اصلاح خواص حرارتی و هیدرولیکی خاک با استفاده از نانوسیلیکا آیروژل جهت کاهش اثر یخبندان بر روسازی راه | ||
| مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل | ||
| دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 32، زمستان 1401، صفحه 43-62 اصل مقاله (1.73 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jtie.2023.29765.1631 | ||
| نویسندگان | ||
| محسن نورمحمدی1؛ سید مهدی ابطحی* 1؛ حمید هاشم الحسینی1؛ سید مهدی حجازی2 | ||
| 1دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان ، ایران | ||
| چکیده | ||
| یخبندان در خاک در مناطق سردسیر، مهمترین عامل خرابی و کاهش کارایی روسازی راهها و سایر سازههای خاکی میباشد. هدف از این تحقیق، معرفی روشی جدید برای کاهش اثرات نامطلوب یخبندان در خاک است. در این روش، یک عایق حرارتی سازگار با رطوبت برای ممانعت از نفوذ هوای سرد در خاک بستر تهیه شد. برای تهیه این عایق، از مخلوط خاک و سیلیکا آیروژل که یک نانومواد با هدایت حرارتی بسیار کم و آبگریزی فوقالعاده زیاد میباشد استفاده گردید. سیلیکا آیروژل با نسبتهای 5/0، 1 و 2 درصد وزنی با خاک مخلوط شد و هدایت حرارتی، آبگریزی، نفوذپذیری، درصد رطوبت در حالت اشباع و دوام در برابر چرخههای انجماد- ذوب این مخلوطها مطالعه شد. در این مطالعه، مشاهده شد که به دلیل آبگریز بودن سیلیکا آیروژل، مخلوطهای خاک- آیروژل نیز به طور چشمگیری آبگریز میشوند و جذب آب در آنها به طور قابل توجهی کاهش مییابد. به طوری که میزان رطوبت در حالت اشباع در خاک بدون سیلیکا آیروژل حدود چهار برابر میزان رطوبت در مخلوط خاک- آیروژل میباشد. به همین جهت، مرطوب شدن مخلوطهای خاک- آیروژل تأثیر چندانی در افزایش هدایت حرارتی آنها ندارد. از سوی دیگر، مشاهده شد که نفوذپذیری خاک بدون سیلیکا آیروژل حدود 21 برابر نفوذپذیری مخلوط خاک- آیروژل است، که نشاندهنده کاهش چشمگیر نفوذپذیری مخلوطهای خاک- آیروژل میباشد. بهعلاوه، چرخههای اشباع شدن- خشک شدن و انجماد- ذوب و همچنین قرار گرفتن در معرض جریانهای سیلابی، هیچ تأثیری بر هدایت حرارتی مخلوطهای خاک- آیروژل نداشت. با توجه به ویژگیهای حرارتی و هیدرولیکی مخلوطهای خاک- آیروژل، میتوان آنها را به عنوان عایق حرارتی سازگار با رطوبت، برای مقابله با اثرات نامطلوب یخبندان در خاک، مناسب دانست و معرفی کرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| یخبندان خاک؛ نفوذپذیری؛ چرخههای انجماد- ذوب؛ سیلیکا آیروژل؛ روسازی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 904 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 533 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 722 |
| تعداد مقالات | 10,383 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,838,872 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 64,535,467 |