راکنمای دز ردق در سازه‌های از

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جمپوری اسلامی ایران سازمان برنامه و بودجه - وزارت‌نیرو ِْ م5 ۳۹ 5 . ۰" ی ۱ 5 راکنمای دز ردق در سازه‌های از معاونت آمور فنی نشرید شماره ۱۸۶ دفتر امور فنی و تدوین معیارها ۹ ۹ ق زا ۰ ۰ ۹ ۰ ۰ ی ۲ ۰ ۰ ۰ ۰ انار هی اس نو هر 2 و دو در ی 5 ی و مه 4 ای وین در سا اد هون 2و سا اک مریم ارو رای و یر را رخ یک سید و رم که درو ده و0 ۳۹ وی دود ده کم و مرن اه و و و۹ ری ان برد ۹ و :1 0 ی رای دمم وه یو ری وق در 2 ای یقای یکی ان وس وا و0 و و ی ,2 ست را 3و ادا زهر یا اه اس زی رخ ون هو را ما رن وان ره رن ند 2 ور ۹ رک ور ی کر و راما ده و یا جر و وا ۳27 ( وتا وولو وم 2 ی رم را وت هه خ ام هگ رم مان ام ود لک -------- صفحهٔ بعد -------- سازمان برنامه و بودجه - وزارت نیرو راهنمای قزریق فر سازه‌های آبی نشریه شماره ‏ ۱۸ معاونت آمور فنی دفتر امور فنی و تدوین معیارها انتشارات سازمان برنامه و بودحه ۷/۸ ۱۳۹۷۸ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرستبرگه سازمان برنامه و بودجه. دفتر آمور فنی و تدوین معیارها راهنمای تزریق در سازه‌های آبی/ سازمان برنامه و بودجه. معاونت امور فنی: دفتر امور فنی و تدوین معیارها: وزارت نیرو. طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور].- تهران: سازمان برنامه و بودجه. مرکز مدارک اقتصادی - احتماعی و انتشارات. ۱۳۷۸. ۷ ص.: مصور. جدول. نمودار.- (سازمان برنامه و بودجه. دفتر امورفنی و تدوین معیارها: نشریه شماره ۱۸۶) 96۵4-425-1628 50| فهرست‌نویسی بر اساس اطلاعات فیپا. کتابنامه: ص.۴۷. ۱.دوغاب‌زنی. ۲ سازه‌های هیدرولیکی طرح و محاسبه - استانداردها. ۳. مهندسی تب سازمان برنامه و بودحه. مرکز مدارک اقتصادی احتماعی و انتشارات. چ. عنوان. ۲و۲ س/۱۴۶ 1۸ ۵۱ [ ۳۶۸ 1۸] کتابخانه ملی ایران ۷۸-۵م شایک ‏ ۹۶۴-۴۲۵-۱۶۲-۸ 964-425-162-8 15 راهنمای تزریق در سازه‌های آبی تهیه کننده: معاونت آمور فنی» دفتر آمور فنی و تدوین معیارها ناشر: سازمان برنامه و بودجه. مرکز مدارک اقتصادی - اجتماعی و انتشارات چاپ اول: ۵۰۰ نسخه. ۱۳۷۸ قیمت: ۳۵۰۰ ریال چاپ و صحافی: موسسه زحل چاپ همه حقوق برای ناسر محفوظ است. -------- صفحهٔ بعد -------- ریاست جمهوری سازمان برنامه و بودجه دفتر رنیس شماره: ‏ ۱۰۲/۴۸۵۲-۵۴/۴۲۱۱ به: تمامی دستگاه‌های اجرایی و مهندسان مشاور تاریخ: ۱۳۱۳/۸/۰ موضوع: راهنمای تزریق در سازه‌های آبی به استناد ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه کشور و آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی این دستورالعمل از گروه | دوم امذکور در ماده هفت آیین‌نامه درا ایکا صفحه صادر می‌گردد. به پیوست نشریه شماره ۱۸۶ دفتر امور فنی و تدوین معیارهای این سازمان با عنوان آراهنمای تزریق در سازه‌های آبی" ابلاغ می‌گردد. دستگاه‌های اجرایی و مهندسان مشاور می‌توانند مفاد نشریه یاد شده و دستورالعمل‌های مندرج در آن را ضمن تطبیق با شرایط کار خود در طرح‌های عمرانی مورد استفاده قرار دهند. معاون رنیس جمهور و رئیس سازمان برنامه و بودجه -------- صفحهٔ بعد -------- پیشگفتار استفاده از ضوابط معبارها و استانداردها در مراحل تهیه («مطالعات امکان سنجی) مطالعه و طراحی. اجراء بهره‌برداری و نگهداری طرحهای عمرانی بلحاظ توجیه فنی و اقتصادی طرحهاا. کیفیت طراحی و اجرا (عمر مفید) و هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری از اهمیتی ویژه برخوردار می‌باشد. بکارگیری‌از معیارهاء استانداردها و ضوابط فنی در مراحل تهیه و اجرای طرح و نیز توجه لازم به هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری در قیمت تمام‌شده طرحها را مورد تأکید جدی قرار داده است. با توجه به مراتب یاد شده و شرایط اقلیمی و محدودیت منابع آب در ایران. امور آب وزارت نیرو (طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور) با همکاری معاونت امور فنی سازمان‌برنامه وبودجه (دفترامور فنی و تدوین معبارها) براساس ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه اقد ام به تهیه استانداردهای مهندسی ات نموده است. - استفاده از تخصصها و تجربه‌های کارشناسان و صاحبنظران شاغل در بخش عمومی و خحصوصی - استفاده از منابع و ماأخذ معتبر و استانداردهای بین‌المللی - بهره‌گیری از تجارب دستگاههای اجرایی. سازمانهاء نهادهاء واحدهای صنعتی. واحدهای مطالعه. - ایجاد هماهنگی در مراحل تهیه‌اجر اءبهره برداری و ارزشیابی طرحها. - پرهیز از دوباره کاریها و اتلاف منابع مالی و غیرمالی کشور _ تو جه به اصول و موازین مورد عمل موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و سایر موسسات معتبر تهیه کننده استاندارد ضمن تشکر ازاساتید محترم دانشگاه صنعتی اصفهان برای بررسی و اظهار نظر در مورداین استاندارد. امید است مجریان و دست‌اندرکاران بخش آبت. با بکارگیری استانداردهای باد شده. برای پیشرفت و خودکفایی این بخش از فعالیتهای کشور تلاش نموده و صاحبنظران و متخصصان نیز با اظهار نظرهای سازنده در تکامل این استانداردها مشارکت کنند. دفترامور فنی و تدوین معیارها -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضای کمیته نام اعضای کمیته تخصصی زمین‌شناسی مهندسی طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور که در تهیه این استاندارد مشارکت داشته‌اند به ترتیب حروف الفبا به شرح زیر است: خانم فیروزه امامی طرح تهیه استانداردهای مهندسی ‏ لیسانس زمین‌شناسی آب کشور آقای رسول بنی‌هاشمی شرکت‌مهندسین مشاور مهاب‌قدس فوق‌لیسانس مهندسی معدن آقای فریدون بهرامی سامانی شرکت مهندسین مشاور تماوان فوق‌لیسانس زمین‌شناسی مهندسی آقای عباس رادمان سازمان مدیریت منابع آب ایران فوق‌لیسانس مهندسی معدن آقای حسن عباسی کارشناس آزاد لیسانس زمین‌شناسی آقای حسن مدنی دانشگاه صنعتی امیرکبیر فوق‌لیسانس مهندسی معدن آقای حسین معماریان دانشگاه تهران دکترای زمین‌شناسی مهندسی آقای عبدالرزاق واثقی وزارت نفت فوق‌لیسانس مدیریت -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان مقدمه ۲- خواص خاک و سنگ ۱-۲ اکتشاف ساختگاه ۲-۲ زمین‌شناسی ساختگاه ۳-۲ تراوش آب زیرزمینی و تراوایی پی ۴-۲ اندازه‌گیری تراوایی سنگ در صحرا ۳- مواد معلق. محلولها و رزینهای تزریق ۱-۳ دوغابها ۲۳ مواد مورد استفاده در دوغاب ۳۳ خواص دوغابهای تزرریق ۴-۳ خواص فیزیکی دوغابهای تزریق شده ۵-۳ محلولها و رزینها ۱۱ ۳۰ ۳۷ ۳۸ اه -------- صفحهٔ بعد -------- ۹- مقدمه نظر به اینکه تزریق دوغاب سیمان کاربرد بسیاری در مهندسی آب به ویژه سدسازی دارد و مطالب زیادی در این مورد به زبان فارسی منتشر نشده است. کمیته زمین‌شناسی مهندسی طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب تصمیم گرفت. برای اینکه هرچه سریعتر این مطالب در دسترس استفاده‌کنندگان قرار گیرد. استاندارد اصول و مبانی تزریق در سازه‌های آبی را منتشر کند. در این استاندارد منظور از تزریق دوغاب. روشی است که با آن در روزنه‌های خاک. گسستگیها و حفره‌های توده‌های سنگی. دوغاب تزریق می‌شود به ترتیبی که مقاومت فیزیکی و مکانیکی آنها را افزایش دهد. برای دستیابی به هدف موردنظر, گمانه‌هایی حفر می‌شود و از طریق آنها دوغاب تحت فشار به درون زمین (خاک یا سنگ) تزریق می‌شود تا خلل و فرج خاک یا سنگ اطراف گمانه پر شود و شرایط مطلوب حاصل شود. تزریق دوغاب کاربرد وسیعی دارد و شامل موارد زیر است : - کاهش نفوذپذیری پی سازه‌های آبی برای کنترل نشت و جلوگیری از هدررفتن آب ذخیره شده - کاهش فشار پرکنش " (بالابر) موْثر بر سازه - جلوگیری از بروز پدیده رگاب " و فرسایش پی - افزایش مقاومت پی سازه‌های سنگین و کاهش دگرشکلی آن (کاهش نشست پی) - اتصال اجزای ساختمانی مجزا و تبدیل آن به ساختار همگن با تزریق دوغاب در بین درزهای آنها. مانند سدهای بتنی وزنی و فوسی - تثبیت کابلهای مسلح در سازه‌های بتنی پیش ساخته و پیش تنیده - تثبیت مهاری‌های پیش تنیده در سنگ - پرکردن حفره‌های بین سنگ و پوشش توئل که موسوم به تزریق همبری " است. - احیاء و ترمیم ابنیه معیوب آ در ساختمانهای قدیمی و یادمانها - ساختن بتن در زیرآب و یا پر کردن فضاهای خالی بسیار بزرگ (مانند کارستهای بزرگ) با تزریق دوغاب در شنی که از قبل ریخته شده است ۳ انتخاب نوع یا مخلوط مناسب. به هدف تزریق. خواص مواد تزریق شونده و محیط موردتزریق بستگی دارد و از دوغاب رقیق تا غلیظ ملات سیمان و پرکننده‌ها " تا محلول کلوییدی و شیمیایی و رزین (برای تزریق دوغاب در حفره‌هاموادی که تخلخل ریز دارند) تغییر می‌کند. دوغاب با فشار در طول معینی از گمانه. تزریق می‌شود تا حجم 68 ۵1۵66) - 3 8 - 2 1ن] - | 4 - 1616011۷66 70 5 - 41 6 - ۹ ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- موردنظر اطراف گمانه را پر کند یا به فشار ویژه بیشینه قسمتی از گمانه. و یا به حریان کمینه ویژه دوغاب که به معیار اشباع موسوم است برسد. در جریان کار. زهاب دوغاب تزریقی از آن جدا می‌شود و توده متراکم مخلوط تزریق. گسستگیها و حفره‌هارا پر می‌کند. ۲ خواص خاک و سنگ خاکها. رسوباتی سست و از نظر زمین‌شناسی جوان هستند و تحت فشاری که بستگی به وزن مواد روباره با پیش تنیدگی و بالاخره چسبندگی خاک دارد. به هم پیوسته‌اند. تخلخل خاکها بین ۱۵ تا ۵۰ درصد متغیر است و ابعاد حفره‌های آنها به حجم نسبی و اندازه کوچکترین دانه‌ها در مخلوط و بیشینه تنشی که از زمان رسوبگذاری بر آنها اعمال شده است. بستگی دارد. تخلخل و اندازه حفره‌هابر تراوایی محیط موترند. سنگها مواد جامدی هستند که اجزای اصلی آنها به وسیله تبلور و نیروهای بین دانه‌ای به هم پیوسته‌اند و عملاً مستقل از وضعیت تنش محلی‌اند. تخلخل آنها معمولاً کم است و عموماً بین ۱ تا ۱۰ درصد تغیبر می‌کند. سنگها عموماً توده‌های کم یا بیش همگن هستند. از آنجاکه حفره‌هااولیه سنگهای بکر مجزاست و شبکه مسیرهای مرتبط که سیال بتواند عبور کند وجود ندارد تراوایی آنها معمولاً قابل اغماض است. تحت تأثیر نیروهای تکتونیکی در سنگها. جین خوردگی و شکستگی ایجاد و سبب شکاف و درزداری سنگ می‌شود.گسستگیهای سنگ که ناشی از صفحات لایه‌بندی. درز و شکافها هستند. ممکن است بسته و با باز باشند و یا اینکه با خرده سنگها و یا رسوبات که در دوره‌های جدیدتر زمین‌شناسی به داخل آنها انتقال یافته است. پر شده باشند. این گسستگیها سبب افزایش تراوایی توده سنگ می‌شوند. در داخل هریک از این دو گروه سنگ و خاک که از دیدگاه ترریقفی دوغاب خواص اساسی متفاوتی دارند. موادی با چگالی. مقاومت و تغییرشکل پذیری متفاوت یافت می‌شود. اختلاف اصلی بین این دو گروه. تخلخل مصالح و روشی شناخت خواص خاک و سنگ به منظور طراحی و اجرای عملیات تزریق دوغاب به گونه‌ای که در هر مورد روشها و مواد مناسب در نظر گرفته شود. مستلزم اکتشافات و تحقفیقات جامع است. کارهای انجام شده در مورد شرابط زمین شناسی و مواد مشابه. راهنمای با ارزشی برای برنامه‌ریزی کارهای اکتشافی و ارزیابی بهتر نتایج است. پارامتر ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- اساسی برای محاسبه میدان هم‌پتانسیل که در زمان آب‌اندازی در پی سدها به‌وجود می‌آید و همچنین برای طراحی ۱ 2 و پرده تزرریی که بتواند از اتلاف آب از زیر پی و اثار منفی آب بر مواد داخل پی جلوگیری کند. تراوایی سازند است. . 7 : : ۲ تراوایی سازند سنگی که در ان آب از درون درز و شکافها با عرض و طول متغیر جریان دارد. بر حسب واحد لوژون بیان می‌شود. تراوایی ذاتی خاک دانه‌ای را معمولاً برحسب ضریب دارسی و تراوایی کلی را بر حسب سانتیمتر بر ثانیه بیان ۱-۳۲ اکتشاف ساختگاه نوع و مقدار کارهای اکتشافی برای پروژه تزریق باید به گونه‌ای برنامه‌ریزی شود که ضمن انتخاب مناسب‌ترین محل. اطلاعات موردنیاز برای طراحی یک سازه مطمئن نیز به دست آید. اکتشاف ساختگاه شامل موارد زیر است : فرآیندهای تکتونیک - حفر ترانشه و گالری به منظور مطالعه مستقیم نوع و ترکیب مواد. توالی طبقات و سنگ شناسی آنها - حفر گمانه‌های اکتشافی و تهیه مغزه‌های لازم برای مطالعات زمین‌شناسی و سنگ‌شناسی طبقات عمیق و ارتباط - آزمایش برجای تغییر شکل‌پذیری و تراوایی پی - آزمایش تزریق آزمایشی در محل پی سازه 7 0۳۵۷۲ -[ ۲- یک واحد لوزژون. عبارت از تراوایی سنگی است که از یک متر طول گمانه آزمایشی تحت فشار ۰ بار. یک لیتر بر دقیقه آب عبور کند (برای آگاهی بیشتر درباره آزمایش لورژون به استاندارد شماره ۱۵۵-الف طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور رجوع کنید). ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- وقتی که تزریق دوغاب موردنظر باشد. برنامه اکتشاف ساختگاه باید اطلاعاتی را که مورد نیاز طراحی تزریق است. فراهم کند. از جمله این اطلاعات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد : - بررسی و اکتشاف سیستم گسستگیهای پی. مانند: صفحات لایه‌بندی. درز و شکاف. فاصله‌داری و مواد پرکننده گسستگیها ۰ ۳ : ۱ - تعیین دقیق ضریب تراوایی زمین ساختگاه با ازمایش اب تحت فشار ۲-۳۲ زمین شناسی ساختگاه چگونگی آببندی پی زیر سد و سایر جنبه‌های تزریق با توجه به ویژگیهای زمین‌شناختی. زمین‌ساختی و مشخصات فیزیکی ساختگاه تعیین می‌شود. با مقایسه نتایج و تحارب حاصل از پروزژه های انجام شده در سایر محلها در شرایط زمین ساختی مشابه. می‌توان مناطق مسئله دار را پیش بینی کرد و آن را راهنمای برنامه ریزی کارهای اکتشافی قرار داد. ۳-۲ تراوس آب زیرزمینی و تراوایی پی حل معادله لا پلاس مربوط به جریان آب در محیط متخلخل با شرایط حدی معین. پایه‌ای برای محاسبه ارتفاع نظیر ۲ ۳ نیز مدلهای عددی (اجزای محدود و اجزای مرزی ( براساس معادله لا پلاس طراحی شده‌اند. با فرض اینکه حرکت آب در فضاهای خالی. آرام و بر اساس قانون دارسی باشد خواهیم داشت : )0۱ > ۷۷ که در آن ۷ سرعت متوسط جریان برحسب متر بر ثانیه. >( ضریب تراوایی بر حسب متر بر ثانیه و 1 گرادیان فشار است. | - ۷۷/۵۱6۲ ۵۳6۹۹۷۳۲۵ 1 2- ۳۱۵۱۵6 1 3- 80۵۲۷ 13 ۴ -------- صفحهٔ بعد -------- معادله دیفرانسیل مرتبه دوم لاپلاس به صورت زیر است : ۵۳ 6 6 ۲ و پچ رل جر ج ی ۳ ۵2۲ * "و۵ ۷ ۵ ید حل معادله فوق. دو دسته منحنیهای خطوط هم پتانسیل ثابت (۷,۷,2) 070 و خطوط جریان (2,لا,*)/1 07 به این. برای مطالعه تراوش از درون سنگ جالب توجه است؛ زیرا کاربرد مدلهای ریاضی ساده. منحر به شبیه سازی تقریبی توزیع فضایی و واقعی ارتفاع پتانسیل و گرادیان فشار در محلهای بحرانی و حجم جریان نشتی می‌شود. اساسا" سنکگ درز و شکافدار با محیط متخلخل تفاوت دارد و تراوایی سیستمهای صفحات لایه‌بندی. درزها و شکافها به مراتب بیشتر از تراوایی جسم سنگی بین آنها است. بنابراین با دقت کافی می‌توان فرض کرد که آب فقط از گسستگیها تراوش می‌کند. عوامل موثر بر جریان آب از میان شکافها عبارتند از : جحهت و وضعیت گسستگیها. فاصله داری. تراکم. بازشدگی درزها. زبری و شکل دیواره درزها و تراوایی خاک بین درزها جهت و وضعیت درزها با شیب و امتداد آنها تعیین می‌شود. فاصله شکافها و درجه درزداری از طریق آماری با اندازه گیری فاصله داری و بازشدگی آنها در دسته درزهای مختلف انجام می‌گیرد. ۴۲ اندازه گیری تراوایی سنکگ در صحرا به استاندارد دستورالعمل آزمایشهای تراوایی (شماره ۱۵۵ - الف طرح تهیه استاندارهای مهندسی آب کشور) مراحعه شود. ۳- مواد معلق, محلولها و رزینهای تزریق بسته به هدف تزریق و خواص سنگ و خاک. مواد مختلفی برای تزرریق به کار می‌رود. این مواد از دوغاب رقیق و غلیظ سیمان همراه با افزودنیهای لازم. ملات. محلولهای شیمیایی. رزینها. کفهای مصنوعی تا قیر داغ و امولسیون -------- صفحهٔ بعد -------- در سنگ شکافدار و محیط‌های دانه‌ای با تخلخل زیاد و حفره‌های بزرگ. دوغاب تزریق می‌شود. ملات که از ماسه ریز تا درشت. سیمان و موادی که قابلیت خمیری را بالا می‌برد. تشکیل شده است. برای بستن شکافهای بزرگ و غارها به کار می‌رود. در خاکهای دانه‌ریز متخلخل و سنگهای با ناپیوستگهای ریز که دوغاب نمی‌تواند نفوذ کند. محلولهای شیمیایی و در فضاهای خالی. مواد ژله‌ای تزریق می‌شوند. در روشهای جدید تزریق. چند نوع رزین که گرانروی آنها نظیر گرانروی آب و نافذتر از محلولهای شیمیایی است به کار می‌رود. اندازه شکافها و حفره‌هاو ضریب تراوایی خاک و سنگ که با دوغابهای مختلف قابل تزریق‌اند در شکل شماره ۱ نشان داده شده است و در شکل حم(ثانیه / سانتیمتر) ضریب تراوایی رس سیلت اماسه سن 5۵ و1 20 01 رون ۱006 002 مور 02 فل و6 ۳ قطر (میلیمتر) سس نوزیع دانه‌بندی و تزریق پذیری با: سیمان پرتلند (۱0). سیمان سر (۳0و باج) سیلیکاتها (51) 1۱ دار منحنیهای دانه‌بندی سیمان: نرمال (. مقاومت اولیه بالا (۲1آ). کلوییدی ). فوق‌العاده رید (۱1۲) شکا ۲- نمودار رابطه بین دانه‌بندی و مصالح مناسب برای تزرریقی |- 6 -------- صفحهٔ بعد -------- اجزایی که برای تهیه ملات و دوغابهای تزریق به کار می‌روند. عبارت از : سیمان ) بنتونیت (ثا). رس (1)) ماسه و پرکننده‌ها ( 5). افزودنیها (۸) و آب (/۷) است. برای بیان اجزای دوغاب روشهای مختلفی وجود دارد. در بعضی موارد این اجزا به صورت درصد حجمی‌و در موارد دیگر به صورت درصد وزنی بیان می‌شود. در مواردی نیز مقدار کیسه‌های سیمان در واحد حجم آب به کار می‌رود که باعث اشتباه بیشتری می‌شود. زیرا وزن یک کیسه سیمان ممکن است ۶ کیلوگرم (۹۴ پوند کشور انگلیس). ۵۰ کیلوگرم (اروپا و چند کشور دیگر) و یا ۴۰ کیلوگرم (استرالیا) باشد. در این استاندارد به منظور احتناب از هرگونه ابهام. نسبتهای مخلوط. وزنی است و مصرف ویژه تزریق به صورت وزن اجزای خشک بر حسب کیلوگرم در هر متر از گمانه بیان می‌شود. ترکیب یک دوغاب به صورت وزن اجزای خشک در هر متر مکعب بیان می‌شود. به عنوان مثال اگر یک دوغاب ترریق شامل ۱ واحد وزنی سیمان. ۵ واحد رس. و۵ واحد بنتوئیت. ۰/۵ واحد مواد افزرودنی و ۲ واحد آب در اجزای واحد باشد. به صورت ۲۷۷: ۸ ۰/۰۱: 3[ ۹/۰۴: با ۰/۷۵: 00 ۰/۲ مشخص می‌شود. معمولا" میزان مواد افزودنی نظیر: ماسه و رس و... بر حسب درصدی از وزن سیمان خشک مورداستفاده در دوغاب نیز بیان می‌شود. به عنوان نمونه مناسب‌ترین مقدار بنتونیت بین ۱ تا ۴ درصد وزنی سیمان مورداستفاده در دوغاب است. دوغابی که تحت فشار ترریق می‌شود. همانند مایع گرانرو در شکافها و حفره‌ها حریان می‌یابد تا اینکه مقداری از وحود اصطکاک بین دانه‌ها و دیواره شکافها و یا در اثر تغییر ویسکوزیته متوقف و جریان قطع می‌شود. ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- با آزمایش فیلتر که به وسیله شرارد و همکاران ! (۱۹۸۴) مطرح شده. می‌توان قدرت نفوذ دانه‌های سیمان را در حفره‌هامحیطهای متخلخل همگن ارزیابی کرد. این آزمایشها نشان می‌دهد که دانه‌های به قطر ۱۹۵۵ در دوغاب در لایه فیلتری که در آن ۹۸۵ - ن(0] باشد. مطمئناً باقی می‌مانند و اگر در فیلتر 1,۵ 0۱0-۲۰] باشد. دانه‌های سیمان از آن عبور می‌کنند و ضریب تراوایی فیلتر در حدود م1 ۰/۳۵ - 1۲ (ن:] برحسب میلیمتر) است. حدود تغییرات توزیع دانه‌بندی چند نوع سیمان که در تزریق استفاده می‌شود. در جدول شماره ۱ نشان داده شده است. از رابطه شرارد پیدا است که سیمان پرتلند معمولی (1۷) برای تزریق ماسه شنی با ۰/۹۴ -<ن۱(] میلیمتر و سیمان با مقاومت اولیه بالا (11) در ماسه درشت‌دانه با ۰/۶۶ - ن(] میلیمتر. سیمان دانه ریز کلوییدی (ل)) در ماسه دانه متوسط با ۸ -<من.] میلیمتر و سیمان فوق‌العاده ریز ۱۷1) در ماسه ریز دانه با ۰/۱۲ - 1۱۵ میلیمتر را می‌توان تزریق کرد. ضریب تراوایی نظیر از رابطه شرارد و سطح مخصوص سیمان و ن,1 و ن۱ل مربوط در جدول شماره ۱ نشان داده شده است. جدول ۱- حدود نفود سیمان در خاکهای دانه‌ای مواد متخلخل همگن را می‌توان همانند دسته لوله‌های مویین به قطر ال در نظر گرفت که در آنها جریان آب آرام است. ۲ ۰ ۰ ۰ را 1 ی ۳ 0 ۰ با محاسبه سرعت از قانون دارسی سرعت [)۷-1 و قانون هاگن -پوآزوی پم ۷۳ و مساوی قرار دادن دو رابطه. قطر لوله‌های مویین که با ضریب تراوایی مربوطاند به صورت زیر به دست می‌آید: (۳) ۴ خعمل که در آن ۲ ضریب ثات است. از این رابطه قطر لوله‌های موبین با ضریب تراوایی +ا که دوغاب با ماکزیمم اندازه دانه 4 می‌تواند در میان آنها جریان یابد به دست می‌آید و باید 4۰ < 4 باشد. مقدار ثابت ۲ طبق نظر کلبرونر " برابر ۱۱و طبق نظر کامیفور" در حدود ۰/۰۸ > و2ل) > ۰/۰۶ است. .۵1.۵ ۹5۳۵۲۵۲۵ - | ۲- قطر اندازه‌ای از ذرات که ۸۵/ وزنی ذرات از ان کرو چکتر است (یرل). 