 kPa。膨胀的百分比对时间的对数情节描绘在图 13。它可以观察到,测试标本膨胀了1440分钟,然后成为常数。同样,有一个显著的影响在减少轴向对膨胀土膨胀倍数的增加百分比。当土壤达到最大起伏,最后叹测量和肿胀的潜力( 年代%)计算根据以下方程: (6) 年代 % = H P − H o H o × One hundred. , 在哪里 H p的最大高度是土壤标本主要膨胀和年底吗 H o是初始土壤样品的高度。

轴向膨胀比与时间不同百分比的MD。

图 14描述了百分比的变化达到潜在的MD添加到膨胀土高达25%。它可以清楚的看到,随着医学的比例增加,达到潜在的逐渐减少。这是由于更换土壤的膨胀颗粒nonswelling粒子的MD,作为惰性材料。减少的比率被报道为11.17%,31.67%,66.67%,76.67%,和91%添加MD 5%, 10%, 15%, 20%,和25%,分别。这个观察同意与先前的研究在大理石的功效尘埃利用率降低膨胀土的膨胀潜力( 17, 20., 31日, 33, 34, 36, 47]。已经建立了一个回归模型预测膨胀土的膨胀势稳定与不同比例的MD模型 (7) 年代 T % = − 0.2354 医学博士 + 苏 , R 2 = 0.9649 , 在哪里 年代T和 年代U是处理和未经处理的膨胀土的膨胀潜力(%),分别。

肿胀的潜力与不同比例的变化。

 4.6。MD对线性收缩的影响

线性收缩(LS)测试进行了确定稳定膨胀土的一维收缩的医学内容。测试槽充满液体的固化土试件极限。槽用湿的材料将被放置在一个烘箱的温度和干110±5°C约24小时,直到所有收缩停止。干燥的土壤样本的长度与数字卡尺测量,和的值线性收缩稳定ECS样品的测定。测试的结果呈现在图 15。从这个图中,可以看出LS随医学内容的增加而大幅减小,在稳定的线性收缩ECS样本被发现从10.7%下降为UECS tec的4.9%降至25%。同时,稳定的线性收缩ECS样本被发现减少了4.39%,20.37%,35.79%,45.79%,和54.21%添加MD 5%, 10%, 15%, 20%,和25%,膨胀土,分别。这些结果与以前的研究一致 35, 40]。已经建立了一个回归模型预测的LS膨胀土稳定与不同比例的MD。LS模型 T=−0.2361 md + LS U, (8) LS T = − 0.2361 医学博士 + LS U , R 2 = 0.9816 , 在LS T和LS U是处理和未经处理的线性收缩膨胀土(%),分别。

线性收缩测试的结果 。

 4.7。化学和矿物学分析

膨胀土混合物的化学交互作用与不同的MD添加剂比率由光谱仪和XRD分析了7天的治疗。UECS和tec的光谱仪结果如表所示 3。从这些结果,发现粘土材料提供了一个典型的组成和构成主要由二氧化硅和氧化铝曹的和次要的内容,分别以K2O, TiO2,所以3,MnO。大量氧化铁(11.94%)负责深色素的烧结样品。损失点火(法)(8.64%)是通常的范围内为膨胀性粘土材料和与挥发组分和有机物质。大理石尘埃形成基本上由氧化钙(曹)小SiO内容2,艾尔。2O3、铁2O3采用K2啊,所以3表明其碳酸性质。损失点火(减量)高于粘土材料分解的结果(21.56%)和碳酸盐(方解石和白云石)。碱土金属氧化物含量高,尤其是曹,出现在医学博士将在烧结过程中作为助熔剂。同时,发现曹和铁2O3增加;SiO2,艾尔。2O3,Na2啊,和K2O MD比率的增加减少。虽然大理石尘埃报告为惰性材料( 48),曹的原子百分比的变化2O3、SiO2土壤与大理石确认可能的离子反应。耆那教等。 41)表明,离子间的反应元素背后的原因可能是硅和铝的减量与固化时间soil-marble尘埃。从土壤中硅和铝和Ca的大理石尘埃反应在水的存在形式有粘结性的化合物,这是一个重要的因素为增强力量的行为和减少土壤的肿胀百分率。

化学成分的MD,生土生soil-MD混合,所确定的光谱仪。

象征 医学博士 MD0 MD5 MD10 MD15 MD20 MD25
SiO2 3.96 49.47 48.3 45.9 44 42 39
艾尔2O3 0.51 12.85 12.5 12.3 11 10.8 10.3
菲2O3 1.19 11.94 7.6 8.4 8.6 8.4 9
曹 72.26 5.79 8.2 8.8 9.1 9.6 11
分别以 0.27 2.1 2.6 2.1 1。6 2.9 2.6
K2O 0.08 1.61 1。2 1。3 1。2 1。3 1。3
TiO2 - - - - - - 2.98 2.4 1。6 2.7 1。8 2.6
地面读数 - - - - - - - - - - - - 2.1 2.4 2.7 2.2 2
所以3 0.17 4.29 4.2 3所示。5 3所示。8 3所示。3 3所示。1
MnO - - - - - - 0.33 0.3 0.3 0.22 0.28 0.3
合作意向书 21.56 8.64 10.6 13.4 15.08 17.42 18.8

