تاثیر ذرات نانو سیمان بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی مخلوط ماسه بادی- بنتونیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران

چکیده

بهبود رفتار مهندسی خاک‌های مسأله‌دار در پروژه‌های عمرانی به عنوان یکی از مهم‌ترین مسائل پیشرو در مهندسی ژئوتکنیک محسوب می‌شود. عامل مهم و تعیین کننده در طراحی سازه‌ها و ابنیه‌های ژئوتکنیکی بر روی خاک‌های نرم و سست، تغییر شکل پذیری یا نشست و گاهی مقاومت آنها می‌باشد. اگرچه روشهای تثبیت خاکها عموما به دو بخش مکانیکی و شیمیایی تقسیم می-شوند ولی امروزه از مواد به اندازه نانو جهت بهسازی خصوصیات ژئوتکنیکی خاکها استفاده می‌گردد. هدف اصلی از تحقیق حاضر، امکان کاربرد ذرات نانو سیمان در جهت بهسازی خصوصیات ژئوتکنیکی خاک مخلوط ماسه بادی-بنتونیت (به میزان 15، 30 و 60 درصد) است. برای این منظور، ذرات نانو سیمان به مقدار 2/0، 4/0 و 6/0 درصد وزنی به خاک مورد مطالعه افزوده شده و به مدت 7، 14 و 28 روز عمل آوری بر روی نمونه‌ها انجام گرفته است. جهت انجام تحقیق از آزمون‌های آزمایشگاهی تراکم، تک محوری، برش مستقیم (در دو حالت خشک و اشباع) و نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) براساس استاندارد ASTM استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داده است حالت بهینه، ترکیب 6/0 درصد نانو سیمان در مدت زمان عمل آوری 28 روزه در خاک مخلوط ماسه بادی به همراه 15 درصد بنتونیت می‌باشد. زیرا، این شرایط باعث بهبود خصوصیات تراکم پذیری، افزایش توان باربری و مقاومت برشی در مصالح بهسازی شده گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Nano Cement Particles on Geotechnical Properties of Dune Sand-Bentonite Mixtures

نویسندگان [English]

  • Reza Parvaresh 1
  • Rouzbeh Dabiri 1
  • Saeideh Ebrahimi Asl 2
1 Department of Civil Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.
2 Department of Chemistry Engineering, Ahar Branch, Islamic Azad University, Ahar, Iran
چکیده [English]

Improving the engineering behavior of problematic soils in civil engineering projects is considered as one of the most important issues in geotechnical engineering. The important and decisive factor in the design of geotechnical structures and buildings on soft and loose soils is their deformation or settlement and resistance. One of the types of soft soil is a mixture of dune sand with clay (Bentonite). Although soil stabilization are generally divided to mechanical and chemical methods, nowadays Nano materials are used to improve the geotechnical properties of soils. The main idea of present research is the possibility of using Nano cement particles to improve the geotechnical properties of dune sand-bentonite (at the 15, 30 and 60 percentage) mixture. In order to perform the research, uniaxial compression, direct shear (in both dry and saturated states) and California load bearing ratio (CBR) laboratory tests have been used based on the ASTM standard. The obtained results have shown that the optimal condition is the combination of 0.6 % Nano cement in dune sand with 15% bentonite with 28-day curing period. Because, these conditions have improved compressibility characteristics, increased bearing capacity and shear resistance in stabilized materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dune sand
  • Clay
  • Bentonite
  • Nano cement
  • Soil Improvement
[2]  M. R. Noll, C. Bartlett C, T. M. Dochat, “In Situ Permeability Reduction and Chemical Fixation Using Colloidal Silica”, In Proceedings of the Sixth National Outdoor Action Conference on Aquifer Restoration, Ground Water Monitoring, and Geophysical Method, State College, PA, USA, 11–13 May 1992; National Ground Water Association: Westerville, OH, USA, (1992).
[6] V. Pourvahedi, V. Pourahmadi, M. Arbani, “Laboratory study of improving the geotechnical properties of clay using nano particles,” 1st National Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Shahid Rajaee University, Tehran, Iran, pp.1-8, (2014). (In Persian), https://civilica.com/doc/332591/
[7] Bahari M.; Shahnazari A.; “Laboratory investigation of fine-grained soil bed stabilization using nano clay,” Journal of water and soil science, vol.19, no.72, pp.107-113, (2015), http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.jstnar.19.72.10
[14] A. Bagheri, H. Zanganeh, M. R. Samani and M. Abolhassani, “The effect of the type, dimensions, and percentage of nano silica consumption on the properties of cement mortar,” First International Concerete Conference, National Center for Retrofitting (Northwest Branch), pp.1-7, (2009). (In Persian)
[18] Iran China Clay Industries Company, https://icckaolin.com/en/home/
[19] ASTM D421-85, “Standard Practice for Dry Preparation of Soil Samples for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants (Reapproved 2002),” Annual book of ASTM standards, (1985)
 
CAPTCHA Image