5-1 4 ۵[ از باه‌دز۳۵- 10| - 3 -------- صفحهٔ بعد -------- یک دسته از لوله‌های مویین با قطر 4 به عنوان مدل خاک متخلخل در نظر می‌گیریم که با خاکی با ضریب تراوایی ۲ معادله ۱-۴ نظیر است و ماکزیمم قطر دانه‌های 44 را از شکل شماره ۱امی‌توان تخمین زد که برآوردی تقریبی است و به عنوان راهنمای عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شکل شماره ۱ نشان می‌دهد که می‌توان دوغابهای سیمان معمولی را در خاک متخلخل با ۲ ۱۰ < 1 سانتیمتر بر ثانیه تزریق کرد (بعضی از مولفین ۱۰۲ <1 سانتیمتر بر ثانیه فرض می‌کنند) و دوغابهای رسی تا حد ۱۰۲ < ۳ سانتیمتر بر ثانیه و خاک با ضریب تراوایی کمتر فقط با محلولها یا رزینهای باگرانروی پایین قابل تزریق‌اند. پایین‌ترین حد ضریب تراوایی در هر حال ۲۲ سانتیمتر بر ثانیه است. چون با ضریب تراوایی کمتر از این مقدار» سرعت تراوش آنقدر کم است که فقط حجم کمی از خاک اطراف قطعه مورد تزریق را می‌توان در یک دوره زمانی معفول تزریق کرد. در مورد سنگهای شکافدار چون شکافهای سنگ عریضتر از قطر لوله‌های مویین با همان تراوایی هستند. عرض شکافها ۶ تا ۳۰ برابر بزرگتر از قطر نظیر 41 لوله‌های مویین است. بنابراین سنگ شکافدار با همان ضریب تراوایی خاک متخلخل همگن با دوغابهای ذرات درشت‌تر از ول ماکزیمم دوغاب مربوط به خاک تزریق می‌شود. دوغاب سیمان را می‌توان در سنگ شکافدار با تراوایی ‎7۵۲۲/۹٩‏ ۱/۵۸۱۰ < 1۴ (7آ۱1 5 [۲) تزریق کرد. حال آنکه محیط دانه‌ای با ۱۰۲۲ > 1۳ سانتیمتر بر ثانیه با دوغاب سیمان تزریق‌پذیر نیست. تحت فشار تزریق. سرعت جریان دوغاب در شکافها و یا حفره‌ها. از نقطه‌ای به نقطه دیگر تغییر می‌کند و بستگی به گرادیان فشارء نسبت آب. گرانروی دوغاب و همچنین ابعاد. زبری و پیچ و خم مسیر گسستگیها و یا حفره‌ها دارد. وقتی که گرادیان فشار برای غلبه بر مقاومت مقابل جریان دوغاب کافی نباشد. در این صورت جریان دوغاب تزریق شده متوقف و آنگاه ناحیه تزریق شده اشباع می‌شود. دوغابهای تزریق را به سه رده ناپایدار. پایدار. و تیکسو تروپیک ‏ تفسیم می‌کنند. با دوغابهای ناپایدار. شکافها و یا حفره‌هابه دو طریق زیر پر می‌شوند : - با ته‌نشینی در جایی که سرعت جریان کم می‌شود. مانند شکل شماره ۳-الف. در ناحیه ۱ از شکل یاد شده سرعت حریان زیاد است و ذرات کوجچکتر از م4 حمل می‌شوند. در ناحیه ۲ سرعت جریان کم است به طوری که ذرات بزرگتر ته‌نشین می‌شود و متدرجاً فضای خالی را پر می‌کنند که در نتیجه مسیر جریان باریکتر می‌شود تا اینکه مقداری از دانه‌های بزرگتر ول آن را مسدود می‌کنند. - با جدا شدن آب از ذرات ته‌نشین شده در مسیرهایی که در اثر نیروی نشت وگرادیان فشار در ناحیه ۱ مسدود شده است. افزایش بعدی فشار تزریق در امتداد شکاف مسدود شده (یا مسیر جریان در مواد دانه‌ای) در شکل شماره۳-ب به صورت طرح کلی نشان داده شده است. افزایش گرادیان فشار. ذرات ته‌نشین شده را فشرده کرده و موادی راکه در آن تزریق شده است. تحکیم می‌کند. ی ۹ -------- صفحهٔ بعد -------- الف ب 4 3 2 1 (الف) رسوبگذاری ذرات معلق. (۱) سرعت زیاد که ذرات 85ل از میان حفره‌هاحمل می‌گردند. (۲) معبر بستن 4۳ (۳) سرعت کم با ته‌نشینی ذرات و پر شدن حفره‌ها. ی ز ترزیی باریک مسدود شده بعدی شکاف و توزیم فشار در امتداد شکاف ع هْ ۰ ۰ ۸( ‌ هْ شکل ۳- فرایند پر شدد حفره‌هاو شکافها در هر دو مورد. مقاومت نهایی دوغاب پرکننده شکافهابه فشار تزریق گرادیان فشار در محلهای مختلف خصوصاً در مرحله اشباع بستگی دارد. شرایط لازم برای پیشرفت فرآیند تزریق. نسبت مناسب است (مٍل بازشدگی شکافها یا حفره‌هاو ول اندازه ماکزیمم دانه‌های دوغاب است). اگر این نسبت بزرگ باشد. انسداد معبرها مشکل است و مواد تزریق شده بعد از ته نشست. فشرده نمی‌شوند و نرم باقی می‌مانند که در این صورت دوغاب تلف می‌شود و اثربخشی آن ناچیز خواهد بود. اگر این نسبت کم یا کوچکتر از یک باشد. اغلب شکافها و مسیرهای جریان در دیواره‌های گمانه تزریق. مسدود نمی‌شوند و یا شعاع تاثیر آن کم خواهد بود. با دوغابهای پایدار دانه‌های درشت‌تر درحین تزریق ته‌نشین نمی‌شود. بلکه از میان شکافها یا حفره‌ها عبور می‌کند تا اینکه مقاومت جریان در اثر گرانروی. بر گرادیان فشار در فاصله دورتر از گمانه غلبه کند. همان‌طور که گفته شد. مسیرهای باریک جریان ممکن است با عبور دوغاب مسدود شود. با افزایش فشار دوغاب. در شکافهای ریزتر مجاورء آب از دوغاب جدا شده و مواد معلق در دوغاب تحکیم می‌شود. به‌این تر تیب مفاومت اولیه‌ای به دست می آید که به گیرش سیمان بستگی ندارد. ۱۰ -------- صفحهٔ بعد -------- دوغابهای تیکسوتروپیک با تشکیل رل نرم. مقاومت در حال سکون ایجاد می‌کنند. وقتی‌که این مواد در سازندی با تراوایی زیاد تزریق شوند. این خاصیت سبب انسداد راه نفود در فاصله‌ای از گمانه می‌شود و از نفود بیشتر دوغاب به داخل حفره‌های بزرگ جلوگیری می‌کند. در این مورد. مقاومت نهایی مواد تزریق شده به ترکیب دوغاب بستگی دارد ۲-۳ مواد مورد استفاده در دوغاب ۱-۲-۳ سیمان برتلند سیمان پرتلند بخش اصلی دوغاب است که عمدتاً در بازار با انواع مختلف از جمله سیمان کوره بلند با متالورژی. سیمان پوزولانی و سیمان مفاوم در مقابل سولفات در دسترس است. علاوه‌بر آن سیمانها بر حسب مفاومتی که به‌دست می‌دهند و گرمایی که به هنگام گیرش ایجاد می‌کنند. طبقه‌بندی می‌شوند. در کشورهای مختلف استانداردهای گوناگونی وجود دارد که خواص و مشخصات سیمان مثل ترکیب شیمیایی. خواص فیزیکی و مقاومت حداقل را :۰ ۱ ۰ غیر واکنشی اضافه شده. خاکستر بادی و مواد پوزولانی مطابقت کند. خواص فیزیکی استاندارد شده سیمان عبارتند از : - ریزی دانه‌ها ا یا ذرات تشکیل دهنده که با درصد دانه‌های به قطر بزرگتر از ۰/۰۹ میلیمتر و سطح مخصوص (بر حسب ۲/۵۲ : 0). بیان می‌شود. ۳ - جرم واحد حجم و - زمان شروع و خاتمه گیرش ی لس - تغییر شکل نسبی طولی و حجمی بعد از گیرش این خواص با آزمونهای آزمایشگاهی استاندارد. تعیین می‌شوند. مهمترین خاصیت برای انتخاب سیمان تزریق. ریز بودن ذرات آن است که برای خاکهای دانه‌ای و سنگهای با شکافهای باریک. باید تا حد ممکن ریز باشد. ید3 ۳۱۵۲۵۵۵ - 2 ۳۱۷۵۵ - | ۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- خاصیت دیگر سیمان گیرش است که برای بیان سفت شدن خمیر سیمان به کار می‌رود. گرچه به هنگام گیرش. خمیر مقاومت اندکی کسب می‌کند. لیکن برای مقاصد عملی بهتر است که «گیرش» از «سخت شدن» که به‌معنی کسب مقاومت است متمایز شود. درعمل واژه‌های گیرش اولیه و گیرش نهایی برای بیان مراحل مختلف گیرش که به‌طور اختیاری انتخاب می‌شوند. به کار می‌روند. فرایند گیرش با تغییراتی در دمای خمیر سیمان همراه است. گیرش اولیه با افزایش سریع گرما و گیرش نهایی با حداکثر دما همراه است. زمانهای گیرش سیمان را با استفاده ازدستگاه ویکات و سوزنهای نفوذی مختلف (شکل شماره ۴) اندازه‌می‌گیرند. برای تعیین گیرش اولیه از یک سوزن با مقطع دایره به قطر ۰/۰۵ + ۱/۱۳ میلیمتر استفاده می‌کنند. این سوزن بر اثر وزن مشخص به‌منظور نفود به‌داخل خمیری باروانی استاندارد که در داخل قالب مخصوصی قراردارد. به کار می‌رود. وقتی خمیر به حد کافی سفت شده باشد که سوزن فقط تا۱ ۵2 میلیمتر از کف قالب نفوذ کند. در این حالت گفته می‌شود که گیرش اولیه رخ داده است. گیرش اولیه را بر حسب زمان سپری شده از هنگام مخلوط کردن آب با سیمان گیرش نهایی به‌وسیله سوزن مشابهی اندازه‌گیری می‌شود که برروی آن کلاهکی تعبیه شده است که لبه تیز دایره‌ای شکل به قطر ۵ میلیمتر دارد و این لبه ۰/۵ میلیمتربالاتر از نوک سوزن قرار می‌گیرد. گیرش نهایی وقتی اتفاق می‌افتد که این سوزن که به آرامی تا سطح خمیر پایین آمده است. به‌داخل خمیر فرورود و لبه‌تیز کلاهک باسطح خمیر مماس شود. زمان گیرش نهایی را از زمان افزودن آب به سیمان می‌سنجند (به استاندارد /۸51۸ مراجعه شود). ۱۲ -------- صفحهٔ بعد -------- تورم بعد از گیرش مطلوب است. زیرا فشار موجود در شکافهای تزریق شده را افزایش می‌دهد. سیمان پرتلند تجارتی اساساً دانه ریز است (سطح مخصوص آن براساس روش بلین ! برابر ۵۳۲/۵ ۳۴۰۰ است) و بدون هیچ محدودیتی می‌توان آن را برای تزریق به‌کار برد. وقتی‌که برای تهیه دوغاب از مخلوط کننده‌های باجریان کاملا" مغشوش استفاده می‌شود. ریزی سیمان افزایش می‌یابد خصوصاً اگر مخلوط غلیظ تهیه شود (/۲:۱۷ ۰/۸) که بعداً برحسب نیاز رقیق می‌شود. اثر چنین روشی برزمان رسوبگذاری و حجم. که به ابعاد ذرات سیمان بستگی دارد. در شکل شماره ۵ نشان داده شده است. ۱۰ ۲0) 19000 ۹/۹1 90 000 6 م۱0 مه 30 ی 0 اه 1000 ۷ ۱- مخلوط کننده با جریان کاملاً مغفشوش ۲- مخلوط کننده آزمایشگاه ۷-۴ : سرعت رسوبگذاری دوغاب شکل ۵- تاثیر روش مخلوط کردن بر رسوبگذاری دوغاب سیمان سیمان و فقط با به‌هم زدن دوغاب در لوله آزمایشگاهی تهیه می‌شود (زیرا طبق قانون استوکس میزان دانه‌های کروی ته‌نشین شونده در آب متناسب با محذور قطر دانه‌هاست). قطر متوسط ذرات سیمان مخلوط شده در مخلوط کن با |. 6 ۱۳ -------- صفحهٔ بعد -------- جریان کاملاً مفشوش را می‌توان به کمک قطر متو سط دانه‌ها در دوغابی که در آزمایشگاه تهیه می‌شود از رابطه زیر )۴( قطر متوسط ذرات آزمایشگاهی «< ۰/۳۷ - قطر متوسط ذرات سیمان در مخلوط کن تحربه نشان داده است سیمانی راکه کمتر از ۱۰/ دانه‌های بزرگتر از ۰/۰۹ میلیمتر و سطح مخصوص 8 نشمها با بیشتر دارد. می‌توان برای تزریق در سنگهای حاوی شکافهای باریک با ضریب تراوایی بیشتر از ۱ واحد لوژون به کار برد. به‌شرطی که دوغاب در مخلوط کن با جریان کاملاً مغفشوش تهیه شود. برای بهبود نتایج. می‌توان دانه‌های درشت موحود در دوغاب را با استفاده از هیدروسیکلون ! حدا کرد. رس رابه عنوان پر کننده دانه ریز به دوغاب اضافه می‌کنند تا از مصرف سیمان کاسته شود و در عین حال پایداری و گرانروی دوغاب را نیز بهبود بخشد. برای تزریق در سنگهای با شکافهای باریک و خاک دانه‌ای باکمی مواد سیلتی و ماسه ریز دانه. از دوغاب رسی استفاده می‌شود. نام رس به دانه‌های کوچکتر از ۲ میکرون و همجنین گروه ویژه کانیهای رسی اتلاق می‌شود. رسها به‌طورکلی متشکل از ذرات کانیهای طویل و پولکی به ابعاد ذرات کلوییدی و کمتر از ۲ میکرون هستند. مهمترین اجزای معدنی انواع خاکهای رسی. سیلیکاتهای هیدراته آلومینیوم هستند که در بعضی انواع آن آهن و منیزیم نیز ممکن است به‌جای آلومینیم قرار گیرد. این سیلیکاتهای هیدراته آلومینیم معمولا از واحدهای ساختاری مرکب از ط ‌ ‌ 1 ۰ 2 ‌ ۲ ۰ ط ۰ واحد جهار وحهی سیلیس و واحد هست وحهی | کسیدهیدراته الومینیوم (کیسیت ( تشکیل می شوند. واحد سیلیس یک چهار وجهی است که در چهارگوشه آن یون اکسیژن قرار گرفته و در مرکز آن یک یون سیلیس قرار دارد کانیهای رسی بر مبنای ساخت بلورین و ترکیب شیمیایی به چند گروه تقسیم می‌شوند. گروههای اصلی کانیهای رسی عبارتند از : کائولینیت. هالوئیزیت. ایلیت و مونتموریونیت. گروههای فرعی کانیهای رسی عبارتند از: ورمیکولیت و کلر یت که در توده‌های سنگی تحز به شده فراوان هستند و به سادگی به انواع دیگر تحزیه می‌ شوند. ویژگیهای گروههای اصلی کانیهای رسی در حدول شماره ۲ آمده است. ۱ 2. )01 06 ۱۴ -------- صفحهٔ بعد -------- کانی رسی ۱ ۳ هالوئیزیت ابلیت ۳ مونت‌موریوئیت (اسمکتیت) جدول ۲- ویژگیهای کانیهای رسی اصلی منشاء فعالیت ذُرات - هوازدگی شیمیایی فلدسپاتها پایین. در حضور آب موادی صفحه‌ای ولی - تجزیه نهایی میکاها و پیروکسنها نسبتاً پایدارند کلوخه‌ای در آب و هوای مرطوب یا در شرایط با زهکشی خوب - در آب و هوای گرم و مرطوب و گرم و استوایی بخش اصلی خاکهای رسی را تشکیل می‌دهد. - مشابه کائولینت است. ولی از پایین.