的XRD分析soil-marble尘埃混合7天养护期的比较与母公司的矿物学分析材料(土壤和大理石尘埃)检查矿产的形成和变化的峰值。如图 16与蒙脱石和石英,父土壤成为主流,而大理石尘埃与方解石成为主流。土壤混合物的方解石含量增加,替代率的增加。这增加大理石粉尘的化学成分有关,表明土壤压实矩阵的形成,从而,导致一个最佳的强度和减少肿胀增加百分比。水晶阶段确定一致结果光谱仪观察到如表所示 3。类似的行为也被报道在文献[ 7, 41]。

XRD分析MD、生土和原始soil-MD混合。

在表 3马里兰州是大理石尘埃,MD0是未经处理的膨胀土,MD5 MD对膨胀土的5%,MD10 MD对膨胀土的10%,MD15 MD对膨胀土的15%,MD20 MD对膨胀土的20%,和MD25处理膨胀土为25%。

 5。结论

从实验结果可以得出以下结论的稳定膨胀土与大理石灰尘:

从的角度废物管理,环境保护,经济,医学博士建议用于稳定膨胀土与大量节省建筑成本。

大幅降低含水量限制,噢,PL,π被观察到。液体限制从42.12%减少到29.5%,塑料限制从25%减少到18.8%,塑性指数从17.12%减少到10.7%,增加25%。降低率高达15%,在那之后,下降的速度很低。

膨胀土的分类变化介质时低膨胀土膨胀土稳定为25%。

最大的干密度(MDD)和膨胀土的最优含水率(OMC)增减百分比越来越多的医学博士。MDD增加从18.72 kN / m320.2 kN / m3和相应的OMC从13.1%减少到11.2%,MD高达25%的数量增加,这些变化是线性的。

UCS增加从417 kN / m2600 kN / m2,即,improved by 47.48% at the addition of 25% MD to the expansive soil for 7 days of curing periods. Also, the rate of increase is more up to 20% MD; after that, the rate is low. On the other hand, failure strain indicates a decreasing trend with the increment of MD content.

的浸泡CBR膨胀土继续增加与增加的百分比增加。浸泡CBR增加从6.19%到12.9%当医学增加了25%。有浸泡CBR值增加108%比未经处理的土壤,当25%的医学博士补充说。

详细microanalyses (XRD和光谱仪)确认各种因素(即。,the alteration of the parent minerals and the formation of new minerals) affect the strength and swell behavior of soil-marble dust mixes, where the calcite content of the soil mixtures increased with the increased replacement ratio of MD. This increment is related to the chemical composition of the marble dust, indicating the formation of a compacted soil matrix, and thereby, resulting in an optimum increase in the strength and a decrease in the swelling percentage.

