بررسی مقاومت و ساختار خاک های مارنی تثبیت شده با سیمان و نانوسیلیس

فرسایش پذیری شدید در مجاورت هوا و آب و تورم پذیری زیاد از مشکلات اصلی خاک های مارنی است که موجب ناپایداری در بستر پروژه های عمرانی می شود. اصلاح شیمیایی خاک با سیمان در بسیاری از پژوهش ها بررسی شده است، اما تغییرات ریزساختاری و بافت خاک ها در فرایند تثبیت و هم چنین نقش نانوذرات سیلیس به صورت جامع بررسی نشده است. بر این اساس هدف پژوهش حاضر ارزیابی ریزساختاری بهبود خصوصیات مهندسی خاک های مارنی با سیمان در حضور نانوسیلیس و تشکیل ترکیبات جدید ناشی از فرآیند تثبیت است. در این راستا پس از تعیین خصوصیات ژیوتکنیکی خاک مارن، بهبود ویژگی های مهندسی نمونه های تثبیت شده با درصدهای مختلف سیمان و نانوسیلیس بعد از پایان دوره عمل آوری از طریق انجام آزمایش بزرگ ساختاری مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) و ریزساختاری (pH، پراش اشعه ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و طیف سنجی پاشندگی انرژی (EDX) تجزیه و تحلیل شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر حضور نانوسیلیس در فرایند تثبیت خاک مارنی به وسیله سیمان، منجر به افزایش فعالیت های پوزولانی و رشد نانوساختارهای هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و توزیع یکنواخت این نانوساختارها می شود. بر اساس نتایج پژوهش حاضر افزایش مقدار نانوسیلیس تا 1% از لحاظ ریزساختاری و درشت ساختاری موثر است و خصوصیات مهندسی خاک های مارنی در نمونه اصلاح شده با 4% سیمان و 1% نانوسیلیس میزان مقاومت فشاری را در طی 28 روز به kg/cm2 5/30 افزایش داده و نسبت به نمونه مرجع مقاومت فشاری حدود 30 برابر افزایش یافته است.