مگر آنکه ویژگیهای واحدهای هوازدگی فلدسپات و میکا (سنگهای رس بر اثر از دست دادن طویل میله‌ای اسیدی) حاصل می‌شود. شدید آب اساسا تغییریافته یا توخالی باشد. فراً ند قابل بازگشت - بخش اصلی بسیاری از سنگهای حد واسط بین مونت‌موریوئیت صفحات نازک رسی و کائولینیت - تجزیه شیمیایی الیوین (سنگهای . - شدیداً متورم شونده‌اند. درمیکرسکوپ مافیک) - مشکل آفرین‌ترین کانی ‏ الکترونی - تجزیه‌بخشی میکاها و پیروکسنها رسی در دامنه‌ها و درزیر به‌صورت در محیطهای دارای بارندگی کم پی‌هاست. توده‌ای شبیه یا زهکشی ناچیز - به‌عنوان عامل نفوذناپذیر . به برگهای جزء تشکیل‌دهنده شیلهای دریایی کننده به کار می‌رود. ظریف بریده و شیلهای رسی شده کاهو ۱. 60 2. 3. 6 (ع۵1300111) ۱۱۵ ۱۷1۵1۵۲/[[0 .4 ۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- 2 0 ,۱0 7/٩ ۵ /‏ (0 4 ۹ 5 بهی 9 9۳ 9 9 0 0 0 5 9 ۰ بون سیلیسیم اب بون اکسیزن 9 شکل ۶- واحد بنیانی سیلیس برای تزریق معمولاً رسهای نوع کائولینیت. مونت موریونیت و بنتونیت به‌ کار می‌روند. لذا ساختمان و خصوصیت آنها را به اختصار بررسی می‌کنیم. کائولینیت این نوع رس از تجزیه شیمیایی فلدسپاتها و سایر کانیهای آلومینیم‌دار حاصل می‌شود. ساختار بلورین آن مرکب از لایه‌های متناوب سیلیس و گییسیت است که هر لایه از اتصال هیدروژنی بین قاعده سیلیس و لایه گییسیت تشکیل می‌شود (شکل شماره ۷): را ااکسست | ززا ال انصال بر سل 11| کست )111۱۱۱۱ 7 / / شکل ۷- ساختمان کائولینیت ۱۶ -------- صفحهٔ بعد -------- اتصال ضعیف هیدروژنی باعث می‌شود که بلورهای کائولینیت به صفحات بسیار نازک تفسیم شوند. صفحات بلور کائولینیت در سطح خود مقداری بار منفی حمل می‌کنند و این بار منفی باعث جذب لایه‌های ضخیم آب به دور ذرات آن می‌شود. لذا مجاورت کائولینیت با آب به آن خاصیت پلاستیسیته می‌بخشد. کائولینیت کم یا بیش به صورت صفحات شش ضلعی به ابعاد ۰/۱ تا ۴ میکرون و ضخامت این صفحات بین ۰/۰۵ تا ۲ میکرون است. سطح مخصوص کائولینیت ۱۰ تا ۲۰ مترمربع برگرم» جرم مخصوص آن ۲/۶ تا ۲/۶۸گرم برسانتیمتر مکعب و ظرفیت تبادل یونی آن ۳ تا ۱۵ میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰گرم است. کائولینیت در دوغابهای سیمان - رس به‌عنوان پرکننده مصرف زیادی دارد. ۲- مونت موریونیت نظیر کائولینت. بلورهای مونت‌موریونیت نیز مرکب از لایه‌های سیلیس و گیبسیت است. در این حالت هرلایه گیبسیت بین دو لایه سیلیس قرار گرفته و لایه‌های سیلیس در دو طرف در معرض محیط مجاور خود قرار می‌گیرند که به علت بار منفی موجود در سطح. مولکولهای آب را به سمت خود جذب می‌کنند. لذا صفحات بنیادی سیلیس - گیبسیت - سیلیس با لایه آب بین آنها متصل می‌شوند (شکل شماره ۸). فاصله بین صفحات بنیادی سیلیس- گیبسیت - سیلیس به مقدار آب موجود بستگی دارد و به‌این دلیل بون مونت‌موریونیت را دارای شبکه منبسط شونده می‌نامند که نقطه مقابل شبکه ثابت کائولینیت و ایلیت و سایر انواع رس است. این خاصیت مونت موریونیت برای تزریق بسیار مهم است. ذرات مونت‌موریوئنیت به صورت صفحه‌ای با ابعاد ۱-۲ میکرون هستند و ضخامت آنها از ۱۰7۲ تا 7۲ ۰۶ میکرون تغییر می‌کند. سطح مسخصوص مونت‌موریونیت در حالت خشک بین ۵۰تا ۰ متر مربع برگرم و بعد از تورم و پخش در آب ۰ تا ۸۰۰ مترمربع برگرم است. جرم مخصوص آن بین ۲/۳۵ تا ۲/۷۰ گرم بر سانتیمتر مکعب و ظرفیت تبادل یونی آن ۸۰ تا ۱۵۰ ۱۷ -------- صفحهٔ بعد -------- میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰ گرم است. مونت‌موریونیت برای تهیه دوغاب سیمان پایدار و دوغاب تیکسوتروپیک و همچنین برای خمیری کردن ملات غلیظ به منظور تزریق در شکافها و حفره‌های بزرگ کاربرد دارد. از انواع سیلیکاتهای آبدار آلومینیم است و قسمت اعظم آن را مونت‌موریونیت همراه با سایر کانیهای گروه کائولن تشکیل می‌دهد. این نوع رس نسبت به سایر ترکیبات گروه کائولن درصد بیشتری سیلیس, اکسیدهای منیزیم کلسیم. پتاسیم و سدیم دارد. در رسوبات بنتونیت. کلسیت یافت می‌شود که شامل یون کلسیم جذب شده در شبکه بلورین است. حدود آتربرگ چنین بنتونیتی سل درصد است. وقتی‌که یون سدیم جایگزین یون کلسیم شود. حدود آتربرگ تاش درصد افزایش می‌یاید. ویژگیهای عمده کانیهای رسی عبارتند از: همچسبی ا. دگرچسبی آ. خمیری بودن. سفتی "و فعالیت؟ با واکنش پذیری که از این میان سفتی و فعالیت اهمیت بیشتری در تزریق دارند. با کاهش مقدار رطوبت. رسها از حالت مایع (خیلی نرم) به ترتیب به حالت خمیری, نیمه‌جامد و نهایتاً حالت سخت و جامد تبدیل می‌شوند. درصد رطوبت مصالح در حد فاصل بین این حالتها به نام «حدود آتربرگ» معروف است که مقادیر آنها باتوجه به نوع و درجه خلوص رسها متفاوت است. خاکهای رسی معمولاً با رابطه بین شاخص خمیری (81) و حد روانی (4-1» شناسایی می‌شوند. به تمایل رسها برای جذب رطوبت. افزایش حجم آنها براثر ازدیاد رطوبت (تورم) یا کاهش حجم آنها براثر کم‌شدن رطوبت (انقباض) فعالیت اتلاق می‌شود. این عمل ناشی از ساختار بلورین و ترکیب شیمیایی رسها است. میزان فعالیت وابسته به درصد رس موجود در نمونه و نوع کانی رسی است. فعالیت رابه صورت نسبت بین شاخص خمیری به درصد وزنی ذرات کمتر از ۲ میکرون تعریف می‌کنند. رسها را بر مبنای فعالیت. به صورت زیر طبقه‌بندی - رسهای غیرفعال (کائولینیت) ‏ : ۰/۷۵ > فعالیت - رسهای معمولی (ایلیت) : ۰/۷۵ تا ۱/۲۵ فعالیت - رسهای فعال (مونت موریونیت) : ۱/۲۵ < فعالیت ل(160د1د 00 .3 اس انا 10 4. ۸0۷ ۱۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۲-۳ ماسه و پرکننده‌ها وقتی که تزریق باید در سیستم گسستگیهای باز و حفره‌ها انجام گیرد. به دوغاب پایدار ماسه اضافه می‌کنند. اندازه حداکثر دانه‌های دوغاب طوری انتخاب می‌شوند که با اندازه بازشدگی گسستگیها تطابق داشته و با پمپ تزریق. لوله‌ها و لوازم در دسترس مناسبت داشته باشند. به ویژه در گسستگیهای بازی که در آن آب جریان دارد و باید تزریق انجام شود. ممکن است چند نوع پرکننده به دوغاب پایدار با حتی تیکسوتروپیک افزوده شود. این پرکننده‌ها را می‌توان از میان خاک‌اره. تراشه‌های چوب. نوارهای سلوفان. پلی وینیل یا پلی‌استر انتخاب نمود. شکافهای پشت تعدادی از چشمه‌ها تا دبی ۲ مترمکعب بر ثانیه را توانسته‌اند با افزودن تراشه‌های اسفنج مصنوعی به دوغاب با ۴-۲-۳ عوامل پراکنش ! هر چند نیروهایی که در صفحات بین ورقهای کانیهای رسی اثر می‌کنند ضعیف‌اند. ولی بارهای الکتریکی نامتعادل در مقاطع بین ورقها وجود دارد که همدیگر را جذب می‌کنند و ممکن است بلورهای منفرد مجاور را به صورت انباشتگی بزرگ (پولکها) متصل سازند. دوغابی که چنین انباشتگی از دانه‌های رس داشته باشد. دارای خاصیتی است که آن را با دوغابی که فقط با دانه‌های منفرد پراکنده ساخته شده است. متفاوت می‌سازد. چنین دوغابی کمتر پایدار است و گرانروی آن بیشتر است و برای تزریق مناسب نیست. برای جلوگیری از توده‌شدن ؟ (انعفاد) در دوغاب رسی. مقدار کمی از یونی که موسوم به پراکنده‌ساز " است اضافه می‌شود تا بار نامتعادل را در لبه‌های بلورهای منفرد خنثی سازد. به گونه‌ای که متقّابلاً یکدیگر را دفع کنند. دانه‌های رس به صورت معلق و منفرد در می‌آیند و اندازه متوسط دانه‌های معلق آن خیلی کوجکتر از دوغاب توده شده همان رس است. مناسبترین پر اکنده‌سازها. املاح فلزات هستند که سبب بیشترین افزایش حد پلاستیسیته رس می‌شوند. کاتیون فلزات سبک با چنین خاصیتی به ترتیب لیتیوم. سدیم و پتاسیم هستند. ۴ ‌ ۰ ۰ 2 بی‌کرینات سدیم استفاده بیشتری می‌شود. | - 8 2- ۳1۵0000 3 4- 3 5- ۲1۵1] 3 ۱۹ -------- صفحهٔ بعد -------- نسبت وزنی بهینه پراکنده‌سازی که باید افزوده شود به ترکیب کانیهای دانه رس بستگی دارد و با نسبت وزنی رس در آزمونهای آزمایشگاهی ساده تعیین می‌شود که انجام دادن آن در محل ساختگاهها نیز به‌سهولت امکانپذیر است. در چند لوله مدرج آزمایشگاهی به ظرفیت ۵۰۰ سانتیمتر مکعب مخلوط رس و آب مقطر به نسبت ۱۴۱۳۱۷۷ تا ۱۲۷ به‌صورت معلق ساخته می‌شود و مقمادیر متفاوتی از پراکنده‌ساز که بین ۰/۵ تا ۵ درصد تغییر می‌کند به هرلوله اضافه می‌شود. دو غاب برای مدت ۱۰ دقیقه به شدت مخلوط شده و سپس به مدت ۲۴ ساعت رها می‌شود. بعد از آن حجم رسوب را اندازه‌گیری می‌کنند. نمونه‌ای که بیشترین حجم رسوب را ارائه دهد نمونه‌ای است که نسبت بهینه پراکنده‌ساز را دارد. برای تهیه دوغاب سیمان. پراکنده‌ساز تجارتی در دسترس است. قابلیت پمپ کردن دوغاب غلیظ سیمان و ملات ممکن است با افزودن عوامل ایجاد حباب هوا بهبود یابد. نسبت مخلوط بهینه در آزمایشگاه همانند مصالح رس که وقتی‌که تزریق در مقطع کم عمق گمانه‌ها انجام می‌گیرد. ممکن است افزودن مقداری تسریع کننده برای گیرش (زودگیر) و کسب مقاومت اولیه برای بندآوردن نشت سطحی مفید باشد. اغلب. علاوه بر کربنات سدیم. مقداری از محصولات تجارتی موجود در دسترس مثل کلرورکلسیم نیز به‌کار می‌رود. هر دو مواد. مقاومت نهایی را ممّداری کاهش می‌دهند. ولی اثر کلرورکلسیم بیشتر است: زیرا پلاستیسیته دوغاب محتوی بنتونیت را نیز تقلیل می‌دهد. ۳-۳ خواص دوغابهای تزریق بسته به مورد. ترکیب و خواص دوغابهای تزریق در مرحله طراحی پروژه تعریف و مشخصات دوغاب و توده تزریق شده در آزمایشگاه تعیین می‌شود. آزمایشهای مربوط عبارتند از: - اجزای دوغاب و نسبت اختلاط آنها - پایداری دوغاب - گرانروی - تیکسوتروپی مخلوطهای انتخابی - کسب مفاومت نسبت به زمان. (مفاومت دوغاب تزریق شده) - مفاومت دوغاب تزریق شده در مقابل فرسایش وقتی‌که امکان انتخاب وجود دارد. باید مناسبترین اجزا از طریق آزمونهای اولیه آزمایشگاهی پیش بینی شود و در مرحله بعد فقط این اجزا به‌طور جامعتری آزمایش شوند. ترکیب نهایی دوغابهای مختلف باید به‌ گونه‌ای انتخاب شود که خواص مهم مثل پایداری. روانی و تیکسوتروپی تأمین شود. