بهسازی خصوصیات مهندسی خاک رسی CL با استفاده از نانو ذرات سیلیس و کائولینیت

Document Type: Original Article

Authors

1 گروه زمین شناسی مهندسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس تهران، تهران، ایران

2 Faculty of Basic Sciences,Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran

3 Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Abstract

در این مطالعه به بررسی تاثیر افزودن نانوذرات سیلیس و کائولینیت بر روی ویژگی های ژئوتکنیکی خاک رسی با خاصیت خمیری کم (CL) پرداخته شده است. جهت تهیه نانوذرات از روش مکانیکی آسیاب گلوله ای استفاده شده و پودر اولیه سیلیس و کائولینیت به مدت ۱۰ ساعت در دستگاه Planetary Ball Mill خرد شده و به مقیاس نانومتر (کوچکتر از ۱۰۰ نانومتر) در آمده است که تصاویر تهیه شده توسط FESEM از نانوذرات موید این مطلب می باشد. سپس نانوذرات به دست آمده با نسبت های متفاوتی از وزن خاک با خاک رسی (CL) ترکیب شده و میزان تغییر پارامترهای ژئوتکنیکی قبل و بعد از اضافه کردن نانو ذرات، توسط آزمایشهای تراکم، کاساگرانده، برش مستقیم و مقاومت فشاری تک محوری مورد تحقیق قرار گرقت و میزان بهینه افزودن نانوذرات به دست آمد. نتایج نشان داد که حدود روانی و خمیری خاک رسی با افزایش میزان نانوذرات به ترکیب خاک افزایش می یابد ولی از آنجائیکه آهنگ افزایش حد خمیری نسبت به حد روانی بیشتر است، شاخص خمیری کاهش می یابد که نتیجه ای مطلوب در مهندسی ژئوتکنیک جهت اجرای پروژه های عمرانی است. همچنین با توجه به نتایج آزمایش تراکم، وزن واحد حجم خاک رسی تا حد خاصی از افزودن نانوذرات افزایش می یابد و بعد از آن حد دچار کاهش می شود. میزان چسبندگی خاک رسی نیز با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش برش مستقیم تا افزودن حد مشخصی از نانوذرات افزایش یافته و بعد از آن حد تغییر چندانی نمی کند. نتایج آزمایش مقاومت تک محوری نشان داد که با افزودن نانوذرات سیلیس و کائولینیت به ترکیب خاک، مقاومت تک محوری خاک تا حدود سه برابر نسبت به حالت بدون حضور نانوذرات افزایش می یابد .آزمایشهای XRD و XRF نشان دادند که ترکیب شیمیایی نانوذرات حاصل از روش آسیاب گلوله ای مشابه ترکیب شیمیایی پودر مادر است و تغییری نمی یابد.

Keywords