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

作者要感谢岩土实验室的工作人员,采矿工程系,工程学院,故事,爱资哈尔大学,帮助实验室检测工作。

 琼斯 d E。 霍尔兹 w·G。 广阔的污辱隐藏的灾难 土木工程 1973年 43 8 49 51 法塔赫 m . Y。 萨利姆 n·M。 Irshayyid e . J。 非饱和膨胀土的膨胀行为 交通基础设施印度尼西亚 2021年 8 1 37 58 10.1007 / s40515 - 020 - 00112 - z ·索默洛 B。 Mangi 美国一个。 Bajkani r。 Junejo 答:问。 回收的瓷砖和大理石粉末浪费在混凝土部分替换 中子 2021年 20. 2 128年 137年 ‏ 10.29138 / neutron.v21i1.88 Sadek d . M。 El-Attar M . M。 阿里 h·A。 重用的大理石和花岗岩粉末自密实混凝土的可持续发展 《清洁生产 2016年 121年 19 32 10.1016 / j.jclepro.2016.02.044 2 - s2.0 - 84975698110 哈姆萨 r。 El-Haggar 年代。 Khedr 年代。 大理石和花岗岩废料:描述和利用混凝土砖 国际生物科学杂志》上,生物化学和生物信息学 2011年 1 4 286年 291年 10.7763 / ijbbb.2011.v1.54 Binici H。 卡普兰 H。 Yilmaz 年代。 大理石和石灰石粉尘的影响作为添加剂对混凝土的力学性能 科学研究和论文 2007年 2 9 372年 379年 乌拉尔 N。 Karakurt C。 Comert a . T。 大理石废弃物对土壤改良的影响和混凝土生产 物质循环和废物管理杂志》上 2014年 16 3 500年 508年 10.1007 / s10163 - 013 - 0200 - 3 2 - s2.0 - 84904186655 萨瓦特 答:K。 Pati 年代。 回顾文献稳定膨胀土使用固体废物 岩土工程的电子杂志 2014年 19 Soosan t·G。 穆 b . T。 亚伯拉罕 b . M。 用碎石灰尘的路堤和公路建设 印度Geo-Technical研讨会论文集 2001年12月 印多尔,印度 274年 277年 Sivrikaya O。 Kıyıldı k·R。 Karaca Z。 回收废料天然石材加工厂稳定粘性土 环境地球科学 2014年 71年 10 4397年 4407年 10.1007 / s12665 - 013 - 2833 - x 2 - s2.0 - 84899154271 Eltwati 答:S。 Tarhuni F。 Elkaseh 一个。 粘性土的工程性质稳定,浪费花岗岩灰尘 批判性的评论》杂志上 2020年 7 16 794年 802年 Arulrajah 一个。 Piratheepan J。 Disfani M . M。 薄 m·W。 岩土geoenvironmental回收建筑的性质和爆破材料在路面底基层的应用程序 土木工程材料》杂志上 2013年 25 8 1077年 1088年 10.1061 /(第3期)mt.1943 - 5533.0000652 2 - s2.0 - 84881338545 Cabalar 答:F。 Abdulnafaa m D。 Karabash Z。 影响各种建筑和拆迁行为的粘土材料 环境地球科学 2016年 75年 9 841年 10.1007 / s12665 - 016 - 5631 - 4 2 - s2.0 - 84966425152 拉赫曼 m·A。 Imteaz m·A。 Arulrajah 一个。 Piratheepan J。 Disfani M . M。 回收的建筑和拆迁材料透水路面系统:岩土和水力特性 《清洁生产 2015年 90年 183年 194年 10.1016 / j.jclepro.2014.11.042 2 - s2.0 - 84922883061 Arulrajah 一个。 Disfani M . M。 Horpibulsuk 年代。 Suksiripattanapong C。 Prongmanee N。 物理特性和抗剪强度响应的回收建筑和拆迁的路面基层材料/底基层的应用程序 建筑和建筑材料 2014年 58 245年 257年 10.1016 / j.conbuildmat.2014.02.025 2 - s2.0 - 84897438687 Soosan t·G。 曾经 一个。 穆 b . T。 亚伯拉罕 b . M。 利用采石场尘埃来改善土壤的岩土性质在公路建设 岩土测试日报 2005年 28 3 391年 400年 邦萨尔 H。 Sidhu g S。 浪费大理石粉末对粘性土的特征 国际科学和研究杂志》上 2016年 5 8 78年 82年 10.21275 / v5i5.nov163252 钱德拉 年代。 库马尔 P。 Feyissa b。 在公路建设中使用的大理石尘埃 道路材料和路面设计 2002年 3 3 317年 330年 10.3166 / rmpd.3.317 - 330 Bshara 答:S。 绑定 e . Y。 Sinha p K。 石粉对岩土工程的影响贫瘠土壤的性质 国际土木工程和技术杂志》上 2014年 5 4 37 47 阿里 R。 汗 H。 沙阿 答:一个。 膨胀土稳定使用大理石灰尘和蔗渣灰 国际科学和研究杂志》上 2014年 3 2812年 2816年 印度 k。 斯大林 诉K。 实用的固体废物问题的土壤 国际期刊的工程研究和工业应用 2009年 2 1 313年 321年 Cabalar 答:F。 哈桑 d . I。 Abdulnafaa m D。 