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۳-۳ پایداری دوغابهای تزریق ذرات دانه‌ای معلق در دوغاب ساکن. تحت تأثیر نیروی وزن. با سرعتی که متناسب با مجذور قطر ذرات است ته‌نشین می‌شوند. در ابتدا ذرات درشت و سپس ذرات ریز رسوب می‌کنند. ذرات خیلی‌ ریز نه‌تنها تحت تأثیر نیروی وزن قرار می‌گیرند بلکه نیروهای الکتروشیمیایی نیز متقابلاً برآنها عمل می‌کنند وحرکت براونی " در دوغاب با ذرات کلوییدی کمتر از ۱ میکرن ظاهر می‌شود.به‌طوری‌که سرعت رسوبگذاری کمتر از سرعتی است که از قانون استوکس دوغابهای تزریقی که ذرات آنها در مدت ۲۴ ساعت به‌هیچ وجه ته‌نشین نشوند به دوغابهای پایدار موسوم‌اند. این دوغابها باید به دقت تهیه شوند. ممکن است مقدارکمی آب زلال در سطح دوغاب ظاهر شود که این امر ناشی از رسوبگذاری ذرات نیست. بلکه پیامد انقباض حجمی در اثر عمل نیروهای الکتروشیمیایی و وزن در حجم کل دوغاب است. پایداری دوغابهای تزریق. با آزمونهای ساده آزمایشگاهی تعیین می‌شود. به این منظور. مقدار معینی از اجزای (سیمان. رس. بنتونیت و غیره) مخلوط می‌شود و دراب به حالت معلق در می آید (آب مقطر در مطالعات نظری و آب محل کار برای مطالعات عملی) تا نمونه‌های دوغاب با ترکیب و چگالی دلخواه به‌دست آید. روشهای مخلوط کردن نیز ممکن است تغییر کند. به‌طوری که عمل مخلوط کردن با وسایل مورد استفاده در جایگاه همخوانی داشته باشد. سپس دوغاب درلوله آزمایشگاهی به‌ظرفیت ۱۰۰۰ سانتیمتر مکعب ریخته می‌شود و در حالت سکون قرار می‌گیرد. در فواصل زمانی دلخواه. حجم آب زلال جمع شده در بالای دوغاب تعیین و نتیجه به‌صورت نموداری همانند شکل شماره ‎٩‏ تهیه و نشان داده می‌شود: ۰ 10۵ 8 م2 + ۱:2 80 : رح 8 1:2 پچ 7۳0 ۹:2 ۷۰ 40 1:4 ۷ 1:6 20 ۰ ۰ ۰ ۰ 4 0 ای 2۲ ی 30 12 6 3 1 زمان (ساعت) شکل ‎-٩‏ رسوبگذاری دوغابهای سیمان با چگالیهای مختلف وبنتونیت افزوده شده | - ۲۵۷۷۱1۵ ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- در این شکل. تأثیر چگالی اولیه مخلوط و تأثیر بنتونیت اضافه شده در پایداری دوغاب با همان جچگالی نشان داده شده است. در شکل شماره ۱۰ تأثیر نرمی سیمان بر رسوبگذاری دوغاب دیده می‌شود: ۹100 ب با ی 1:1 یمه > 3 ۵0 ۸.0 20 ۵ 0 80 6۵ ۵مه 20 ۵ او ۳ با نرمی 2۱۱۲/8۲ ۳۲۹۰و ۲ و ۴ با نرمی ۵۲۱۲/۵۲ ۶۳۵۰ شکل ۱۰- رسوبگذاری دوغابهای سیمان با نرمی و نسبتهای آب متفاوت بنتونیت به عنوان عامل معلق کننده دوغاب عمل و از ته‌نشینی ذرات سیمان در دوغاب جلوگیری می‌کند. دوغابهای رسی را می‌ توان با اضافه کردن الکترولیتهایی نظیر: نیترات سدیم. کربنات پتاسیم. آلومینات سدیم. سیلیکات سدیم و هیدروکسید سدیم پایدار کرد. ۲-۳۳ گرانروی دینامیکی در سیالات نیوتونی معادله زیر صادق است : 1۷ (۵) ها 1 4 ۹ 7 ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- : ۱ رفتار نمی‌کنند. بلکه جزء سیالات بینگهام هستند که معادله زیر در مورد انها صدق می‌کند: 1۷ ر(۶ - 1+ 10 عررا 17 که در آن 70 مقاومت آستانه‌ای است. این دو رابطه در شکل شماره ۱۱ به صورت ترسیمی نشان داده شده است. الف 1 ۷۵ ی با 1 ۲ رون 8 مسج ۱ 7 پر رک 8 سیال بینگهامی شکل ۱۱-گرانروی مایعات چند نوع گرانروی سنج دورانی وحود دارد که یکی از آنها نوع استورمر ‏ است که در شکل شماره ۲- الف دیده دوران به ۶۰۰ دور در دقیقه برسد. با استفاده از میزان بارگذاری. ضریب گرانروی از منحنی مدرج شده دستگاه که در شکل شماره ۲ب نشان داده شده است. به‌دست می آید. 8 اب ۳ ۴ است که در شکل شماره ۳ دیده می‌شود. در این مورد. گرانروی برحسب زمان (ثانیه) مورد نیاز عبور جریان ۷۵5 -3 2 0 -[ 061۳۵163-6 ۸۵۲1۵ -4 ۲۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۷ سانتیمتر مکعب (لگالن)دوغاب از قیفگف به دست می‌آید. در اروپا گرانروی بر حسب زمان عور ۱۹۰۰۰ سانتیمتر مکعب در قیف مارش که قطر سوراخ آن ۵ میلیمتر است محاسبه می‌شود. گرانروی آب در دمای ۰ در حه سانتیگراد مطابق مخر وط استاندارد []۸ برایر ۲۷ ثانیه و با روش اروپایی ۹ ثانیه است. دوغابهای باگرانروی تا ۶۰ ثانیه را تا فاصله محدودی می‌توان پمپاژ کرد. گرانروی مارش ترکیبی از ۵ و 77 معادله ۳-۴ دوغاب پایدار را اراثه می‌دهد. ۷ ۱/0 سا نی ً چ پسی ی رو و وود چا ۷ شکل ۱۷- اندازه گیری گرانروی دوغاب اه 1500 9625 با ال و ۰ له زور ۳ تا 0 . شکل ۱۳- قیف مارش (براساس ]۸۳ برای اندازه گیری گرانروی) ۲۴ -------- صفحهٔ بعد -------- برای اینکه اندازه‌گیری هردو پارامتر گرانروی در آزمایشگاه کارگاه ساده شود لمسباردی ! (۱۹۸۵) روشی برای اندازه گیری مقاومت آستانه‌ای ابداع کرد که شامل فروبردن صفحه فلزی نازک و خشدار با شیارهایی به عمق چند میکرون در داخل دوغاب است. ابعاد این صفحه ‏ ۱/۵۷۱۰۰۷۱۰۰ میلیمتر است. سپس این صفحه را بیرون می‌آورند وبه حالت معلق نگاه می‌دارند تا جکیدن قطرات دوغاب متوقف شود. بعد از آن این صفحه را وزن می‌کنند. از اختلاف وزن ۸۱۷۷ بین صفحه خشک و صفحه با دوغاب جسبیده. مقاومت آستانه‌ای از رابطه زیر به‌دست می آید: )۷( (۲م/۷۲) ی <ن۲ که در آن ۸ مساحت صفحه است. لومباردی همیستگی خوبی بین مقدار 70 اندازه گیری شده با این روش وگرانروی سنج استورمر به‌دست آورده است. با 10 2 5 10 2 5 10 ٩)۹۶( شکل ۱۴ -رابطه بین پارامتر 70 و گرانروی و زمان 1 قیف مارش ۳-۳-۳ تیکسوتروپی دوغابها ژل شدن مخلوط دوغاب سیمان و بنتونیت رادر حالت سکود. تیکسوتروپی می‌گویند. خاصیت تیکسوتروپی در اثر ذرات معلق مقّاومت ایجاد می‌کند. این فرایند برگشت پذیر است؛ یعنی : اگر دوغاب به حرکت دراید. اتصال میان ذرات شکسته شده و دوغاب روان می‌شود و اگر دوغاب به حال سکون رها شود. دوباره ژل تشکیل می‌شود. این |- 1] [ ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فرا یند در شکل شماره ۱۵ به‌صورت نمودار نشان داده شده است. مقاومت سیال بینگهام در امتداد خط 20 (که در آن جریان سیال آرام است) و 0 تا ۵ (که جریان مفشوش است) افزایش می‌یابد. وقتی که دوغاب برای مدتی به حالت سکون قرار گیرد. مقاومت استانه‌ای ن7 به :7 افزایش می‌یابد و وقتی که به حرکت دراید به مقدار اولیه ,0 کاهش می‌یابد و دوباره روان می‌شود. مقدار آن7دوغاب کمترین تنشی است که باید اعمال شود تا جریان آرام سیال آغاز شود. به این ترتیب مقدار 70 در تعیین حداقل فشار لازم برای تزریق دوغاب به کار می‌رود. مقاومت تیکسوتروپی را با گرانروی‌سنج استورمر اندازه‌گیری می‌کنند. برای این منظور ابتدا خط 2۵00 با افزایش سرعت دورانی به‌دست می آید و بعد از اینکه دوغاب به حالت سکون قرار گرفت. خط 2402 رسم می‌شود (شکل شماره ۱۵). ۱ 1 ۱۳ ۱ شکل ۱۵- خواص رئولوژی دوغابهای تیکسوتروپی مقاومت تیکسوتروپی :7 با افزایش زمان افزایش می‌یابد و آزمایش باید متوالیاً بعد از زمانهای طولانی و در حالت سکون تکرار شود تا مقاومت نهایی :7 به دست آید. برای مقاصد عملی نان ویلر! با استفاده از طراحی هیدرومترمدرج برای اندازه‌گیری چگالیهای ۱ تا ۲۰ گرم بر سانتیمترمکعب در کارگاه تزریق. مطابق شکل شماره۱۶(الف و ب) آزمایش ساده‌تری ابداع کرده است. وقتی که هیدرومتر در دوغاب با گرانروی زیاد شناور می‌شود. علاوه‌بر فشار رو به بالا که بر سطح غوطه‌ور ۸ اثر می‌کند. نیروی مقاوم گرانرو 10۰۸ 7 1 نیز عمل می‌کند به طوری که هیدرومتر در عمقّی به حالت سکون می‌رسد که در درجه‌بندی هیدرومتر با چگالی مشخص شده است و این چگالی بزرگتر از چگالی حقیقی م ترکیب دوغاب است. از پار امترهای معلوم (سطح ۸ و حجم ۲۷ مقاومت آستانه‌ای دوغاب محاسبه می‌شود : )۸) (م - ‎)0٩‏ 8 ۲ب ۰/۵ ات امد خن [- ۳ ۳۵۹۵| [۲ ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- که در آن ۲ شعاع هیدرومتر و 0 مشخصهه هید رو متر مطابق شکل شماره ۶ج است : الف ب‌ 2 06 2۳ ه ۳۹ 8 08 1 : ۱1 را ۱ ۹/7 .0 8 ۹ 0 ید [ 0 : 02 الف -ابعاد هیدرومتر ب - تعادل نیروها در هیدرومتر ج - مشخصه 4 هیدرومتر شکل ۱۶- اندازه‌گیری تیکسوتروپی به وسیله هیدرومتر هیدرومتر را باید خیلی به آهستگی داخل دوغاب فرو برد به طوری که گرادیان سرعت در سطح آن کم باشد. نسبت بین جگالی :1 0 به نام سبت جکالی گرانروی خوانده می‌شود و با 1 نشان داده می‌شود: ی هلا - ۲ م آزمایش نشان داده است که دوغاب با ۲ < 1 خاصیت تیکسوتروپی دارد. این آزمایش جگالی‌سنجی. ابزار باارزشی برای اندازه گیری گرانروی و تیکسوتروپی و برای بررسی کیفیت دوغاب در پروژهٌ تزریق است. ۴-۳ خواص فیزیکی دوغابهای تزریق شده در تعدادی از پروژه‌ها. مقاومت دوغاب تزریق شده در طول زمان به کمک آزمایش ویکات تعیین می‌شود. جنین وضعی به دو دلیل توصیه نمی شود. اول اینکه آزمایش ویکات فقط استانداردی برای تعیین بعضی از مشخصات ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- سیمان است که بر روی نمونه‌هایی با مشخصات استاندارد انجام می‌گیرد. دلیل دوم اینکه آب از دوغاب تزریق شده جدا می‌شود و دوغاب در شکافها با غلظتی که بیشتر از غلظت دوغاب اولیه است می‌بندد. این وضعیت. بدون هیچ‌گونه افزایش مقاومت در اثر واکنش هیدروشیمی سیمان که به گیرش موسوم است. مقاومت چسبندگی اولیه‌ای ایجاد می‌کند. وقتی که برای انتخاب بهترین ترکیب سیمان چندین گزینه وجود داشته باشد. ممکن است کسب مقاومت دوغاب را با ترکیب‌های مختلف که با نمونه‌های غلیظ به نسبت ۱آب به ۰/۸ مواد تهیه شده است. مطالعه کرد و از چگالی‌سنجی که قبلاً توضیح داده شد و نیز پره ! آزمایشگاهی برای مقاومتی که از حدود تغییرات چگالی‌سنج بیشتر است. استفاده کرد. در شکل شماره ۱۷ نتایج چنین آزمایشی برای پرده تزریق نشان داده شده است. به طوری که دیده می‌شود. مقاومت زیاد نهایی دوغاب تزریق شده در شکافها. برای دوام و ایمنی پردهٌ تزریق ضروری نئیست. ره 2 3 ی 2 زخ 2۰ 1 3 32 3 سافت (زمان) ۱۷۷ ۱:۱ + ۱۷۷ :0 ۱۷۷-۳۲ وال0ق) 8:۵ ۱2:۱۵ ۴ ۱۱۷۷ : و00 وعا۲ ۵ ۱:۱۵ ۱۳۷-۵ 003 روا ۵:۲ ۱0:۳ شکل ۱۷- افزایش مقاومت دوغابها [| - 6 ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- شکاف صفحه‌ای شکل به عرض 0۵ و طول که با دوغاب پر شده عمل می‌کند. به صورت زیر است : (و 1۲ (۱۰) ۲ ۷۷" 0 ۰/۵ 3 و در مورد شکافهای لوله‌ای شکل و به قطر ۵ رابطه به صورت زیر در می‌آید : (۵ 17 )۱۱۱( ۳ ۰.