بررسی تاثیر نانوسیلیس‌ در تثبیت خاک رس و اصلاح مشخصات مکانیکی و حجمی آن در بستر راه

Abstract

در سال‌های اخیر فناوری نانو سبب تحولات بسیاری در دانش شده و محققین در زمینه‌های مختلف از آن بهره گرفته‌اند. نانو ذرات به دلیل ویژگی‌های خاص فیزیکی و شیمیایی در بسیاری از علوم برای ساخت مواد جدید و با قابلیت‌های منحصر به فرد به کار می‌روند. در این تحقیق تاثیر نانوسیلیس بعنوان یکی از محصولات فناوری نانو، با نقش پوزولان مصنوعی و بسیار فعال با سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. در ارتباط با کاربرد نانوسیلیس در اصلاح و بهسازی مشخصات خاک‌های مختلف، مطالعات محدودی صورت گرفته است که در این مطالعه آزمایشگاهی، به بررسی خواص فیزیکی، حجمی و مکانیکی خاکهای ضعیف تثبیت شده با سیمان حاوی نانو سیلیس از طریق آزمایش‌های متفاوت حدود اتربرگ، مقاومت فشاری تک محوری، باربری کالیفرنیا و تورم پرداخته شده است. به علاوه، جهت مطالعه ریزساختار خمیر سیمان حاوی نانو سیلیس از آزمایش‌های طیف‌سنجی تفرق اشعه ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان دهنده افزایش قابل توجه مشخصات مکانیکی نظیر مقاومت فشاری تک محوری و باربری کالیفرنیا با افزایش نانوسیلیس در کوتاه مدت می‌باشد بطوریکه با اصلاح سیمان با افزودن 10 درصد نانو سیلیس (بر حسب وزن سیمان)، مقاومت فشاری تک محوری 25 درصد و باربری کالیفرنیا 45 درصد در طی 7 روز افزایش یافت. این روند در نمونه های 28 روزه تا 65 درصد خواهد بود. این نتایج همچنین حاکی از کاهش قابل توجه پتانسیل تورم خاک دارد. در نهایت یک طرح بهینه برای تثبیت بسترهای حاوی رس ضعیف با استفاده از سیمان اصلاح‌شده با نانوسیلیس جهت کاربردهای کوتاه مدت و دراز مدت ارائه می‌شود که در مقاصد عملی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.