بررسی تأثیر اندازه رس (میکرومتر تا نانومتر) در بهسازی خصوصیات مهندسی ماسه کوارتزی

زمین شناسی مهندسی

تعداد 116 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

بررسی تأثیر اندازه رس (میکرومتر تا نانومتر) در بهسازی خصوصیات مهندسی ماسه کوارتزی

چكيده

ماسه کوارتزی معمولاً به عنوان خاک­هاي مشکل آفرین در حین اجراي طرح­های مهندسی شناخته می­شوند. خصوصيات مهم اين نوع خاك­ها تخلخل زياد، وزن مخصوص كم و چسبندگي صفر و يا ناچيز مي­باشد. كشور ايران در زمره كشورهايي قرار گرفته كه داراي این نوع خاک­ها مي­باشد اینگونه خاک­ها گسترش زیادی در مناطق کویری و حاشیه آن، نوار ساحلی دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان و پیرامون دریاچه­­ها و باطلاق ها دارند. پراکندگی و رخنمون ماسه­های کوارتزی در بخش­های وسیعی از کشور ضرورت بهسازی آن­ها در محل اجرای طرح­های توسعه­ای مانند راه­ سازی، شبکه­های مواصلاتی، احداث و توسعه مناطق مسکونی و غیره را ایجاب می­کند.

در این پژوهش مجموعه­ای از آزمایش­های تراکم استاندارد، برش مستقیم، مقاومت فشاری و رمبندگی بر روی خاک موردنظر و مخلوط­های آن با 4 درصد مختلف میکروکائولینیت و نانوکائولینیت(100، 50 و 25 نانومتر)، جهت بررسی میزان تغییرات به وجود آمده در خواص خاک با افزایش درصد نانوکائولینیت و میکروکائولینیت انجام شده است. به منظور خرد کردن ذرات کانی رسی کائولینیت و رساندن آن به ابعاد نانو از دستگاه آسیاب گلوله­ای سیاره­ای استفاده شد سپس به­منظور پراکنده سازی نانوذرات از دستگاه حمام مافوق صوت و برای بدست آوردن ترکیبی یکنواخت از نانو و میکروذرات کائولینیت با ماسه کوارتزی از دستگاه همگن ساز استفاده گردید. نتایج نشان دهنده افزایش تراکم پذیری و مقاومت فشاری و برشی تا مقدار 5/0 درصد وزنی میکروکائولینیت می­باشد که در درصدهای بیشتر سبب کاهش خواص مهندسی ماسه کوارتزی می­باشد اما در مقیاس نانومتر با افزایش درصد نانوکائولینیت تا 4 درصد وزنی تراکم پذیری و مقاومت فشاری ماسه کوارتزی افزایش می­یابد همچنین در آزمایش برش مستقیم با افزایش درصد نانوکائولینیت هم چسبندگی و هم زاویه اصطکاک داخلی خاک افزایش می­یابد به طوریکه در ماسه کوارتزی شامل 4درصد نانوکائولینیت، بیشترین مقاومت برشی را دارا می­باشد. در نهایت به دلیل روند صعودی افزایش مقاومت تا 4درصد با افزایش نانوکائولینیت، برای مشخص کردن پیک آن در مقیاس 25نانومتر آزمایش­ها با درصدهای 6، 8، 10، 12و 14 ادامه داده شد که در مقدار 10درصد حداکثر مقاومت بدست آمد و در درصدهای 12و 14 مقاومت خاک کاهش یافت. اطلاعات بدست آمده از مطالعه روشن می­گردد که نانوکائولینیت نسبت به میکروکائولینیت اثر بهتری بر خواص مهندسی ماسه کوارتزی دارد بنابراین نانوکائولینیت می­تواند کاندیدای مناسبی جهت بهسازی خصوصیات مهندسی ماسه کوارتزی باشد.

كليد واژه‌ها: ماسه ­کوارتزی­، خصوصیات مهندسی، کانی رسی کائولینیت، میکرومتر، نانومتر