۰ 1 ۵ اس ۲ ۲۳۰۷۹ ۳ که درآن ۳۹ ضریب ایمنی مورد نظر است. ضخامت أا پرده تزریق معمولاً به نحوی است که رابطه زیر برقرار است ۵ )۱۳( >> 5 اگر ضریب ایمنی زیاد یعنی ۱۰ < ۲۰ انتخاب شود. مقاومت برشی مورد نیاز دوغاب تزریق شده از روابط زیر محاسبه می‌شود: : یم ۰ ۹۵ ۹ الف - در مورد شکافهای صفحه‌ای : (۱۳) پچ 0 ۵۰۰ <م7 1 ۵۵ ب - در مورد شکافهای لوله‌ای : ‎ ۱۴(‏ پچ ۲۵۰۵ <]7 1 مقاومت برشی ۵۰ کیلوپاسکال برای انسداد شکافی به پهنای ۰/۱ متر که با دوغاب تزریق شده باشد. با وجودی که از مقاومت برشی دوغاب رس - سیمان کمتر است. ولی کفایت می‌کند. 0 ۰ ۲ اه ی ه 2 9 0 ریت ۷7 امه ماه با کا تج اقا دمم ۳۲۹۲ م شکل ۸- شکاف افقی در پرده تزریق که با دوغاب پر شده است. ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- در تزریفهای تحکیمی پی سدهای بتنی مرتفع و با اطراف تونلهای تحت فشار که هدف از تزریق. بهبود تغییرشکل پذبری زمین است باید از دوغاب با مقاومت بالا استفاده کرد. در چنین مواردی دوغاب تزریق شده پس از سخت شدن باید مدول تغییر شکل‌پذیری و مماومت بالایی داشته باشد. بررسی مقاومت دوغاب تزریق شده در نمونه‌های حاصل از شکافهای تزریق شده به حالت برجا غیرممکن است و به این منظور باید آزمایشهای سیستماتیک در آزمایشگاه انجام گیرد. در این مورد. روشی توسط نان‌ویلر ابداع شده است که در زیر به شرح آن پرداخته می‌شود: برای اینکه مقاومت نمونه‌های آزمایشگاهی. معرف مقاومت دوغاب تزریق شده در شکاف باشد. نمونه‌هایی باید تهیه شوند که فرآیندی شبیه پرشدگی در داخل شکافها را طی کنند. براساس چنین شرطی, نمونه‌هایی از دوغاب تهیه می‌شوند. دستگاه تهیه همزمان چند نمونه (نمونه‌های مشابه) در شکل شماره ‎۱۹٩‏ نشان داده شده است. 007 یکی ۱ روز : ۸0۵ ات یا ثت ۲ مر 0 ی 0 مزر د ها 0 - زمان در مقابل آب فیلتر شده. رایش آرمایش برای نهیه همزمان چند نمو 1آزمان تثبیت‌شدن حربان. شکل ۹- تهیه نمونه‌های دوغاب فیلتر شده دستگاه شامل مخزنی از دوغاب و تعدادی قالب استوانه‌ای با پوشش داخلی نفوذپذیر است. در پوش قالبها به مخزن مر تبط است و آبی که از پوشش نفوذپذیر نشت می‌کند. در کف ظرفهای شیشه‌ای مدرج جمع می‌شود. قبل از بستن درپوشها. لوله‌ها و قالبها رااز دوغاب مورد آزمایش پرمی‌کنند. با تزریق هوای فشرده. دوغاب به تدریج فشرده شده و آب آن خارج می‌شود. حجم آب خارج شده با دوغاب تازه جایگزین می‌شود. دوغاب درپوشش متخلخل غلیظ تر می‌شود وضخامت آن افزایش می‌یابد تا به تعادل نهایی میان خواص دوغاب و فشار اعمال شده برسد و جریان آب خارج شده از دوغاب ثابت بماند. نمونه‌هارا برای مدت زمانی (حداقل ۳۰ دقیمه) در قالبها تحت فشار نکه می‌دارند. ۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- سپس قالبهارا پیاده و برای ۵۶۰۲۸۰۹ و ۹۰ روز مراقبت می‌کنند تا اینکه مقاومت فشاری نامحصور آنها مشخص شود. در شکل شماره ۲۰ مقاومت نامحصور نمونه‌ها و همچنین مفاومت بدون فیلترشدن نشان داده شده است. مقاومت تمام نمونه‌ها حتی ۵۶ روز بعد از تهیه نیز افزایش می‌یابد. نمونه‌های فیلتر شده نسبت به نمونه‌های فیلتر نشده. مقاومت نامحصور زیادتری دارند و مقاومتشان به نسبت سیمانی که دارند. افزایش می‌یابد. باید اشاره کرد که چگالی نمونه‌هایی که به این طریق تهیه می‌شوند درطول مقطع یکنواخت نیست و همان‌طور که در شکل شماره ۲۱ نشان داده شده است. در پیرامون یعنی : جایی‌که گرادیان فشار فیلتر که باعث فشردن رسوب می‌شود افزونتر است. جگالی بیشترین مقدار را دارد و کمترین آن در مرکز است. بپنابراین مقاومت و یا پارامترهای دیگر تعیین شده از آزمایش. مقادیر متوسطی هستند که به ترکیب دوغاب. قطر نمونه و شدت فشار اعمال شده بستگی دارند. همین پار امترهابرای دوغاب تزریق شده در سنگ یعنی خواصی که با عرض شکافها نیز تغییر می‌کند به کار می‌رود. روش شرح داده شده برای مطالعات ممایسه‌ای دوغابهای با ترکیب مختلف به منظور انتخاب بهترین ترکیب دوغاب برای پروژه‌های خاص, بسیار مفید خواهد بود. یو ۹ سس 20 ۵ 1 اد )2 1۱ ود 1 سر 10 و پاش ماود" 0 مر ۹ )1 از ی 55 تام زمان (روز) 100 52 28 07 ۱- فیلتر نشده ۲ - نمونه‌های فیلتر شده همان دوغاب شکل ۰ - کسب مقاومت در طول زمان در نمونه‌های فیلتر شده و فیلتر نشده ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- الف ب ج و با ار ملد و 0 ۱ 0 فاصله از محور 7 شماع شماع در زمانهای مختلف شکل ۲۱ - افزایش ضخامت دوغاب درحین فیلتر شدن ۲-۳-۳ نفوذیذیری دوغابهای تزریق شده نفوذپذیری متوسط دوغاب تزریقی شده رامی توان از شیب قسمت پایدار شده منحنی شدت حریان زمان که در شکل شماره ۱۹ نشان داده شده است به‌دست آورد. با انتگرال گیری جریان مایع در مسیرهای شعاعی و از مرکز به حد متخلخل. رابطه زیر به دست می‌آید: (۱۵) ۰ ] -م ۲۱71۳ که در آن : 7 <شعاع تأاثیر تزریق برحسب سانتیمتر - فشار بر حسب سانتیمتر آب ۹ * دبی بر حسب سانتیمتر مکعب در ثانیه شعاع ۰ را ممکن است از قانون پو آزوی حساب کرد. ولی تخمینی که ۲ ۰/۰۱ - ۲۰ و ۲ ۰/۰۹۱ - 1۰ به دست ۰۳ ۱/۹ می‌دهد. حدود تغییرات ناحیزی راز ۹ ۹/۳۳ حم ا ۹ ح می‌گذارد. ً ۱ ]1 ]1 ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۴-۳ مقاومت دوغاب تزریق شده در مقابل فرسایش فرآیند جداسازی بعدی دانه‌ها از دوغاب تزریق شده. بر اثر تراوش آب در امتداد شکافهایی که کاملاً پر نشده‌اند به فرسایش موسوم است. وقتی که گرادیان خروجی به‌قدر کافی بزرگ باشد. ممکن است در محل خروج آب تراوش یافته از میان دوغاب تزریق شده نیز فرسایش اتفاق افتد. اگر مقاومت دوغاب کم باشد. ممکن است بعد از آب‌اندازی مخزن وقتی‌که دوغاب در شکافها کاملا" سخت شده باشد. فرسایش اتفاق افتد یا بلافاصله بعد از تزریق یک مرحله دوغاب. آب زیرزمینی بالا بیاید و سبب افزایش گرادیان فشار در ناحیه مورد بحث شود. در چنین مواردی. کسب مقاومت اولیه. در ارزیابی خطر فرسایش و انتخاب ترکیب بهینه دوغاب موْئثر است. از نمونه‌های دوغابی که از دستگاه فیلتری نشان داده شده در شکل شماره ‎۱۹٩‏ تهیه شده است. ممّاومت در مقابل فرسایش بررسی می‌شود. به این منظور. در مرکز نمونه گمانه‌ای به قطر ۸ میلیمتر مطابق شکل شماره ۲۲ حفر می شود. آب تحت فشار از میان گمانه با فشار و سرعت معین جریان می‌یابد. نمونه قبل و بعد از آزمایش به دقت وزن می‌شود و اختلاف وزن. مقدارمواد فرسایش ییافته راکه موسوم به پارامتر فرسایش است ارائه می‌دهد.بر حسب مورد. نمونه‌ها ممکن است بلافاصله پس از تهیه و بعد از دوره عمل‌آوری بررسی و آزمایش شوند. این آزمایش کمی نیست. بلکه نشانگر نتایحی است که با وجود این ممکن است برای انتخاب دوغابهای با ترکیبهای مختلف مفید باشد. شکل ۲۲- نصب دستگاه برای آزمایش فرسایش مخلوط دوغاب -------- صفحهٔ بعد -------- نتایج مندرج در جدول شماره ۳ نشانگر آن است که پارامتر فرسایش مخلوطهای با رس بیشتر. از مخلوطهای با سیمان بیشتر. کمتر است و این مسئله چنین تعبیر می‌شود که مقاومت دوغاب تزریق شده در مرحله اول. اساسا تابع جسبندگی است. نه مقاومتی که بعداً در اثر فرآبند هیدر اسیون سیمان به‌دست می‌آید. جدول ۳- پارامتر فرسایش (افت وزنی بعد از آزمایش) نمونه بعد از ۶ ساعت با نسبت مواد ۱: آب ۱ آزمایش شده است (مدت آزمایش ۲۴ ساعت است). جگالی نسبی درصدافت وزنی در سرعت آب عم 5 ۰/۷۷ ۳/5 0 مءای‌با ‎ /‏ اآل) ۰/۴:) ۰/۲ ۷ ۲۴/ :ال ۴/ 0:۰ ۰/۴ ۷ ۰/۰۵ نال) ۷۵/ 0:۰ ۰/۲ ال 60/۷۵ ۰/۲۵ وراه 16 ۷ ال ۰/۵:) ۰/۵ ۷۷لا ۰/۲۵:۰/۷۵ 0 ک؟ک6 ۱۱ ۷ ال ۰/۶۵ ۰/۳۵ ۴-۴-۳ مقاومت دوغاب در مقابل فساد شیمیایی هنگامی که آب زیرزمینی یا آب نگهداری شده در محل سد برای سیمان از نظر شیمیایی مخرب باشد. دوغاب باید طوری انتخاب شود که در مقابل تجزیه شیمیایی و تأثیرات درازمدت آب مقّاومت کند و این‌گونه آب. مقاومت دوغاب را کاهش می‌دهد و فرسایش پذیری یا حل شدن بخشی از اجزای دوغاب را سبب می‌شود. هرجند نفودْپذ بری اغلب دوغابها کم است. ولی تراوش حتی در سرعت خیلی پایین باعث زوال اساسی دوغاب بعد از دوره طولانی می‌شود که کارآیی پرده تزریق راکاهش می‌دهد. بدتر از آن اینکه آب تراوش یافته از میان شکافهای کاملاً پرنشده ممکن است دوغاب سخت شده را با شدت بیشتر تخریب کند و باعث آسیب‌دیدن عملیات تزریق در کوتاه مدت شود. در چنین مواردی باید دوغابهای مقاوم در مقابل عوامل شیمیایی ساخته شود. وقتی‌که ترکیب شیمیایی آب زیرزمینی و آبی که دریاجه را پر می‌کند مشکوک باشد. باید اثر تخریبی این آب بر اجزای دوغاب بررسی شود. ۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- عوامل مخرب عبارتند از: - سولفاتها که به کلسیم سیمان آسیب می‌رسانند. - دی‌اکسیدکرین که آهک آزاد سیمان و کانیهای کلسیت بعضی ماسه‌ها راحل می‌کند. - اسیدهای هوموس ۱ : 5 براساس استانداردهای آزمایشگاهی. برای آزمایش تأثیر آب مخرب درملات سیمان. ضروری است که نمونه‌های ملات با ترکیبهای مختلف وزن شده و در آب مخرب برای مدت چند ماه غوطه‌ور نگهداشته شوند. این نمونه‌ها پس از خشک شدن توزین می‌شود و با چشم برای تشخیص یکپارچگی و به‌وجود آمدن شکاف بازرسی شده وسپس مقاومت آنها اندازه گیری می‌شود. بر این اساس. نمونه‌های با بیشتر ین مقاومت در مقابل آب مخرب انتخاب می‌شوند. این روش به‌علت اینکه آب در آغاز فقط در سطح نمونه‌های نسبتاً نفوذناپذیر عمل می‌کند خیلی بطئی است. پس ازگیرش و سخت شدن نمونه‌ها تحت شرایط موردنظر و برای زمان معینی که ممکن است با شرایط واقعی همانند پودر نرم شده و در آب مخرب ریخته می‌شوند. در چنین آزمایشهایی. سطح فعال نمونه فوق‌العاده بزرگ شده و نتایج پارامتر مقاومت در مقابل آب مخرب به‌صورت زیر است: (0۱۶ عم دی که در آن 4 ضریب تراوایی دوغاب تزریق شده است که به هنگام تهیه نمونه‌های فیلتر شده (معادله ۱۵) از نشت اندازه گیری می‌شود و 8 نسبت نمکها بر حسب 7 بر گرم میزان حل شده از نمونه است که از آزمایشهای انحلال در نمونه آزمایشی تعیین می‌شود. برای آزمایش. نمونه‌های مخلوط به‌مدت ۲۴ ساعت رها می‌شوند تا گیرش آنها انجام گیرد. سپس آنها را به‌مدت ۴ساعت دیگر دراتو کلاو (کوره) قرار می‌دهند تا سخت شوند. نمونه‌ها را در دمای ۵۰ درجه سانتیگراد خشک می‌کنند و پس از آسیاب کردن. از الک ۰/۱ میلیمتر عبور می‌دهند. پودر نمونه‌ها را در ظرف آزمایشگاهی باآب ٩۵1 7‏ ۱-۷۵۲۷ ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- شده را از طریق تیتراسیون (حجم‌سنجی) به‌دست می آورند. این عمل برای ۱۵ تا ۲۰ بار با همان نمونه و آب تازه تکرار می‌شود تا اینکه املاح محلول قابل اغماض باشند.