بهسازی خاک ماسه‌ای رس دار با استفاده از نانوذره

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت

2 دانشکده عمران دانشگاه علم و صنعت تهران ایران

10.24200/j30.2024.63620.3279

چکیده

استفاده از نانو ذرات در بهبود خصوصیات ژئوتکنیکی خاک‌ها، موضوعی مهم در تحقیقات مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک است. در این پژوهش اثر افزودن نانو ذرات کلسیم اکسید و آلومینیوم اکسید بر مقاومت فشاری در سه زمان مختلف عمل‌آوری ۷، ۱۴ و ۲۸ روز بررسی شد. نتایج نشان داد نمونه‌های دارای ۰٫۰۵، ۰٫۱ و ۰٫۲ درصد نانو آلومینیوم اکسید در عمل‌آوری 28 روزه به ترتیب 92/24، 78/46 و 28/43 درصد نسبت به نمونه شاهد افزایش مقاومت داشتند و همچنین این افزایش مقاومت برای نمونه‌های دارای نانو کلسیم اکسید به ترتیب 73/18، 43/40 و 72/36 نسبت به نمونه شاهد بوده است. با توجه به نتایج، افزایش زمان عمل‌آوری تأثیری در افزایش مقاومت نداشت و همچنین درصد بهینه برای هر دو نانوذره 1/0 درصد انتخاب شد. بررسی منحنی‌های تنش کرنش نشان داد نمونه‌های دارای نانو آلومینیوم اکسید رفتار شکننده‌تری نسبت به نمونه‌های دارای کلسیم اکسید داشتند. در ادامه نمونه‌ها تحت آنالیز FESEM قرار گرفتند و نتایج نشان‌دهنده پرشدگی بهتر در بین نمونه‌های بهسازی شده بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Soil Improvement of Clayey Sand Using Nanoparticle

نویسندگان [English]

  • Saeed rahmati sardasht 1
  • Ali Akbar Heshmati 2
1 School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran,
2 School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran,
چکیده [English]

The field of nanotechnology encompasses all technologies that operate on a nanoscale, typically ranging from 1 to 100 nanometers. Nano-particles are the most commonly used materials in this technology. Given the provided definition of nanotechnology, there is a growing interest in exploring its applications in the field of geotechnical engineering. Recently, numerous researchers have directed their efforts toward discovering these applications. This strong interest stems from the unique properties of these particles and their potential to enhance the mechanical and structural characteristics of soil. This article explores the impact of different percentages of calcium oxide and aluminum oxide nanoparticles on the compressive strength of clayey sandy soil with a constant clay content. To achieve this, clayey sandy soil comprising 80% sand and 20% clay, after being treated with varying percentages (0.05%, 0.1%, and 0.2% by dry soil weight) of nanoparticles, including aluminum oxide and calcium oxide, in three different curing times of 7, 14 and 28 days was tested for unconfined compressive strength. The results indicate that samples containing 0.05%, 0.1%, and 0.2% aluminum oxide nanoparticles after 28 days of curing experienced a 24.92%, 46.78%, and 43.28% increase in strength, respectively, compared to the control sample. Similarly, the increase in strength for samples with calcium oxide nanoparticles was 18.73%, 40.43%, and 36.72%, respectively. According to the findings, the curing time did not have a significant effect on strength improvement, and the optimum percentage for both types of nanoparticles was determined to be 0.1%. Further analysis of stress-strain curves revealed that samples with aluminum oxide nanoparticles exhibited a more brittle behavior compared to those with calcium oxide nanoparticles. Subsequently, for microstructural investigations, the samples were analyzed using Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). The microstructural examinations demonstrated better compactness among the treated samples, indicating improved microstructural characteristics in the nanoparticle-amended soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil improvement
  • nanotechnology
  • calcium oxide
  • Aluminum oxide
  • unconfined compressive strength