انجام عملیات استخراج در معادن روباز مستلزم شناخت خواص هیدرولیکی توده سنگ به ویژه هدایت هیدرولیکی است. هدایت هیدرولیکی، میزان توانایی توده سنگ برای انتقال سیالات است که در بررسی مشکلات نشت، زهکشی و پایداری دیواره های کاواک معادن روباز اهمیت زیادی دارد. از این رو، محققان در جستجوی روش مناسبی برای تعیین هدایت هیدرولیکی توده سنگ تشکیل دهنده مناطق معدنی اند. در این مطالعه، برای تعیین رابطه تجربی هدایت هیدرولیکی بر اساس پارامترهای حاصل از گمانه های اکتشافی و ژئوتکنیکی شامل شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری، ابتدا تصویر مغزه های گمانه های ژئوتکنیکی حفر شده در آنومالی A کانسار غربی معدن سنگ آهن سنگان بررسی و با نمودارنگاری مجدد مقدار RQD برای هر نوبت حفاری محاسبه شد و با بررسی تصاویر مغزه های حفاری، هدایت هیدرولیکی هر ران حفاری در طول گمانه با متغیرهای کیفی ارزیابی شد. سپس با استفاده از روابط تجربی با شرایط زمین شناسی مشابه و ضرایب هدایت هیدرولیکی ارایه شده بر اساس جنس سنگ متغیرهای کیفی به کمی تبدیل شدند. در نهایت نمودار پراکندگی تغییرات هدایت هیدرولیکی نسبت به هر یک از فاکتورهای RQD، عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ رسم و منحنی رگرسیون بر هر یک از نمودارها برازش شده و مشخص شد با افزایش هر یک از فاکتورهای عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد اما همبستگی بالایی بین تغییرات هدایت هیدرولیکی با هر یک از این فاکتورها وجود ندارد. نتایج نشان می دهد که رابطه هدایت هیدرولیکی بر اساس RQD ضریب تعیین بسیار بالایی دارد (R2=0.8247)، بنابراین این رابطه تجربی می تواند برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده مورد مطالعه بسیار مفید واقع شود.

تحقیقات نشان می دهد که بتن های حاوی 25 تا 35 درصد پودر سرباره جایگزین شده بجای سیمان پرتلند مقاومت های فشاری به ترتیب در حد 85 و 97 درصد مقاومت نمونه های فاقد پودر سرباره (شاهد) را در سنین 28 و 90 روزه کسب می نماید، همچنین مقاومت فشاری نمونه های دارای پودر سرباره در سنین کمتر از 28 روز در مقایسه با نمونه های شاهد از رشد کمتری برخوردارند. در این پژوهش جهت افزایش رشد مقاومت اولیه فشاری نمونه های بتنی و در نهایت کسب مقاومت 28 روزه در حد نمونه های شاهد درصدهای مختلف میکروسیلیس جایگزین بخشی از سیمان مصرفی گردید و مشاهده شد که دراین حالت مقامت 28 روزه نمونه های حاوی 5 درصد میکروسیلیس و 25 تا 35 درصد پودر سرباره به مقدار 5.2 درصد، مقاومت فشاری بیشترین نسبت به نمونه های شاهد (فاقد میکروسیلیس و سرباره) از خود نشان میدهد. همچنین مقاومت فشاری این نمونه ها در سن 90 روز به مقدار 13.3 درصد نسبت به نمونه های شاهد افزایش پیدا کرده است. در بخش دیگری از آزمایشات، مقاومت فشاری نمونه های حاوی پودر سرباره که در محیط اشباع دارای 2.5 درصد MgSo4 و 2.5 درصد NaCl قرار داده شده بود مورد ارزیابی قرار گرفتند. نمونه های بتن سرباره ای قرار داده شده در این محیط مقاومت های فشاری 28 روزه پایین تری را نسبت به بتن شاهد از خود نشان می دهند، لیکن با گذشت زمان در سنین 90 تا 180 روز بتن های حاوی سرباره مقاومت بیشتری را نسبت به نمونه شاهد دارا می باشد. نمونه حاوی 25 درصد پودر سرباره جایگزین شده با کسب مقاومت 180 روزه بمقدار 325kg/cm2 که در محیط سولفاته فوق قرار داشت با افزایش 14.44 درصد نسبت به نمونه شاهد بهترین نتیجه را از خود نشان داد.

