Green Stabilization of Sandy Soil with Hydraulic Cement Admixture For Enhanced Strength and Stiffness
โดย ปุณณวิช รุ่งเรือง
ปี 2567
บทคัดย่อ
โครงงานวิจัยนี้เป็นการประเมินศักยภาพของปูนซีเมนต์ไฮดรอลิก เพื่อเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ทดแทนปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ในงานปรับปรุงคุณภาพดินโดยใช้เทคนิคการผสมลึกบนชั้นดินทราย ดินทรายที่ใช้ในการทดสอบนำมาจากสถานที่ก่อสร้างอาคารสูบน้ำดิบวัดราษฎร์จำนงค์ จังหวัดหนองคาย
ดินทรายตัวอย่างนำมาผสมกับปูน HC และ OPC ที่ร้อยละ 10, 15, 20, 25 และ 30 ของน้ำหนักดินแห้ง โดยอัตราส่วนน้ำต่อปริมาณซีเมนต์เท่ากับ 1:1 แล้วทำการบ่มตัวอย่างที่ผสมเป็นเวลา 3, 7, 14 และ 28 วันแล้วทำการทดสอบแรงกดอัดแกนเดียวที่จะให้ค่ากำลังกดอัดแกนเดียว (q[subscript u]) และค่ามอดูลัสซีแคนท์ (E[subscript50]) จากความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียด
ผลการทดสอบพบว่าค่า q[subscript u] และ E[subscript50] ของปูนทั้ง 2 ชนิดเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณปูนซีเมนต์และอายุการบ่มเพิ่มขึ้นและมีแนวโน้มไปในทิศทางเดียวกัน แม้ผลการทดสอบของดินผสมปูน OPC จะมีค่ามากกว่าดินผสมปูน HC อยู่เล็กน้อยเนื่องจากความแตกต่างในองค์ประกอบของออกไซด์ จากการวิเคราะห์ผลทดสอบด้วยโครงสร้างทางจุลภาคแสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงกันมากในการพัฒนาแท่ง เอททริงไกด์จากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของดินที่ผสมปูนซีเมนต์ทั้ง 2 ชนิด อีกทั้งยังพบว่าหากนำข้อมูลทั้งหมดที่มีความสัมพันธ์แบบกราฟเส้นตรงระหว่างค่า q[subscript u] และ E[subscript50] ของปูน 2 ชนิดที่มีความใกล้เคียงกันมาหาความสัมพันธ์สามารถเขียนเป็นสมการได้แก่ E[subscript50] = 78.165q[subscript u] และเมื่อเปรียบเทียบค่า q[subscript u] และ E[subscript50] จากสมการกับตัวอย่างดินซีเมนต์ที่ผสมด้วย HC ในสนามพบว่า ค่า q[subscript u] จากตัวอย่างในสนามให้ค่าที่สูงกว่าประมาณร้อยละ 31.95 และค่า E[subscript50] จากตัวอย่างในสนามให้ค่าที่สูงกว่าประมาณร้อยละ 76.15 ดังนั้นปูน HC จึงมีศักยภาพทดแทนปูน OPC ในการปรับปรุงดินเพื่อความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
Abstract
This research evaluates the potential of Hydraulic Cement (HC) as an environmentally sustainable alternative to Ordinary Portland Cement (OPC) in soil stabilization using the Deep Mixing Method (DMM) on a sandy deposits. The sandy soil used in this study was collected from the raw water pumping station construction site at Wat Rat Jamnong, Nong Khai province.
Sandy soil samples were mixed with HC and OPC at proportions of 10, 15, 20, 25, and 30% by dry soil weight, with a water-to-cement ratio of 1:1. The mixtures were cured for 3, 7, 14, and 28 days, before undergoing unconfined compressive strength (UCS) testing to determine the unconfined compressive strength q[subscript u] and the secant modulus E[subscript50] from the stress-strain relationships.
The results showed that both q[subscript u] and E[subscript50] values with higher cement content and long curing periods, following similar trends. Although the OPC-treated soil exhibited slightly higher values than HC-treated soil due to differences in oxide composition, microstructural analysis revealed significant similarities in the development of ettringite crystals resulting from the hydration reactions in soils mixed with both cement types. A linear correlation between q[subscript u] and E[subscript50] was established and expressed as E[subscript50] =78.165 q[subscript u] . Field samples of HC-treated soil exhibited approximately 31.95% higher q[subscript u] and 76.15 Percent higher E[subscript50] compared to laboratory results. Therefore, HC demonstrates strong potential as an environmentally friendly alternative to OPC for soil stabilization applications.