مطالعه ریزساختاری تثبیت سطحی بستر با اختلاط نانو رس و آهک در خاک‌های ریزدانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق

3 گروه مهندسی عمران، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

احداث راه‌های مختلف روی بسترهای خاکی متشکل از مصالح ریزدانه، غالباً امری اجتناب ناپذیر بوده و در این میان، انتخاب روش‌های مناسب جهت بهسازی آنها و بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ضروری می‌باشد. یکی از این روش‌ها، تثبیت خاک با استفاده از انواع مواد افزودنی همچون اختلاط نانورس و آهک است، بطوریکه می‌توانند خواص فیزیکی و شیمیایی خاک را تا حد امکان بهبود بخشیده و تغییرات در مقیاس میکروسکوپی را ایجاد نمایند. در این مقاله، به بررسی تثبیت سطحی بستر از خاک ریزدانه و تغییرات خصوصیات مقاومتی آن در اثر افزودن اختلاط نانو رس و آهک پرداخته شده است. بدین منظور، مجموعه-ای از آزمایش‌های مقاومت فشاری محدود نشده، حدود اتربرگ، تراکم، PH و آزمایش‌های ریزساختاری شامل پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) بر روی خاک ریزدانه تثبیت شده با اختلاط نانو رس و آهک به ازای درصدهای مختلف آنها در زمان‌های عمل آوری 7، 14 و 28 روزه انجام و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهند که بیشترین افزایش مقاومت در خاک ریزدانه تثبیت شده با افزودن 3 درصد آهک و 3 درصد نانو رس در زمان عمل آوری 28 روزه بدست آمده و با توجه به نتایج آنالیز ریزساختاری نمونه‌های حاوی آهک و نانورس، مشخص گردید که به دلیل تشکیل ژل کلسیم سیلیکات هیدرات، از فضای حفرات کاسته شده و با بیشتر شدن اتصال بین ذرات خاک، مقاومت آن افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Microstructural investigation of fine-grained soil improvement by mixing of Nano-clay and lime

نویسندگان [English]

  • Adel Asakereh 1
  • Omid Tavasoli 2
  • Iman Safarzadeh 3
1 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Department of Civil Engineering, East Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering, East Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The construction of different paths on fine-grained soil beds is often inevitable and, it is necessary to select and design suitable methods of soil improvement. One of these methods is shallow soil mixing with different additives such as lime and Nano-clay. These particles can improve the physical and chemical properties of the soil as much as possible and make changes on a microscopic scale. In this paper, the stabilization of fine-grained soil beds and their strength properties due to the addition of Nano-clay and lime mixing are investigated. For this purpose, the series of unrestricted compressive strength tests, Atterberg limits, density, PH and microstructural tests including X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) have been performed on the mixture of soil with Nano-clay and lime with different adding percentages at 7, 14 and 28-day curing period. The obtained results indicate that the optimum soil properties were obtained by adding 3% lime and 3% Nano-clay during the 28-day curing period and according to the results of microstructural analysis, it was found that soil resistance increased due to the formation of calcium silicate hydrated gel with reducing the voids and increasing the contacts between soil particles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil Improvement
  • fine-grained soil subgrades
  • Nano-clay
  • lime
  • microstructural tests