تاثیر رزین پلی یورتان بر مقاومت برشی خاک گچی
لزوم کاهش هزینه ساخت سازههای خاکی با توجه به محدودیت در بودجه و سرعت اجرای کار، مهندسین را بر آن میدارد که جهت جلوگیری از جابهجایی 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 میشود. تثبیت خاک به روشهای مکانیکی، الکتریکی، حرارتی، شیمیایی و غیره امکانپذیر است. خاک گچی از جمله خاکهایی است که استفاده از آن در امور عمرانی و به ویژه سازههای در مجاورت آب، نیازمند تثبیت است.
تشکیلات گچی عموماً در مناطقی یافت میشوند که دارای اقلیم گرم و خشک هستند و میزان بارندگی سالیانه در آنها کمتر از ۳۰ اینچ است. در نظر گرفتن راهکارهای ساخت سازهها در خاکهای مسئله دار موجب پیشگیری از بوجود آمدن خسارات احتمالی و نیز ترمیم و یا تثبیت سازههای موجود ساخته شده بر روی این گونه خاکها خواهد شد. میتوان از این خاکها برای زیرسازی باند فرودگاهها، ساخت سدهای خاکی و همچنین در نقاطی از سازههای 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 مییابد. همچنین رطوبت اپتیمم خاک کاهش مییابد که علت آن عدم تمایل جذب آب توسط این ماده است.
تنش برشی، عامل اصلی شکست خاک است. شکست برشی، موقعی در نقطهای از توده خاک اتفاق میافتد که تنش برشی از مقاومت برشی خاک در آن نقطه بیشتر شود. از آنجاکه بر اساس نظریه کولمب مقاومت برشی تابع تنش عمودی است، میتوان گفت که شکست برشی موقعی در نقطهای از توده خاک شروع میشود که در روی یکی از صفحاتی که از آن نقطه میگذرد 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 مییابد که علت را میتوان 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 میرسد. سپس با افزایش جابهجایی افقی، تنش برشی به مقدار پسماند رسیده که حتی برای جابهجاییهای 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.