مقدار کل املاح محلول نمونه برحسب 00107 برگرم بیان می‌شوند. این آزمایشها به منظور تعیین مناسبترین ترکیب دوغاب برای پرده تزریق سد قدیمی بنایی آسوان برروی رودخانه نیل انجام شده است. این سد در سال ۱۹۰۰ به صورت سد وزنی و بنایی از گرانیت ساخته شده است که در آن خورندگی شیمیایی شدید ملات سیمان انجام گرفته و از مقاومت ساختمانی آن کاسته شده و تراوایی آن پیوسته افزایش یافته است. برای پرده تزریق آن باید دوغابی تزریق می‌شد که در مقابل فروشویی " 0 با آب خیلی سبک رودخانه نیل مقاومت کند. آزمایش فروشویی با مخلوطهای دوغاب سیمان با افزودن کیزلگور " و بنتونیت انجام شده است. نتایج آزمایش در شکل شماره ۲۳ دیده می‌شود. با بررسی تأثیر نسبت آبی که نمونه‌در آن قرار می‌گیرد. تصمیم گرفته شد که آزمایش با غلظت اگرم نمونه در ۰ گرم آب انجام گیرد. این آزمایش ۳۰ بار تکرار شد. آزمایشهای دوغاب باکیزلگور و افزودن اندکی بنتونیت. نتیجه جالبی داده است که طی آن بیشترین مقاومت در مقابل خورندگی از نمونه حاوی مقداری بنتونیت به‌دست آمده است. زیرا بنتونیت مستقیماً با آهک آزاد در دوغاب سیمان واکنش نشان نمی‌دهد. 22 0 ۰ [ 1 ۰ 16 که 4۵ کع .۱/200 3 0 ی . 1م۱ 3 وین ۸ 12 ز ی ۴ وم ۱/3۵ 8 ِ م۵ 7/۴ ۹ 1 16۵ ر/ ود م/ 1! 2 0 او نفک ۳ 0 16 12 8 ل ۵ 4۱ ۱- تاثیر اندازه حداکثر دانه پودر. ۲- تاثیر غلظت پودر معلق. ۳ - تأثیر افزودن کیزلگور. (80) فروشویی شده در درصد وزنی سیمان, کیزلگور (1۳). بنتونیت (13). دفعات آزمایش (0) شکل ۲۳-خورندگی شیمیایی مخلوط دوغاب 1-18 2 - ۳۱۵618۳ ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۴-۳ پایداری حجم دوغاب تزریق شده : وقتی که از مصرف دوغاب. با نسبت زیاد رس صحبت می‌شود. اغلب ایراد می‌گیرند که دوغاب تزریق شده ممکن است در شکافها منقبض شود و بنابراین ناحیه تزریق شده. دوباره تراوا و غیر موْثر شود. در بررسیهای آزمایشگاهی نشان داده شده است که چنین ایرادی به دو دلیل وارد نیست: الف- چگالی دوغاب تزریقی در شکافها با فشار اشباع اعمال شده خیلی افزایش می‌یاید. ب - دوغاب تزریق شده در خاک مستمراً در محیط مرطوب یا زیر سطح آب زیرزمینی قرار دارد به‌طوری که آب نمی تواند تبخیر شده و باعث انقباض ححمی شود. انقباض خطی در آزمایشگاه. در نمونه‌ای که با دوغاب لت تهیه شده و در قالب ۶۷۶۸۴ سانتیمتر ریخته شده مواد است. اندازه گیری می‌شود. در انتهای نمونه‌ها. نشانه‌هایی برای تعیین فاصله اولیه 1]0 تعبیه می‌کنند. برای اینکه نمونه‌ها عمل آورده شوند. آنها را مدتی در محیط اشباع یا غوطه‌ور در آب رها می‌کنند. فاصله بین نشانه‌ها دوباره اندازه گیری می‌شود. انقباض خطی بر حسب درصد طول نمونه‌ها از رابطه زیر به دست می‌آید: (هانه100 رز ۱۷ 2 (۱۷) این روش دقیق نیست و تغییرات حجم را از شروع گیرش سیمان در برنمی‌گیرد. اگر تغییر حجم نمونه‌های استوانه‌ای تعیین شود. ممکن است بهسازی نیز انجام گیرد. نمونه‌ها. بلافاصله در پیکنومتر مخصوصی که در شکل شماره ۲۴-الف نشان داده شده است در دمای در حین آزمایش نگهداری می‌شوند. اختلاف حجم ۸۷ در لوله شیشه‌ای باریک مدرج به‌دقت قرائت می‌شود و درصد انقباض حجمی بر حسب حجم اولیه ۷۵ از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (0۸ 0۵۷ وم ۷۵ در شکل شماره ۲۴- ب انقباض خطی اندازه‌گیری شده دوغابهای با ترکیبهای مختلف برای پرده تزریق سد گرانچارو " نشان داده شده است. تمام نمونه‌های مورد آزمایش. انقباض منحنی ارائه می‌دهند؛ یعنی: مقدار تورم در نمونه‌هایی که رس بیشتری دارند. مشخصتر از نمونه‌هایی است که از فیلتر شدن دوغاب به‌دست آمده‌اند. جنین روندی در تمام آزمایشهایی که تاکنون انجام شده. مشاهده شده است. 0 )-ا]| -------- صفحهٔ بعد -------- الف 3 دی ای 0 : 3 ۱ .0 ۱۸۷ : ۰ ۲ لد 3 ۳ ۱۸۷ 3 8 9 3 05 3 : ا 1 2 ۹ ۹ ا 73 , 0 1 1 ی که هک هه 1 :لا ۵ 0 1.0 ۰ 0 زمان (روز) 28 77 الف- پیکنومتر برای اندازه‌گیری تغییرات حجم ب - درصد 2 دگرشکلی خطی نمونه‌های مخطوط دوغاب نمونه‌های دوغاب فیلتر شده (۱) ظرف بسته پر از آب (۲) لوله مدرج (۳) نمونه (۴) دماسنج شکل ۲۴- انقباض خطی اندازه‌گیری شده دوغابهای با ترکیبهای مختلف برای پردهٌ تزریق سد گرانچارو ۲ ۵-۳ محلولها و رزینها محلولها و رزینها. ترکیبهای شیمیایی هستند که در زمین تزریق می‌شوند و ژلهایی می‌دهند که منافذ را پر می‌کنند. بنابراین تراوایی را کاهش داده و تا حدی مقاومت ناحیه تزرریفق شده را افزایش می‌دهند. انتخاب جنین ترکیبی. برای کار تزریق ویژه به مشخصاتی نظیر : دوام. گرانروی. مقاومت. کنترل قابل اعتماد ژل‌شدن. سمیت و هزینه بستگی دارد. دوام زلی که در حفره‌ها تشکیل شده است به ترکیب و واکنش شیمیایی احتمالی با بعضی املاح محلول در آب زیرزمینی بستگی دارد. از آنجاکه ژلها دارای مقدار زیادی آب هستند. وقتی که در ناحیه بالای سطح ایستابی در معرض خشک شدن قرار می‌گیرند منقبض می‌شوند. تراوش آب جمع شده از میان ناحیه‌هایی که به‌طور کامل آببندی نشده‌اند و با در حدود خارجی آنها هستند. مقداری از اجزای بدون پیوند شیمیایی ژل را فروشویی می‌کند که این عمل به آهستگی خواص اولیه ژل را تخریب می‌کند. 10 -2 0[ ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵-۳ گرانروی نفوذ ترکیبهای شیمیایی به داخل خاک به گرانروی آنها بستگی دارد. وابستگی بین گرانروی و تراوایی که در حدول شماره ۴ نشان داده شده. نسبتاً محافظه کارانه است و فُمَط حنشه راهنمایی دارد: جدول ۴- وابستگی بین گرانروی ترکیبهای شیمیایی و تراوایی خاک قابل تزریق منحنیهای توزیع اندازه دانه‌های خاک ماسه‌ای قابل تزریق در شکل شماره ۲۵ نشان داده شده است. بدیهی است وحود سیلت ([11 ۶ > دانه‌های) وضعیت را بحرانی می‌سازد و تزریق در خاکی که ۸ سیلت دارد. دشوار است و اگر خاک ۲۵/ سیلت داشته باشد حتی با رزین هم نمی‌توان تزریق کرد. موه 006 ۱0 (۱)خوب. )۲( مشکل, (۳) مشکل - نامناسب. (۴) نامناسب 3 اه .۰ ۹ ۰ : ۳۹ ۱ 2 ب,بعان8 - | ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- بالات " و کریش ۲ (۱۹۸۲) به منظور تعیین طرز کار (راهکار) " نفوذ محلول دوغاب سیلیکات آزمایشهایی در ابعاد ۰ لوله‌ای در مرکز آن نصب شده بود. انجام داده‌اند. مکعب با سه لایه ماسه دانه درشت متراکم. با مقدار ناچیزی از ماسه دانه متوسط و ریز و مقداری شن ریز دانه پر می‌شودکه یکنواختی ماسه ۵ < )و جرم ویژه خشک ٩۳0-۱/۹و‏ ضریب تراوایی ۲۵۲/۹ ۱/۴۱۰ < 1۴ است. در مدل اول که در شکل شماره ۲۶-الف نشان داده شده است. محلول سیلیکات سدیم با زمان ژل‌شدن ۷/۵ دقیقه به داخل ماسه خشک تزریق شده است. به هنگام (آلف) : (ب) ح‌ 8 ۸ ۸ را 0 3 3 2 3 ی 00 40 20 0 ۰0 40 20 0 زمان (دتیقه) زمان (دقیقه) ء اب سا 8 8 مه ات الف - تزریق, زمان و رنگهای تزریق شده در ماسه خشک (ب) در ماسه اشباع شکل ۲۶- منحنیهای تراز نفوذ دوغاب سیلیکات با رنگهای مختلف در بررسیهای آزمایشگاهی (الف) فشار م3 ۳۲۹ -2 41 - |[ ۴ -------- صفحهٔ بعد -------- نیز نشان داده شده است. در آزمایش دوم همان روش به کار رفته ولی ماسه اشباع نشده و زمان ژل شدگی ترکیب تزریق شده ۲۲ دفیقه بوده است. بعد از اینکه فرآیند ژل شدن کامل شد. مکعب از وسط بریده شده است. ناحیه‌های پر شده با دوغاب رنگهای متفاوت به طور متوالی دیده می‌شوند. نتایج در قسمت پایین شکل شماره ۲۶-الف و ب دیده می‌شود. جالب است یادآوری شود که توزیع دوغاب با کوتاهترین زمان ژل‌شدن برای تزریق مکعبی که شامل ماسه خشک بوده. در سرتاسر ناحیه تزریق شده نسبتاً نامنظم بوده و ترکیبها با یکدیگر مخلوط شده است. ترکیب تزریق شده در ماسه اشباع که در آن. ترکیب با بیشترین زمان ژل‌شدن تزریق شده است. در سرتاسر ناحیه تزریق شده توزیع نسبتاً منظم دارد و قسمتهای متوالی با یکدیگر مخلوط نشده است. این موضوع نشان می‌دهد که ژل شدن ترکیبی که قبلاً تزریق شده است. از نفوذ بعدی دوغاب در خاک جلوگیری نمی‌کند. دوغاب تزریق شده بعدی به جلو رانده می‌شود و به داخل ترکیب قبلی نفوذ می‌کند و با أَن مخلوط می‌شود. ترکیب در تزریق خاکی که از آب زیرزمینی اشباع شده است. رقیق می‌شود و زمان ژل‌شدگی آن افزایش می‌یابد و نفوذ به داخل خاک یکنواخت‌تر است. نتایج این بررسیها آزمایشگاهی. با تجربه عملی تأیید می‌شود؛ یعنی : بعد از ژل‌شدگی ترکیبی که قبلاً تزریق شده است. ترکیب به‌طور موثری به داخل خاک نفوذ می‌کند. ۲-۵-۳ مقاومت خاک پس از تزریق شیمیایی مقاومت ژلهای شیمیایی تزریق در مفایسه با مقاومت سیمان تزریقی کم است: اما ساختار ژل به هم پیوسته در منافذ تزریق شده. یکپارچگی دانه‌ها را با مقداری هم‌چسبی تأمین می‌کند؛ حال آنکه مقاومت برشی بدون تغییر باقی می‌ماند؛ بنابراین کسب مقاومت ناحیه تزریق شده برای تنشهای کم. نسبتاً زیاد و برای بارهای اضافی زیاد. قابل اغماض است. در آزمایشگاه. مقاومت خاک تزریق شده. در نمونه استوانه‌ای شکل آزمایش شده و به عنوان مقاومت نامحصور بیان می‌شود. چون بارها در سطح باعث ایجاد تغییرات تنش سه محوری در ناحیه بارگذاری می‌شوند؛ لذا نمونه‌های تزریق شده باید در آزمایش سه محوری بررسی شوند. قبل از آزمایش. تمام نمونه‌ها باید همانند وضع طبیعی. در آب غوطه‌ور شوند. مقاومت نمونه‌های خشک ممکن است تا ۱۰ برابر بیشتر از مقاومت نمونه‌های مرطوب باشد. ۳-۵-۳ زمان ژل شدن زمان ژل‌شدن دوغاب شیمیایی بستگی به معرف انتخابی و غلظت محلول دارد. در جند ترکیب. افزایش گرانروی تدریجی است: حال آنکه در مورد دوغاب شیمیایی وقتی‌که به مقاومت نهایی ژل برسد. گرانروی دفعتاً افزایش می‌یابد به طوری‌که زمان قابل استفاده برای پمپاژ تقریباً با زمان ژل‌شدن تطبیق می‌کند. ۴۱ -------- صفحهٔ بعد -------- به عبارت دیگر. گرانروی تدریجاً افزایش می‌یابد به طوری‌که فقط قسمتی از زمان ژل‌شدن. برای پمپاژ قابل استفاده است. عوامل دیگری که بر زمان ژل شدن تأثیر می‌گذارند. اختلاف دمای محلول و زمین تزریق شده و رقیق شدن در حین تزریق است. بررسیهای آزمایشگاهی نشان می‌دهد که گرانروی محلول دو برابر گرانروی اولیه یعنی : قبل از شروع ژل شدگی است و گرانروی رزینها تقریباً ثابت است و وقتی که تشکیل ژل آغاز می‌شود. گرانروی دفعتاً افزایش می‌یابد (شکل شماره ۷). (1) سس امن ای سس ی 0 32 2 16 6 [1 ج زمان (دفته) (۱) محلول سیلیکات (۵۰/ سیلیکات. ۵/ فرم امید. ۵/ استات اتیل) (۲) ۱۰/ محلول اکریل آمید. (۳) ۴۰۰ .)