सीमेंट-मिट्टी संयुक्त आधारों के डिज़ाइन में, सीमेंट-मिट्टी की मजबूती का निर्धारण कैसे किया जाता है

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सीमेंट-मिट्टी आधारित संयुक्त नींवों के डिज़ाइन हेतु, मानकों के अनुसार सीमेंट-मिट्टी की मजबूती का निर्धारण प्रयोगशाला में किए गए परीक्षणों के माध्यम से ही किया जाना चाहिए। लेकिन अधिकांश मामलों में डिज़ाइन, प्रयोगशाला में किए गए परीक्षणों के आंकड़ों के बिना ही किया जाता है। ऐसी स्थिति में, आगे की गणनाओं हेतु पहले ही दबाव-प्रतिरोधक क्षमता का अनुमानित मान निर्धारित करना आवश्यक हो जाता है। इस मान को उचित तरीके से निर्धारित करना भी डिज़ाइनकर्ताओं के लिए एक चुनौती है; यही सवाल “ज़ुइझ़ी” प्लेटफॉर्म पर भी अक्सर पूछा जाता है। यहाँ, संबंधित जानकारी के आधार पर इसका उत्तर दिया गया है। वर्तमान अनुसंधान आंकड़ों के अनुसार, जब अन्य सभी परिस्थितियाँ समान होती हैं, तो सीमेंट को संघनन एजेंट के रूप में उपयोग में लाने पर, एक ही मिट्टी की परत में सीमेंट की मात्रा अलग-अलग होने पर सीमेंटयुक्त मिट्टी की मजबूती भी अलग-अलग होती है। इस निर्माण कार्य में 32.5 ग्रेड का सीमेंट उपयोग में लाया जा सकता है; सीमेंट की मात्रा 7% से 12% तक होनी चाहिए। जब सीमेंट की मात्रा 10% से अधिक होती है, तो सीमेंट-मिट्टी की मजबूती 0.3 MPa से 2 MPa या उससे अधिक हो सकती है। आम तौर पर, सीमेंट का मिश्रण अनुपात αw 12% से 20% के बीच होता है। लेकिन स्टील-कंक्रीट मिश्रित खंभों/दीवारों के मामले में, चूँकि वहाँ जल-सीमेंट अनुपात अधिक होता है (1.5 से 2.0), इसलिए सीमेंट-मिट्टी की मजबूती सुनिश्चित करने हेतु 42.5 ग्रेड या उससे बेहतर गुणवत्ता वाला सीमेंट ही उपयोग में लाना चाहिए, एवं इसकी मात्रा 20% से कम नहीं होनी चाहिए। सीमेंटयुक्त मिट्टी की संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता, उसमें मिलाए गए सीमेंट के प्रतिशत में वृद्धि के साथ बढ़ती है। लेकिन, स्थल की मिट्टी की गुणवत्ता एवं निर्माण-संबंधी परिस्थितियों में अंतर होने के कारण, सीमेंट के प्रतिशत में होने वाली वृद्धि एवं सीमेंटयुक्त मिट्टी की क्षमता में होने वाली वृद्धि में समानता नहीं होती। सीमेंट की मजबूती, सीमेंट-मिट्टी की मजबूती पर सीधा प्रभाव डालती है। यदि सीमेंट की मजबूती 10 MPa बढ़ जाती है, तो सीमेंट-मिट्टी की मजबूती fcu में लगभग 20% से 30% तक वृद्धि हो जाती है। सामान्य इंजीनियरिंग अनुभव के अनुसार, यदि सुदृढ़ीकरण हेतु प्रयोग में आने वाली सामग्री चिपचिपी मिट्टी है, एवं कोई आंतरिक मिश्रण-संबंधी जानकारी उपलब्ध न हो, तो पिलर की बिना किसी सीमा के संपीडन-प्रतिरोधक क्षमता fcu के लिए 1.0–1.6 मेगापास्कल का मान अनुमान हेतु उपयोग में लाया जा सकता है (जब सीमेंट की मात्रा 12%–15% हो)। सीमेंटयुक्त मिट्टी की मजबूती, समय बीतने के साथ बढ़ती जाती है; 28 दिनों के बाद भी इसकी मजबूती में काफी वृद्धि होती रहती है। लागत को कम करने हेतु, वहन क्षमता वाले मिश्रण से बने नमूनों के लिए देश-विदेश में 90 दिनों की अवधि को ही मानक अवधि के रूप में लिया जाता है। जो मिक्स्ड पाइलें क्षैतिज भारों को सहन करने हेतु सहायक भूमिका निभाती हैं, उनके लिए खुदाई की प्रक्रिया के प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, सीमेंट-मिट्टी संरचनाओं की शक्ति हेतु 28 दिनों की अवधि को मानक अवधि के रूप में लिया जा सकता है। दबाव-प्रतिरोधकता परीक्षणों से पता चलता है कि, अन्य स्थितियाँ समान रहने पर, विभिन्न आयु-चरणों में सीमेंटेड मिट्टी की दबाव-प्रतिरोधकता के बीच लगभग रैखिक संबंध होता है। इसका अनुभवजन्य संबंध निम्नलिखित है:
fcu7 = (0.47–0.63) × fcu28
fcu14 = (0.62–0.80) × fcu28
fcu60 = (1.15–1.46) × fcu28
fcu90 = (1.43–1.80) × fcu28
fcu90 = (2.37–3.73) × fcu7
fcu90 = (1.73–2.82) × fcu14

ऊपर दिए गए समीकरणों में, fcu7, fcu14, fcu28, fcu60, fcu90 क्रमशः 7 दिन, 14 दिन, 28 दिन, 60 दिन, 90 दिन की आयु वाली सीमेंटेड मिट्टी की दबाव-प्रतिरोधकता को दर्शाते हैं। जब आयु तीन महीने से अधिक हो जाती है, तो सीमेंटेड मिट्टी की मजबूती में धीरे-धीरे ही वृद्धि होती है। 180 दिनों के बाद सीमेंटेड मिट्टी की मजबूती, 90 दिनों की तुलना में 1.25 गुना होती है; और 180 दिनों के बाद भी सीमेंटेड मिट्टी की मजबूती में वृद्धि जारी रहती है।