الوضع الحالي لبحوث تطبيق الرماد المتطاير في هندسة الطرق

يتركز استخدام الرماد المتطاير في طبقة الأساس للرصف بشكل أساسي في جانبين: مواد تثبيت الرماد المتطاير (الجير والرماد المتطاير) ومواد تثبيت الرماد المتطاير بالأسمنت. وقد تم إدراج هذين النوعين من المواد في المعايير الوطنية، كما أن التقنية المستخدمة فيهما ناضجة نسبيًا، ولها تطبيقات عملية عديدة. ويُستخدم الرماد المتطاير بشكل رئيسي على أسطح الخلطات الإسفلتية وأسطح الخرسانة الإسمنتية. وقد أظهرت دراسة أجراها جياو هوا من جامعة تشانغآن في رسالته للماجستير أن استبدال مسحوق الخام بالكامل في خلطة الإسفلت AC-16 بالرماد المتطاير يُقلل من مقاومة التشققات في درجات الحرارة المنخفضة، ولكنه يُحسّن من استقرارها في درجات الحرارة العالية مقارنةً بالخلطة التي تحتوي على مسحوق الخام فقط. كما تحسّن استقرارها في الماء، ولكن ليس بشكل ملحوظ. وقد درس كل من شي جون، وو شاوبنغ، وآخرون تأثير معالجة سطح الخلطة الإسفلتية بالرماد المتطاير وعامل الربط على أضرار الرطوبة فيها. ويُطلق على الجمع بين الحشو وعامل الربط والرماد المتطاير اسم مُعدِّل الرماد المتطاير المركب. تم توصيف خصائص مُعدِّل الرماد المتطاير المركب بشكل أساسي باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه. وباعتباره مادة مالئة، تم تقييم تأثيره على حساسية الخلطات الإسفلتية للرطوبة من خلال اختبارات معامل الصلابة الشدية غير المباشرة، والزحف الساكن، واختبارات الإجهاد الشدي غير المباشر. تُظهر النتائج أن الخلطة الإسفلتية المُضاف إليها مُعدِّل الرماد المتطاير المركب تتمتع بمقاومة شد غير مباشرة عالية ونسبة مقاومة شد عالية أثناء الصقيع، بالإضافة إلى حساسية ممتازة للرطوبة. علاوة على ذلك، أظهرت الخلطة الإسفلتية المُعدَّلة بمُعدِّل الرماد المتطاير المركب معامل صلابة أفضل، ومقاومة أعلى للتشوه الدائم، وعمرًا أطول للإجهاد بعد معالجة محددة لأضرار الرطوبة. الخلاصة: يُمكن لمُعدِّل الرماد المتطاير المركب تحسين حساسية الخلطة الإسفلتية للرطوبة بشكل فعال.

تُستخدم سدود الرماد المتطاير على نطاق واسع في هندسة الطرق، لا سيما في أقسام الطرق ذات الأساسات الترابية الرخوة. إذ يُمكن الاستفادة القصوى من خفة وزن الرماد المتطاير لتقليل وزن السد الترابي والضغط الإضافي على الأساسات الترابية الرخوة، مما يُقلل من الهبوط الكلي ويُحسّن استقرار السد. وبالمثل، يُمكن أن يُساهم ملء رأس الجسر بالرماد المتطاير مع التربة عالية الكثافة في حل مشكلة قفز رأس الجسر الناتجة عن الهبوط الناجم عن وزن التربة عالية الكثافة عند رأس الجسر. درس ليو تيجون الخصائص الميكانيكية للرماد المتطاير المستخدم كحشو للسدود الترابية، وتوصل إلى الاستنتاجات التالية: أظهرت الكثافة الجافة للرماد المتطاير اتجاهًا تصاعديًا ثم تنازليًا مع زيادة محتوى الرطوبة، وبلغت أقصى كثافة جافة عند محتوى رطوبة 19%. ينخفض ​​معامل نفاذية رماد الفحم بشكل أُسّي مع زيادة الكثافة الجافة. عندما تكون الكثافة الجافة للرماد المتطاير أقل من 1.35 جم/سم³، فإن الكثافة الجافة لا تُؤثر تقريبًا على معامل نفاذيته. تزداد قوة تماسك الرماد المتطاير مع زيادة محتواه من الماء. يزداد محتوى الرطوبة في الرماد المتطاير وينخفض، ويكون الانخفاض بطيئًا عندما يكون أقل من 26%، بينما يكون أسرع في غير ذلك. عندما يزداد محتوى الرطوبة في الرماد المتطاير بنسبة 1%، تنخفض زاوية الاحتكاك الداخلي بمقدار 0.25 درجة تقريبًا. تزداد قوة تماسك رماد الفحم خطيًا مع زيادة درجة الدمك، بينما تزداد زاوية الاحتكاك الداخلي للرماد المتطاير أُسّيًا مع زيادة درجة الدمك. كلما اقترب محتوى الرطوبة في الرماد المتطاير من المحتوى الأمثل أو من الدمك الكامل (100%)، قلّ انخفاض قوة التماسك وزاوية الاحتكاك الداخلي مع زيادة عدد مرات الاهتزاز، ويسهل الوصول إلى حالة مستقرة في المراحل الأولى من الاهتزاز. أجرى كل من تشن يون يونغ وغاو ليانغ اختبارات نموذجية داخلية على سدود الرماد المتطاير المُدعّمة. استنادًا إلى مبدأ التشابه، قام الباحثان بتصغير حجم السد الترابي الحقيقي بنسبة 1:8، واستخدما شبكة جيوتقنية ثنائية الاتجاه كمادة تقوية، وأجريا بحثًا تجريبيًا حول الإجهاد والانفعال في السد الترابي المقوى برماد الفحم. أظهرت النتائج أن تدعيم السد بشبكة جيوتقنية يقلل بشكل ملحوظ من الهبوط غير المتساوي للسد الترابي، كما يحسن بشكل كبير من قدرة تحمله.

مصدر المحتوى: تحالف صناعة الرماد المتطاير