تأثیر استفاده از نانوسیلیس بر بهبود خصوصیات مهندسی خاک‌های مارنی اصلاح‌شده با آهک

Abstract

خاک­های مارنی از خاک­های مسئله­دار هستند که در صورت قرار گرفتن در معرض جریان آب به‌سهولت فرسایش می­یابند و مشکلاتی را در پایداری بستر پروژه­های عمرانی ایجاد می­نمایند. یکی از روش­های اصلاح شیمیایی خاک استفاده از مواد افزودنی مانند آهک، سیمان و نانوذرات است. در پژوهش حاضر تأثیر افزودن نانوسیلیس بر عملکرد آهک در بهبود خصوصیات مهندسی خاک­های مارنی و تشکیل ترکیبات جدید ناشی از فرایند تثبیت بررسی شده‌است. در این راستا پس از تعیین خصوصیات ژئوتکنیکی خاک مارن، بهبود ویژگی­های مهندسی نمونه­های تثبیت‌شده با درصدهای مختلف آهک شکفته و نانوسیلیس بعد از پایان دورۀ عمل­آوری از طریق انجام آزمایش­های مختلف مکانیکی (حدود اتربرگ، دانه‌بندی، رسوب و مقاومت فشاری محدودنشده (UCS)) و ریزساختاری (pH، پراش اشعۀ ایکس (XRD)) تجزیه‌و‌تحلیل شد. براساس نتایج پژوهش حاضر حضور نانوسیلیس در سیستم خاک مارنی- آهک، منجر به افزایش فعالیت­های پوزولانی و رشد نانوساختارهای هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینات کلسیم (C-A-H) و توزیع یکنواخت این نانوساختارها می­شود. هم‌چنین مقاومت فشاری نمونه­های اصلاح‌شده با ترکیب نانوسیلیس و آهک متناسب با افزایش مادۀ افزودنی نانوسیلیس روند کاملاً صعودی دارد. براساس نتایج پژوهش حاضر خصوصیات مهندسی خاک­های مارنی در نمونۀ اصلاح‌شده با 6% آهک و 1% نانوسیلیس، میزان مقاومت فشاری در 7 روز اول به kg/cm2 45/18 افزایش یافته و نسبت‌به نمونۀ مرجع مقاومت فشاری 18 برابر افزایش یافته‌است