道路路面路基浪费瓷砖的使用 道路材料和路面设计 2017年 18 4 882年 896年 10.1080 / 14680629.2016.1194884 2 - s2.0 - 84974784204 Mohammadinia 一个。 Arulrajah 一个。 Sanjayan J。 Disfani M . M。 薄 m·W。 Darmawan 年代。 实验室评估的使用对室内外建筑和拆迁材料在路面基层和底基层的应用程序 土木工程材料》杂志上 2015年 27 6 04014186 10.1061 /(第3期)mt.1943 - 5533.0001148 2 - s2.0 - 84988222614 易卜拉欣 H . H。 Alshkane y . M。 Mawlood y。 这 k·m·G。 哈桑 a . M。 改善高膨胀性粘土的岩土性质使用石灰粉 创新的基础设施解决方案 2020年 5 3 1 11 10.1007 / s41062 - 020 - 00366 - z 斯莱姆 t·H。 坎迪尔地区 答:我。 埃及的大理石行业特点:结构、行为和性能 国际商业和经济研究杂志》上 2006年 5 3 25 34 10.19030 / iber.v5i10 Sroor a . T。 达尔维什 s M。 El-Bahi s M。 卡里姆 m·g·A。 放射性危害的大理石和花岗岩用于Shak El Thouban工业区在埃及 《环境保护 2013年 4 12 41 48 10.4236 / jep.2013.412a1005 Eltwati 答:S。 萨利赫 F。 改善路基土壤用大理石灰尘(利比亚,案例研究) 国际工程和信息技术杂志》上 2020年 6 2 40 44 Agrawal V。 古普塔 M。 膨胀土稳定使用大理石灰尘 国际地球科学与工程杂志》上 2011年 4 6 59 62年 Arora r P。 Ameta n K。 萨玛 K·K。 Samdani k . L。 土壤质量的改善工程特点采用大理石灰尘 国际创新多学科期刊 2014年 2 4 8 15 Zumrawi m·m·E。 阿布达拉 e·A·A。 粉末稳定膨胀土使用大理石 土木工程学报第二次会议在苏丹 2018年12月 Khortoum、苏丹 266年 271年 Oncu Ş。 Bilsel H。 利用废大理石提高sand-stabilized膨胀土的体积变化和强度特征 环境地球科学 2018年 77年 12 1 13 10.1007 / s12665 - 018 - 7638 - 5 2 - s2.0 - 85049467453 塔拉 f·E。 Shahzada k。 赛义德 年代。 艾哈迈德 我。 Ullah K。 稳定的中等膨胀土在巴基斯坦使用大理石工业废料和蔗渣灰 国际地球科学与工程杂志》上 2017年 10 4 885年 891年 Başer O。 稳定膨胀土的使用浪费大理石灰尘 2009年 安卡拉,土耳其 中东技术大学土木工程部门 硕士论文 阿卜杜勒 r S。 马吉德 N . N。 一些物理属性处理膨胀土使用大理石废料粉末 国际工程研究和技术杂志》上 2014年 3 1 591年 600年 Bhavsar s . N。 Joshi h . B。 Shrof p K。 Ankit p . J。 大理石粉末影响黑棉土的工程性质 国际期刊的科学研究和发展 2014年 2 2321年 2613年 Zorluer 我。 美国网球 M。 稳定的土壤浪费大理石尘埃, 第四个国家大理石研讨会(土耳其) 2003年12月 阿菲永,土耳其 305年 311年 辛格 p S。 亚达夫 r·K。 大理石灰尘对指数的影响黑棉土的性质 国际工程研究和科技杂志》上 2014年 3 3 158年 163年 萨瓦特 答:K。 南达 r P。 大理石灰尘对稻壳灰稳定膨胀土的强度和耐久性 国际土木及结构工程杂志》上 2011年 1 4 939年 948年 Saygili 一个。 使用浪费大理石灰尘粘性土的稳定 材料科学 2015年 21 4 601年 606年 ‏ 10.5755 / j01.ms.21.4.11966 2 - s2.0 - 84948949948 Sivrikaya O。 Uysal F。 Yorulmaz 一个。 一位 K。 效率的浪费大理石粉末细粒度稳定的土壤体积的变化 阿拉伯科学与工程》杂志上 2020年 45 10 8561年 8576年 10.1007 / s13369 - 020 - 04768 - 0 耆那教徒的 答:K。 杰哈 答:K。 Shivanshi 通过岩土行为和膨胀土的修改与大理石灰尘 土壤和基金会 2020年 60 4 737年 751年 10.1016 / j.sandf.2020.02.013 霍尔兹 w·G。 吉布斯 h·J。 膨胀粘土的工程性质 交易的说法 1953年 121年 641年 663年 陈 f . H。 基金会在膨胀土 1975年 荷兰阿姆斯特丹 爱思唯尔 局的印度标准 印度标准分类和识别一般工程用途的土壤 1498年 新德里,印度 重申了1987年 Okagbue c . O。 Onyeobi t。 潜在的大理石尘埃稳定红热带土壤道路建设 工程地质 1999年 53 3 - 4 371年 380年 10.1016 / s0013 - 7952 (99) 00036 - 8 2 - s2.0 - 0032766941 Choksi R。 Mishra C。 帕特尔 N。 根据废物大理石粉末来改善土壤稳定 国际期刊》的研究工程技术(IRJET) 2018年 5 5 1695年 1698年 萨瓦特 答:K。 玻色 B。 改善膨胀土的岩土性质使用飞ash-quarry尘埃混合 岩土工程的电子杂志 2013年 18 3487年 3500年 Gurbuz 一个。 大理石稳定粘土质粉土底基层道路建设 道路材料和路面设计 2005年 16 481年 492年