اثر زیست پلیمر کربوکسی‌متیل‌سلولز بر مقاومت فشاری محصور نشده، کرنش گسیختگی و ویژگی‌های ریزساختاری خاک رس

خاک‌های رسی به‌دلیل مقاومت کم، تراکم‌پذیری بالا و حساسیت زیاد در برابر تغییرات رطوبتی، از جمله مصالح مسئله‌دار در اجرای پروژه‌های عمرانی به‌شمار می‌روند. در این پژوهش، اثر کربوکسی‌متیل‌سلولز به‌عنوان یک زیست‌پلیمر سازگار با محیط‌زیست بر بهبود رفتار مقاومتی و ویژگی‌های ریزساختاری خاک رس بررسی شد. برای این منظور، نمونه‌های خاک با مقادیر 0، 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد کربوکسی‌متیل‌سلولز، نسبت به وزن خشک خاک، تهیه و تحت آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزودن کربوکسی‌متیل‌سلولز تا مقدار ۱ درصد، سبب افزایش قابل‌توجه مقاومت فشاری محصورنشده خاک تا حدود ۴۰۲ کیلوپاسکال و دستیابی به نرخ بهبود 5/90 درصد شد. با افزایش مقدار افزودنی به بیش از ۱ درصد، روند مقاومت نزولی شد؛ به‌طوری‌که نمونه‌های حاوی 5/1 و ۲ درصد افزودنی عملکرد ضعیف‌تری نسبت به نمونه بهینه نشان دادند. همچنین، کرنش گسیختگی از ۱۴ درصد در خاک طبیعی به ۹ درصد در نمونه حاوی ۲ درصد کربوکسی‌متیل‌سلولز کاهش یافت که بیانگر افزایش سختی و کاهش شکل‌پذیری خاک است. مشاهدات ریزساختاری نیز نشان داد که در مقدار بهینه، کربوکسی‌متیل‌سلولز با ایجاد پیوندهای چسبنده بین ذرات و کاهش فضاهای خالی، ساختاری متراکم‌تر و یکپارچه‌تر ایجاد می‌کند؛ در حالی که مصرف بیش از حد آن موجب تجمع موضعی پلیمر و ناهمگنی ساختار خاک می‌شود. در مجموع، کاربرد ۱ درصد کربوکسی‌متیل‌سلولز به‌عنوان مقدار بهینه، راهکاری مؤثر و پایدار برای بهسازی خاک رس ارزیابی شد.