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

در این مطالعه به بررسی تاثیر افزودن نانوذرات سیلیس و کایولینیت بر روی ویژگیهای ژیوتکنیکی 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 کایولینیت به مدت 10 ساعت در دستگاه Planetary Ball Mill خرد شده و به مقیاس نانومتر (کوچکتر از 100 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 ژیوتکنیکی قبل و بعد از اضافه کردن نانو ذرات، توسط آزمایشهای تراکم، کاساگرانده، برش مستقیم و مقاومت فشاری تک محوری مورد تحقیق قرار گرفت 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 آنجاییکه آهنگ افزایش حد خمیری نسبت به حد روانی بیشتر است، شاخص خمیری کاهش می یابد که نتیجه ای مطلوب در مهندسی ژیوتکنیک 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 کایولینیت 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.

کلیدواژه ها:

نانوذرات ، بهسازی خاک ، آسیاب گلوله ای ، ژیوتکنیک