تأثیر خاک بنتونیت اصفهان بر روی ماسه به ترکیب عمل فیزیکی مکانیکی و عمل شیمیایی نسبت داده شد. در دیدگاه فیزیکی و مکانیکی، تماس رابط بین ذرات شن و ماسه توسط بنتونیت، که بر رفتار مکانیکی ماسه تأثیر دارد، سازماندهی مجدد شد.
بنابراین، حسگرها و رویکردهای عددی جدید توسعه‌یافته برای آزمایش‌های تجربی و شرایط میدانی مورد استفاده قرار گرفتند.
در این مطالعه از ماسه سیلیکونی استاندارد استفاده شد. ماسه استاندارد دارای درجه بندی اندازه ذرات یکنواخت است و به عنوان ماسه درشت متوسط طبقه بندی می شود.
با پیروی از استانداردهای ASTM [34،35،36،37]، d10، d30 و d60 ماسه آزمایش شده به ترتیب 0.328 میلی متر، 0.468 میلی متر و 0.752 میلی متر بود.
مس و سی سی به ترتیب 28/2 و 89/0 بود. حداقل و حداکثر نسبت خالی ماسه به ترتیب 595/0 و 818/0 بود. در مطالعه زیر نسبت فضای خالی نسبی نمونه ماسه با مقدار ثابت 58 درصد و نسبت خالی 736/0 کنترل شد.
خاک بنتونیت اصفهان
بنتونیت مورد استفاده در این مطالعه، بنتونیت سدیم و بنتونیت کلسیم بود که در شکل 1 نشان داده شده است. بنتونیت سدیم و بنتونیت کلسیم به ترتیب دارای کاتیونی از هسته بلوری مونت موریلونیت از Na+ و Ca2+ هستند.
بنتونیت کلسیم دارای ساختار متراکم و سطح آبدوست بزرگ است. سرعت جذب آب سریع و میزان جذب آب کلی کمتری دارد. بنابراین، می تواند در مدت زمان کوتاهی به تعادل هیدراتاسیون مونت موریلونیت برسد.
از سوی دیگر، بنتونیت سدیم ساختار ظریف‌تری دارد و سطح کریستالی کوچک‌تری دارد که در نتیجه سرعت جذب آب کمتری دارد. جذب آب مورد نیاز بیشتر از بنتونیت کلسیم است که به دلیل نسبت جرمی اکسید سیلیکون بیشتر است.
بنابراین، در مقایسه با بنتونیت کلسیم، به زمان هیدراتاسیون و زمان تعادل هیدراتاسیون بیشتری نیاز دارد. 83 درصد از ذرات بنتونیت کوچکتر از 0.08 میلی متر بودند که به ذرات ریز پلاستیسیته بالا با شاخص پلاستیسیته 324 تعلق داشتند.
Applsci 11 12001 g001 550 شکل 1. دو نوع بنتونیت مورد استفاده در این مطالعه: (الف) بنتونیت سدیم. (ب) بنتونیت کلسیم.
اثرات محتوای بنتونیت، زمان هیدراتاسیون و فشار محدود موثر بر خواص مکانیکی مخلوط ماسه-بنتونیت با آزمایش سه محوری مطابق با استاندارد ASTM مورد بررسی قرار گرفت.
