تأثیر رزین پلی یورتان بر خاک گچی

لزوم کاهش هزینه ساخت سازه های خاکی با توجه به محدودیت در بودجه و سرعت اجرای کار، مهندسین را بر آن می دارد که جهت جلوگیری از جابه جایی حجم زیاد خاک، از مصالح محلی، حداکثر استفاده را بنمایند. به طور کلی تغییر عملکرد خاک به منظور اصلاح کاربرد مهندسی خاک، تثبیت خاک نامیده می شود. تثبیت خاک به روش های مکانیکی، الکتریکی، حرارتی، شیمیایی و غیره امکانپذیر است. خاک گچی از جمله خاک هایی است که استفاده از آن در امور عمرانی و به ویژه سازه های در مجاورت آب، نیازمند تثبیت است.

تشکیلات گچی عموماً در مناطقی یافت می شوند که دارای اقلیم گرم و خشک هستند و میزان بارندگی سالیانه در آنها کمتر از 30 اینچ است. در نظر گرفتن راهکارهای ساخت سازه ها در خاک های مسئله دار موجب پیشگیری از به وجود آمدن خسارات احتمالی و نیز ترمیم و یا تثبیت سازه های موجود ساخته شده بر روی این گونه خاک ها خواهد شد. می توان از این خاک ها برای زیرسازی باند فرودگاه ها، ساخت سدهای خاکی و همچنین در نقاطی از سازه های آبی که امکان فرسایش وجود دارد، استفاده کند.

پلی یورتان نام عمومی پلیمرهایی است که دارای پیوند یورتانی هستند. پیوند یورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل تشکیل شده است.ماستیک پلی یورتان چسبندگی فوقالعاده بالا به انواع مصالح مخصوصاً بتن و فلز دارد. این ماده پلیمری در برابر عوامل محیطی و تابش نورخورشید مقاوم و دارای استحکام فرسایشی زیادی بوده و همچنین غیرسمی و بدون انقباض نیز هستند.

با افزودن پلی یورتان دانسیته خشک خاک افزایش می یابد. همچنین رطوبت اپتیمم خاک کاهش می یابد که علت آن عدم تمایل جذب آب توسط این ماده است.تنش برشی، عامل اصلی شکست خاک است. شکست برشی، موقعی در نقطه ای از توده خاک اتفاق می افتد که تنش برشی از مقاومت برشی خاک در آن نقطه بیشتر شود. از آنجاکه بر اساس نظریه کولمب مقاومت برشی تابع تنش عمودی است، می توان گفت که شکست برشی موقعی د ر نقطه ای از توده خاک شروع می شود که در روی یکی از صفحاتی که از آن نقطه می گذرد ترکیب تنش عمودی و برشی به یک حد بحرانی رسیده باشد.

بنابراین مقاومت برشی خاک گچی با افزودن ماستیک پلی یورتان ماکزیمم مقدار خود رسیده و پس از آن کاهش می یابد که علت را می توان به، اثر این ماده بر کاهش جذب آب توسط خاک نسبت داد. در آزمایش برش مستقیم، تنش برشی به سرعت افزایش یافته تا به حداکثر خود می رسد. سپس با افزایش جابه جایی افقی، تنش برشی به مقدار پسماند رسیده که حتی برای جابه جایی های برشی بیشتر از این مقدار ثابت باقی خواهد ماند. در تنش برشی پسماند چسبندگی به صفر خواهد رسید. این امر بدان سبب است که در تنش برشی پسماند نمونه کاملاً برش خورده است و دیگر اصطکاکی بین ذرات خاک وجود ندارد.