بدون شک، بتن جایگاه ویژه ای در ساخت انواع سازه ها دارد و این ماده به عنوان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی، استفاده ای فراگیر یافته است. امروزه پیشرفت چشمگیر صنعت و تکنولوژی بتن و نوآوری های روز افزون در زمینه مصالح و روش های ساختمانی، امکان تولید و دستیابی به "بتن با عملکرد بالا" و یا "بتن توانمند" را فراهم ساخته است. ویژگی های مقاومتی و مشخصه های مکانیکی و پایایی بتن توانمند در مقایسه با بتن های معمول، مطلوب تر می باشد و همین امر این نوع بتن ها را از بتن های معمولی، متمایز می سازد. در حال حاضر استفاده از مواد پوزولانی جایگزین نظیر میکروسیلیس و خاکستر بادی و نیز سرباره، به دلایل اقتصادی و بهره گیری از خواص فنی و مطلوب آنها، در ساخت بتن های توانمند امری موسوم به شمار رفته و رواج یافته است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی و مقایسه مقاومت فشاری نمونه های بتنی، در صورت تغییر پارامترهای نسبت آب به مواد سیمانی، درصد میکروسیلیس، سرباره و ترکیب آنها به عنوان جایگزین سیمان و در نهایت تشخیص بهترین حالت ترکیب این مواد با سیمان در محیط بتن (درصد بهینه) به لحاظ دستیابی به حداکثر مقاومت فشاری می باشد. در این تحقیق جهت دستیابی به اهداف فوق الذکر، نمونه ها در سه نسبت آب به مواد سیمانی 0.4, 0.5 و 0.3 و در قالب 48 طرح اختلاط (288 نمونه) ساخته شدند؛ نمونه های ساخته شده در هر یک از نسبت های آب به مواد سیمانی، حاوی 0، 20، 35 و 50 درصد سرباره به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی بوده و در هر درصد جایگزینی سرباره، از 0، 5، 10 و 15 درصد میکروسیلیس نیز به عنوان جایگزین سیمان مصرفی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اثر ترکیبی سرباره و میکروسیلیس بیشترین مقاومت فشاری را حاصل می کند و از طرفی درصد بهینه ای از سرباره و میکروسیلیس، به حصول مقاومت فشاری حداکثر در بتن، منجر می گردد.

از آنجایی که صنایع تولید سیمان بعد از صنایع فولاد سازی و آلومینیوم جزو پر هزینه ترین صنایع محسوب می شود، استفاده از پوزولانها در تولید سیمانهای مرکب، هزینه تمام شده سیمان را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. از طرف دیگر اضافه کردن مواد پوزولانی به بتن، چه به شکل افزودنی به سیمان و چه به شکل افزودنی به بتن، به اصلاح خواص مهندسی بتن به ویژه خواص ریولوژی (نظیر چسبندگی و یکنواختی)، خواص مکانیکی و دوام (نظیر مقاومت در برابر خرابی ناشی از حملات شیمیایی و...) کمک می کند. از این رو امروزه توجه خاصی به استفاده از پوزولانها بدلیل خواص مطلوب آنها معطوف گشته است.در تحقیق حاضر (استفاده از دانه های پلی استرین به عنوان مصالح پرکننده سبک است) با ساخت نمونه های آزمایشگاهی و انجام آزمایش فشاری روی آنها، اثر مقادیر مختلف میکروسیلیس جایگزین سیمان پرتلند بر مقاومت فشاری بررسی شد و همچنین فعالیت پوزولانی آن با فعالیت پوزولانی خاکستر پوسته برنج و پوزولان طبیعی مورد سنجش قرار گفت. همچنین با توجه به اینکه دما و شرایط سوزاندن تواما درجه بلوری شدن سیلیس خاکستر پوسته برنج را تحت تاثیر قرار می دهند، لذا ابتدا اثر دمای سوزاندن پوسته برنج به فعالیت پوزولانی خاکستر حاصله بررسی و دمای بهینه 700 درجه سانتیگراد تعیین گردید.نتایج حاصله نشان می دهد که فعالیت پوزولانی خاکستر پوسته برنج از فعالیت پوزولانی، پوزولان طبیعی به مراتب بیشتر و بهتر بوده و در بلند مدت نیز قابل مقایسه با میکروسیلیس می باشد، ولی در کوتاه مدت اثر میکروسیلیس در بهبود مقاومت فشاری بهتر و سریعتر از خاکستر پوسته برنج است. همچنین مقایسه فعالیت پوزولانی خاکستر حاصله از سوزاندن پوسته برنج دو منطقه گیلان و مازندران نشانگر مشابه بودن فعالیت پوزولانی خاکستر پوسته برنج دو منطقه مذکور می باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.