۸ شکل ۲۷ - تغییر گرانروی دوغابهای شیمیایی در طول زمان موضوع سمیت را از دو حنه باید بررسی کرد: یکی مخاطره بهداشتی کسانی که با این مواد شیمایی کار می‌کنند و دیگری مخاطره بهداشتی محیط زیست. بعضی از مواد شیمیایی که برای تزریق به کار می‌روند. ممکن است سمی. مخدر اعصاب. سرطانزاء سوزش آور پوست و خورنده باشند. در مورد مصرف مواد شیمیایی. رعایت اکید دستورالعمل تولید کننده ضروری است و محل کار باید مطلقاً تمیز نگهداشته شود. آب زیرزمینی ممکن است به آهستگی فروشویی کند و اجزای سمی ممکن است آب زیرزمینی را آلوده کند. ۵-۵-۳ جنبه‌های اقتصادی ۴۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- تا ۳ برابر برای مواد شیمیایی مختلف نوسان کند. به طوری که کل هزینه پروژه تزریق برای تصمیم‌گیری در مورد انتخاب مناسبترین گزینه باید ارزیابی شود. در بعضی موارد. به‌منظور حل مشکلات ایجاد شده بر اثر آب زیرزمینی در مهندسی عمران. روشهای دیگری ممکن است مناسبتر از تزریق باشد. مواد شیمیایی ایده‌آل برای تزریق باید دارای مشخصات زیر باشند : - به صورت گرد محلول در آب باشد (برای کم کردن هزینه حمل حلال). - نسبت به شرایط انبار کردن حساس نباشند. - سمی, خورنده و منفجر شونده نباشند. - محلول آن باید دارای گرانروی کم و در دمای عادی. پایدار باشد. - مواد شیمیایی و را کتیوها و کاتالیزورهای مورد نیاز ارزان باشد. - نسبت به کیفیت آب زیرزمینی حساس نباشد و باید در ۷ 2 ۳11 پایدار باشد. - ژل پایدار با مقاومت زیاد تشکیل دهد. یک ماده شیمیایی مشخص, هرگز تمام این نیازها را برآورده نمی‌کند. ولی در هر مورد باید باتوجه به شرایط موجود. مناسبترین آنها را انتخاب کرد. طی سالهای ۱۹۶۰ - ۱۹۹۰ میلادی چند صد ماده شیمیایی برای تزریق ابداع شده. اما فقط چند تا از آنها به‌صورت تجارتی تکامل یافته است. در آمریکا. سیلیکات و اکریل آمید در ۹۰/ پروژه‌ها به کار رفته‌اند و در بقیه موارد از ۶ محصول مختلف دیگر استفاده شده است. برای تزریق شیمیایی. اغلب. محلولهای شیمیایی زیر به کار می‌روند : سیلیکات سدیم. اکریل آمید. لیگنوسولفیت‌ها. فنوپلاستها و اینوپلاستها ۶-۵-۳ دوغابهای سیلیکات سدیم سیلیکات سدیم (به نام شیشه آبی نیز نامیده می‌شود) به صورت مایع با وزن مخصوص (136 ۳۸) ۵۲/۳0۳۲ ۱/۳۶ -م و فرمول شیمیایی ۰۳12۳۲0 11510۲ در صنعت به کار می‌رود. نسبت سس - ۱ بین ۳ تا ۷ تغییر می‌کند. وقتی‌که مقداری اسید و یا نمکهای اسید به سیلیکات با حدود تغییرات 1۱ بین 9۳" اضافه شود. ژل مناسبی برای تزریق تشکیل می‌دهند. برای این منظور ممکن است بعضی از ترکیبات آلی مثل استات اتیل مخلوط با مقداری مواد شوینده (امتیاز نامه فرانسه) یا فرم امید با مقداری نمک (امتیازنامه آمریکا)۳! برای تنظیم زمان ژل به کار برد. ۴۳ -------- صفحهٔ بعد -------- مقاومت ژل به مقدار سیلیس محلول بستگی دارد. برای رسیدن به مقاومت 8 ۰ گرانروی ۱۶ سانتی پواز یا بیشتر مورد نیاز است که این محلول به سختی قابل تزریق است. اگر فقط نفوذ ناپذیر کردن خاک بدون در نظر گرفتن مقاومت آن مطرح باشد. گرانروی محلول ممکن است تا ۳ سانتی پواز کاهش یابد. این گرانروی. گرانروی اولیه است و امکان دارد که در طول ح زمان ژل شدگی دو برابر شود (شکل شماره ۲۷). بیشترفرمولها را با ژلهای پایدار در زمین عنوان می‌کنند. اما این موضوع به دو دلیل مشکوک است. اولاً همه ژلهای سلیسی آب خود را از دست می‌دهند و در حفره‌هاتزریق شده منقبض می‌شوند و بیشترین مقدار انقباض مربوط به کمترین مقدار گرانروی و کوتاهترین زمان ژل‌شدگی است. حفراتی که ابتدا کاملاً با ژل پر شده باشند. مقداری آب کسب می‌کنند و نفوذپذیری خاک تزریق شده را افزایش می‌دهند. سپس آب منطقه تراوش یافته نفوذ می‌کند و اجزای آزاد ژل را فروشویی می‌کند که باعث تضعیف و حتی تخریب کامل أنْ می‌شود. سیلیکات سدیم سمی نیست و برای محیط زیست خطری ایجاد نمی‌کند؛ ولی بعضی از واکنش کننده‌ها " ممکن است خطرناک باشند و در مورد دستورالعمل تولید کننده باید مورد توجه قرار گیرد. ۷-۵-۳ دوغایهای اکریل آمید تاریخ جدید در تکنولوژی دوغاب شیمیایی باکشف ۸۸1-۹ در آمریکا از سال ۱۹۵۱ شروع شده است؛ ولی از نظر تجارتی از ۱۹۵۳ در دسترس بوده است. ۸۲/1-۹ گرد سفیدی است که شامل مخلوط دومنومرالی بوده که ممکن است در درجه حرارت محدود به زنجیره‌های ملکولی طویل به وسیله چند درصد عامل پیوندی دو رگه پلیمر شود. محلولهایی که مواد جامد اولیه آن. ۲۰/ باشد. دارای گرانروی کمتر از ۲ سانتی پواز است. ژل اساساً شامل آب (۸۰ تا ۹۷ درصد) است و در محیط مرطوب و آب پایدار است. وقتی که خشک شود منقبض شده و به ۱۰./ حجم اولیه می‌رسد. اگر دوباره غوطه‌ور شود. باد می‌کند و به حجم اولیه می‌رسد. پرسولفات آمونیم معمولاً به‌عنوان کاتالیزور به کار می‌رود. اغلب تری‌اتانول امین ؟ به‌عنوان فعال کننده و فری سیانید پتاسیم به عنوان جلوگیری کننده برای پررسی زمان ژل‌شدن به کار می‌رود. محلول کاتالیزه. گرانروی اولیه خود را در زمان پیش‌درآمد تغییر نمی‌دهد. سپس ژل به‌طور ناگهانی همان‌طور که در شکل شماره ۲۷ دیده می‌شود سفت می‌شود. واکنش. حرارتزاست. بنابراین میزان افزایش مقاومت در نمونه‌های آزمایشگاهی بیشتر از زمین تزریق شده است. مقاومت نامحصور زمین متخلخل تزریق شده به مقدار ۱۳۵۰ ۱۳۵۰ کیلو تن می‌رسد. اما وقتی‌که تنش به ۳ این مقادیر می‌رسد خزش نسبتاً مشخص است. این ماده شیمیایی به شدت محر اعصاب است به‌طوری که در ۱۹۷۹ از تولید آن جلوگیری به‌عمل آمده است و در بازار محصول جدیدی به نام ۸۲۴۰۰ جایگزین آن شده است که مخلوط منومرهای اکریل است. با افزودن 2 6261 -1 ۴۴ -------- صفحهٔ بعد -------- عوامل پیوندد و رگه. پلیمریزه می‌شود. این ماده شیمیایی سمی نیست و گرانروی آن حدود ۲ سانتی‌پواز است و نفوذپذیری ل آن حدود ‎7*٩‏ ۵«۱۰ سانتیمتر است. زمان پیش درآمد ممکن است به‌طور قابل اعتمادی کنترل شود و ثانسه همه خواص دیگر آن شبیه به خواص ۹-/۸۱ است. ژلهای اکریلی خیلی گرانتر از ژلهای سیلیکات سدیم است و زمانی که گرانروی کم و زمان پیش درآمد خوب کنترل شده. فاکتورهای مهمی برای موففیت کار تزریق باشد به کار می‌روند. هر جند ۰ دوغابهای شیمیایی با دوغابهای سیلیکات سدیم و اکریلیک پی‌ریزی شده است با وحود این. باید به ی دوغابهای لیگنو سولفونات بر مبنای محصولات زائد فرآیند چوب در صنعت کاغذسازی طراحی شده است. ترکیب آن با نوع چوب و فرآیند ساخت تغییر می‌کند. لیگنوسولفوناتها به حالت مایع یا به حالت گرد عرضه می‌شوند و ژل آنها با افزودن دی کرومات سدیم (خیلی سمی) تشکیل می‌شود. غلظت مایع مورد استفاده بین ۲۰۰ تا ۶۰۰ گرم در لیتر است که گرانروی آن بین ۳ تا ۸ سانتی‌پواز تغییر می‌کند و مقاومت ژل شبیه مقاومت به دست آمده از دوغاب اکریل آمید است. این ژل اگر پیوسته غوطه‌ور باقی بماند. پایدار است. بر اثر فروشویی ممکن است دی کرومات سمی محیط زیست را آلوده سازد. به کار می‌روند. ۹-۵-۳ کفها ۰ ۳ ۲ کف. عبارت از امولسیون گازی حبابها در پلی‌یوریتان است. اندازه و ساختار حبابها با عامل مور سطح کنترل می‌شود. قطر حبابها یکنواخت است و قطر حدود ۸۰/ حبابها بین 4 ۱/۱ و له ۰/۹ تغییر می‌کند که 4 قطر متوسط 1 2011۷6 5۳1۵06 -2 6 ن-1 ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- آزاد کاهش یابد که این امر باعث انبساط حبابها شده و دوغاب به علت کشش سطحی زیاد فاز مایم. سخت می‌شود. کفها با دو پارامتر دیگر مشخص می‌شوند. الف - ضریب انبساط که به عنوان نسبت بین حجم فازهای گازی معلق و مایع معلق گازی تعریف می‌شود. ۷ ب - ضریب تورم که نسبت حجم اولیه بر حجم نهایی کف است ۲۰۱) ۵ م۷ - ۲ 3 وقتی که ۰/۲ > » باشد. اثر کفزایی ناجیز است و زمانی که ۰/۸ < 2 باشد. کف بلافاصله بعد از قطع فشار سخت می‌شود. کف با معلمهای سیمانی ممکن است به ۳ - 2 و کفهای آلی به مقدار ۵۰ - 0 برسد. کفها به دو طریق تولید می‌شوند: الف - با افزودن عوامل مور سطحی به مخلوط ب - با افزودن معرفهایی که تولید گاز به‌صورت حباب می‌کند. با افزودن عوامل موْثر سطح. بلافاصله بر روی مخلوط حباب تولید می‌شود که اندازه آنها یکنواخت بوده و قطر آنها کمتر از ۱ میلیمتر است. از نظر شیمیایی. عوامل واکنش‌زا برای انجام دادن واکنش به زمان ۱۰ تا ۲۰ دقیقه بسته به دمای موجود. نیاز دارند. قطر حبابهای ایجاد شده یکنواخت و بزرگترین حبابها بیشتر از ۱ میلیمتر قطر دارند. از ترکیب دو روش, دامنه تغییرات قطرهای حباب ممکن است افزایش یابد که بر خواص کف خصوصاً پایداری آن تأثیر می‌گذارد. کفها برای بستن فضاهای باز وسیع. غارها یا شکافهای وسیع با مصرف کم دوغاب. به ویژه وقتی‌که جریان آب وجود نمی‌شود و ممکن است همراه با تزریق بعدی سیمان غلیظ یا ملات به کار رود. ۴۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ ۱-۴ ۲-۴ ۳-۴ پروفسور نویل ترجمه دکترهرمزفامیلی. بتن‌شناسی (خواص بتن). ۰ ,196۷10۲ ۳۳۵۵106 300 1۳0۹ و0 1989 با ,|10۷۵ ۳۷ 414 -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ ۳۵۱۱۴ 1312716 : 9۷ 0۶۴ 3/11۸۹ - 078201221102 850801 220 ۳۵۵ و 270118 107 موز اعضزوی) 805 6 :110 5 21ع1ع0 1 1۵۲ 160 ۳۵ اه ع00 5 له درنداکش۸ آهنسط0 1 ۵۶ دشع 8 0 ۱۸0 ۴۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ٍ از هن ی نان رای ی ون سا و رای و و ار ین و و و رت و ده وا اه یرو 9 نخس ی اب هم و مر و در و و و تما هر ی 1 4 رو ای او ید را هر اب ره ؟ ی یرد در و ری ی و ار را ی ها ان ی و اد مه ین ار هم و و و ی اد ره و را اه روا ود رنه :3 اه زگ ره اش اک با خر تراد ان رهم خن وا ده ما 0 مک وا هر و سرای را کین هاش ان ارم و دای ام 3 ید 5 و ای کی شا زار ی ی ونر ات پچ ۸ یچ یی 7 ۹ ۳ ۰ ۱ یم 8 ۸ ل : مرکزمدارک اقتصادی - 2-6 الط -5 2 با- بام٩‏ 1580 ۱ 5 ْ . ٍ ِ ۱ أ ا ۱ ِ