بررسي آزمايشگاهي كاهش پتانسيل واگرايي رس با استفاده از افزودن نانو اكسيد آلومينيوم و آهك

خاك‌هاي واگرا از جمله مهم‌ترين خاك‌هاي مساله دار در سازه‌هاي خاكي بويژه پروژه هاي سدهاي خاكي به شمار مي‌آيند. آهك و سولفات آلومينيوم به دليل ايجاد جايگزيني مناسب يون هاي كلسيم يا آلومينيوم بجاي سديم، از افزودني‌هاي سنتي و رايج در بهسازي خاك هاي واگرا به شمار مي روند. با توجه به پيشرفت تكنولوژي نانو و استفاده از آن در بهسازي خاك ها، در اين مطالعه از نانواكسيد آلومينيوم جهت بهسازي خاك واگرا استفاده شده است. براي اين منظور تركيبات مختلفي از ماده نانو به مقدار وزني 0، 2/0، 4/0، 8/0 و 0/1 درصد به رس واگرا و رس واگراي مخلوط شده با 2، 4 و 6 درصد آهك افزوده شده و تاثير آن در واگرايي خاك‌ها از طريق آزمايش هيدرومتري دوگانه بررسي شده است. نتايج نشان داده است كه با افزايش نانواكسيد آلومينيوم، درصد واگرايي به شدت كاهش مي‌يابد. بطوريكه براي رس واگراي مورد آزمايش، ماده نانو اكسيد آلومينيوم به تنهايي تا 64 درصدي پتانسيل واگرايي را كاهش داده است و در نمونه‌هاي داراي 2 درصد آهك، با افزودن تنها 2/0 درصد ماده نانو، خاك مورد نظر در رده خاك‌هاي غيرواگرا قرار گرفته است. تصاوير SEM تهيه شده از نمونه‌ها نشان مي دهد كه نانواكسيد آلومينيوم با تجمع و كلوخه‌اي نمودن خاك بطور قابل توجهي سطح ويژه را كاهش داده و از جذب آب توسط خاك كاسته است.

Dispersive soils are among the most important problematic soils in earth structures, especially earth dam projects. Lime and aluminum sulfate are common and traditional additives for stabilization of dispersive soils due to the proper replacement of calcium or aluminum ions instead of sodium ions. Considering the progress of nanotechnology and using its in soil improvement, in this study, nano-sized aluminum oxide powder was used to improve dispersive soil. Five different nano material ratios (0, 0.2, 0.4, 0.8 and 1% by weight of dry clay) were mixed with a dispersive clay and four different lime contents (0, 2, 4 and 6% by weight of dry clay) and the dispersion potential of mixtures are obtained from double hydrometer test. The results show that increasing nano Al2O3 greatly reduced the percentage of dispersion. Adding 1% nano-Al2O3 in dispersive clay has diminished 64% the potential of dispersion. In samples with containing 2% lime, only 0.2% of the nano material has been able to place the soil in non-dispersive category.