استفاده از بیوپلیمر زیست سازگار کیتوسان در تثبیت خاک ماسه بادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد خاک و پی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران.

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران.

چکیده

کیتوسان یک پلیمر طبیعی زیست سازگار است که به علت خاصیت چسبندگی خود در این تحقیق برای بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک ماسه بادی مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با انجام آزمابش های فشاری محصور نشده، برش مستقیم و آزمون میکروسکوپ الکترونی نشان داده می شود که این ماده می تواند به عنوان گزینه ای مناسب برای تثبیت خاک در نظر گرفته شود. نتایج آزمایشهای فشاری محصور نشده نمونه های 5/0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7 و 10 درصد کیتوسان، نشان می دهد که با افزایش مقدار کیتوسان تا 7 درصد مقاومت افزایش قابل توجهی می یابد و سپس با اضافه شدن کیتوسان مقاومت کاهش می یابد. از نتایج آزمایشها با مدت زمانهای 1، 3، 7، 14 و 28 روز عمل آوری و همچنین در شرایط با دماهای مختلف مشاهده شد که مدت زمان 14 روز برای عمل آوری نمونه ها کافی است و دمای 60 درجه سانتی گراد، مناسبترین شرایط را برای خاک تثبیت شده با بیوپلیمر کیتوسان بوجود می آورد. نتایج آزمایش برش مستقیم نشان می دهد که تاثیر این ماده در افزایش چسبندگی خاک ماسه بادی قابل ملاحظه است بطوریکه با اضافه شدن 1 و 2 درصد کیتوسان چسبندگی از 6/13 به ترتیب به 106 و 156 کیلوپاسکال افزایش یافت. در انتها جهت بررسی مورفولوژی نمونه‌ های تثبیت ‌شده با کیتوسان از تصاویر میکروسکوپ الکترونی استفاده گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Stabilization of desert sand using Eco-friendly bio-polymer of Chitosan

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hosein Jalili 1
  • Morteza Jiryaei Sharahi 2
  • Masoud Amelsakhi 2
1 Civil Engineering Group, Qom University of Technology, Qom, Iran
2 Civil Engineerin Group, Qom University of Technology, Qom, Iran
چکیده [English]

Chitosan is a natural biopolymer that is used in this research to improve the geotechnical properties of desert sand due to its cementation properties. In the present study, by conducting unconfined compression tests, direct shear and electron microscopy tests it is shown, that this material can be considered as an appropriate alternative for soil stabilization. The results of unconfined compression tests on samples with 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 10% chitosan, show that with increasing chitosan content up to 7% shear strength increasing significantly, however an increase of more than 7% in chitosan content, reduces shear strength. The results of tests with 1, 3, 7, 14 and 28 days curing process duration and also at different temperatures of curing indicated that 14 days duration is enough for sample preparation and 60 ° C is the optimum temperature for curing of the samples stabilized with chitosan biopolymer. The results of the direct shear test show that the effect of this material on the cohesion of the sandy soil is significant, as with the increasing of 1 and 2% chitosan cohesion increased from 13.6 to 106 and 156 kPa, respectively. Finally, electron microscopy images are used to investigate the morphology of chitosan stabilized samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil stabilization
  • Desert sand
  • Chitosan
  • Biopolymer
دوره 23، شماره 62
خرداد 1400
صفحه 22-30
  • تاریخ دریافت: 09 تیر 1398
  • تاریخ بازنگری: 29 فروردین 1400
  • تاریخ پذیرش: 22 آبان 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 22 آبان 1400