استفاده از نانومواد برای پایدارسازی خاک ضعیف
چکیده
بررسی های اندکی در مقالات روی کاربرد نانوتکنولوژی در زمینه ژئوتکنیک صورت گرفته است. از آنجایی که مواد معدنی متعدد خاک و سنگ نانومواد هستند و واکنش های شیمیایی آن ها در سطح نانومقیاس است، پتانسیل زیادی برای استفاده از این تکنولوژی در زمینه های مهندسی ژئوتکنیک مثل نشست، تزریق سیمان (دوغاب ریزی)، پایدارسازی خاک و غیره وجود دارد. در این مطالعه پایدارسازی خاک ضعیف با استفاده از نانومواد بررسی شد. خاک ضعیف از جاده بودیان در شمال ایران به دست آمد و به عنوان رس با شکل پذیری (پلاستیسیته) پایین رده بندی شد. پنجاه تست CBR در این مطالعه صورت گرفت. در اولین مرحله اثر آهک روی پایدارسازی خاک ضعیف بررسی شد. نتایج اثر اندک آهک در بهبود خاک را تایید کرد. در مرحله دوم اثر نانوسیلیکا روی پایدارسازی ترکیب خاک-آهک مطالعه شد. نتایج نشان دهنده اثر برجسته نانوسیلکا در ترکیب خاک-آهک بود که در آن افزودن نانوسیلیکا قدرت CBR خاک و ترکیب خاک-آهک را به ترتیب تا 21 و 5/7 برابر افزایش داد. اثرات زمان سخت شدن در این مطالعه ارزشیابی شد و نتایج نشان داد که قدرت CBR ترکیب خاک-آهک با افزودن نانومواد با سرعت بیشتری افزایش یافت. طراحی ترکیب بهینه برای پایداری سازی خاک ضعیف بودیان در این مطالعه به صورت 5 درصد آهک و 3 درصد نانوسیلیکای افزوده شده به خاک انتخاب شد.
1. مقدمه
ایده نانوتکنولوژی اولین بار توسط ریچارد فیمن با این جمله “فضای زیادی در این پایین است” پیشنهاد شد. این تکنولوژی بعد از آن در همه شاخه های علوم توسعه یافت. توصیف های متفاوت این تکنولوژی در مقاله وجود دارد. هرچند پیشگامان ملی نانوتکنولوژی در ایالات متحده تعریف جامعی از این تکنولوژی ارائه کرده اند (NNI):
1. توسعه تحقیق و تکنولوژی در سطوح اتمی، مولکولی یا درشت مولکولی در مقیاس طولی تقریبا 1 تا 100 نانومتر (نانومتر یک میلیاردم متر است، کوچک تر از آن است که با میکروسکپ آزمایشگاهی رایج دیده شود)؛
4. نتیجه گیری
در این مطالعه استفاده از نانومواد در پایدارسازی رس با شکل پذیری پایین جاده بودیان بررسی شد. نانوسیلیکا به عنوان ماده پوزولانی فعال انتخاب شده و به ترکیب خاک-آهک با میزان بهینه آهک اضافه شد.
نتایج این مطالعه را می توان به صورت زیر بیان کرد:
- میزان بهینه آهک در ترکیب خاک-آهک 5 درصد بود که به بالاترین میزان مقاومت CBR رسید.
- افزودن نانوسیلیکا به ترکیب خاک-آهک (5 درصد آهک) باعث کاهش چگالی خشک حداکثر ترکیب و افزایش محتوای بهینه رطوبت گردید.
ABSTRACT
There are little investigations in the literature on the nanotechnology's application in the geothecnical field. Since, lots of soil and rock minerals are nanomaterial and their chemical reactions are in the nano-scale, there is a great potential for the use of this technology in different fields of geothecnical engineering such as seepage, grouting, soil stabilization and etc. In this study the stabilization of a weak soil was investigated using nanomaterial. The weak soil was obtained from Boodian Road in North of Iran and classified as low plasticity clay. Fifty CBR tests were conducted in this study. At the first step the effect of lime on the stabilization of the weak soil was investigated. The results proved a little effect of lime in the soil improvement. At the second step, the effect of nano-silica on the stabilization of the soil-lime mixture was studied. The results illustrated the important effect of nano-silica in the soil-lime mixture, in which adding nano-silica increased the CBR strength of the soil and soil-lime mixture up to 21 and 7.5 times respectively. The effects of curing time were also evaluated in this study and the results showed that the CBR strength of the soil-lime mixture increases more rapidly with adding nano-material. In this research, the optimum mixture design for stabilization of the Boodian weak soil was selected as 5% lime and 3% nano-silica added to the soil.
1- INTRODUCTION
The nanotechnologies idea was suggested by Richard Feynman for the first time in 1959, with this sentence "There’s plenty of room at the bottom" (Feynman 1959). After that, this technology developed in all branch of sciences. Different descriptions of this technology exist in the literature. However national pioneers of nanotechnology in United States have presented a comprehensive definition of this technology (NNI 2007):
1. Research and technology development at the atomic, molecular, or macromolecular levels, at a length scale of approximately 1 to 100 nanometers (a nanometer is onebillionth of a meter, too small to be seen with a conventional laboratory microscope);
4- CONCLUSION
In this study the application of nanomaterial in the stabilization of low plasticity clay of Boodian road was investigated. The nano-silica was selected as one active pozzolanic material and added to the soil-lime mixture with optimum amount of lime. The results of this study can be drawn as follow:
- The optimum amount of lime in the mixture of soillime was 5% in which the highest amount of CBR strength was achieved.
- Adding nano-silica in the mixture of soil-lime (5% lime) caused decreasing the maximum dry density of the mixture and increasing the optimum moisture content.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. برنامه آزمایشی
1.2. مواد
2.2. روش
3. نتایج و بحث
1.3. اثر آهک روی پایدارسازی خاک
2.3. اثر نانوسیلیکا در بهبود ترکیب خاک-آهک
4. نتیجه گیری
ABSTRACT
1- INTRODUCTION
2- EXPERIMENTAL PROGRAM
2.1- Materials
2.2- Method
3- RESULTS AND DISCUSSION
3.1- Effect of lime on stabilization of soil
3.2- The effect of Nano-silica in the improvement of the soillime mixture
4- CONCLUSION
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه