Блог

Jul 24, 2023

Микро

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 10913 (2023) Цитировать эту статью 457 Доступов 1 Цитирование Показатели Подробности Автор Исправление к этой статье было опубликовано 17 июля 2023 г. Эта статья

Том 13 научных докладов, номер статьи: 10913 (2023) Цитировать эту статью

457 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье была опубликована 17 июля 2023 г.

Эта статья обновлена

Нанодобавки приводят к образованию наноцементации (НК). Этот процесс в последнее время используется для повышения долговечности различных строительных материалов. NC используется для улучшения прочности необработанных почвенных материалов, также известного как наноулучшение почвы (NSI). За несколько лет была изучена роль нанодобавок в различных типах почв. В этом исследовании роль микро- и наноразмеров бентонита как стабилизатора грунта оценивалась как первое исследование по улучшению геотехнических свойств грунтов. Нанодобавки, приготовленные из микро- и наноразмеров бентонита, были смешаны с четырьмя рецептурами. Эти составы микро- и нанодобавок в концентрациях 0, 1, 2 и 3%, а именно 0% микробентонита, 1% микробентонита, 2% микробентонита, 3% микробентонита, 0% нано -Бентонит, 1% нанобентонит, 2% нанобентонит и 3% нанобентонит соответственно. Эти составы микро- и нанодобавок вносились в почву отдельно. Образцы с 3% нанобентонита показали значительное улучшение прочности при неограниченном сжатии (UCS) грунта, которое было более чем в 2,3 раза выше, чем у контрольного образца, за 7-дневное время отверждения. Также эффективность микробентонита привела к улучшению UCS почвы, которая была более чем в 1,1 раза выше, чем у контрольного образца при 7-дневном времени отверждения. Секущий модуль при 50 % пикового напряжения (Е50) образцов, обработанных микро- и нанодобавками, увеличился по сравнению с необработанными образцами. Кроме того, рентгенофлуоресцентный (РФА), сканирующая электронная микроскопия и рентгеноструктурный анализ охарактеризовали микро- и наноструктуры образцов почвы и показали эффективность нанодобавок в повышении прочности почв. Результаты показывают, что нанобентонит как разновидность нанодобавок является эффективным средством повышения прочности грунтов. Это исследование показывает значимость использования нанобентонита в улучшении почвы как метода NSI.

Необработанные почвы — это рыхлые, рыхло уплотненные почвы, которые могут быть нестабильными и создавать проблемы для фундаментов зданий. Строительство на необработанных грунтах может привести к серьезным последствиям, таким как появление трещин в строительных конструкциях и фундаменте. Общие методы улучшения почвы включают глубокое перемешивание почвы, каменные колонны, струйную цементацию, предварительную загрузку и подобные методы, но для некоторых типов почв этих методов может быть недостаточно. Использование добавок может быть эффективным способом улучшить почву и сделать ее более стабильной. Добавки могут включать традиционные стабилизаторы, такие как известь, цемент, летучая зола и сопутствующие добавки. Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки, и важно изучить различия между ними, чтобы понять оптимальные варианты улучшения необработанных почв1.

В этих условиях исследователи находят новые методы улучшения почвы. Есть несколько исследований, в которых бентонит показал свой потенциал в повышении прочности грунтов. 20,21,22,23,24,25. Бентонит – одна из последних экологически чистых добавок, используемых для улучшения геотехнических свойств грунтов, хотя прочность их ограничена. Нанодобавка (НА) – один из последних методов улучшения геотехнических свойств грунтов. NA — это разновидность методов наноулучшения почвы (NSI). Недавно в нескольких исследованиях для стабилизации грунта использовались нанодобавки (НА) с выдающимися механическими свойствами2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. ,17,18,19,20,21,22,23,24,25. Он и др.2 оценили роль модифицированных Na-бентонитов в известковой пурпурной почве. Ю и др.3 исследовали два типа органических бентонитов с тяжелыми металлами при стабилизации грунтов. Лю и др.4 протестировали композиты хитозан/бентонит и Cr(VI) для улучшения почвы. Покхарел и Сиддиква5 провели канадское тематическое исследование по сочетанию кальциево-бентонитовой глины и летучей золы в органических почвах. Некоторые исследователи, такие как Сан и др.6, оценили роль кадмия (Cd) и свинца (Pb) с использованием бентонита в улучшении почвы: Бани Бейкер и др.7, Лю8, Ченг и др.9, а также Таха и Таха10 разработали роль нанобентонита в песчаных и глинистых почвах. Козлов и др.11 оценили показатели экологической устойчивости микробентонита. Состав цемента и бентонита контролировался Ли и Чжан12, Беллилом и др.13, Эстабрагом и др.14 и Консоли и др.19. Хусейн и Али15 провели исследование роли полипропиленового волокна в обширных почвах, а Мухаммед и Сиддиква16 проанализировали обратную связь о защелачивании бентонита магнием на микроуровне в илистом песке. Эль Аал и др. оценили роль хлорида натрия на примере аллювиальных почв26. Мутхуккумаран и Сельван17 проанализировали сочетание бентонита, богатого монтмориллонитом, в глинистых почвах. Эстабраг и др.18 оценили глинистую почву с использованием МТБЭ как метода улучшения грунта. Фаламаки и др.20 протестировали состав бентонита и фосфата при улучшении глины. Роль микробной активности бентонита в улучшении грубого грунта исследовали Чжао и др.21 и Ли и др.27. Некоторые исследователи, такие как Шуридже и др.22, Фирузфар и Хосрошахири23, а также Ченг и др.9, использовали различные микро- и наноразмерные типы глины для улучшения эрозии, захоронения отходов и консолидации. Важность нанодобавок для стабилизации почвы описана в существующих исследованиях24,25. Сакр и др.28 оценили роль порошка рисовой шелухи на примере набухания почвы.