بررسی جامع مطالعات انجام شده در حوزه تثبیت خاک با انواع پلیمرها (بیوپلیمرها، پلیمرهای آلی و ژئوپلیمرها)

این مقاله مروری بر تحقیقات انجام شده در حوزه بهسازی مسائل مهندسی ژئوتکنیک با پلیمرها را ارائه می کند. ابتدا خصوصیات موثر پلیمرهای پر مصرف شامل ژئوپلیمر، بیوپلیمر و پلیمرهای نیمه آلی بحث می شود. این خصوصیات شامل انواع و نسبت های پیش ماده فعال کننده ژئوپلیمرها، وزن مولکولی ، اندازه ذرات، بار مغناطیسی ، ترکیب ، حلالیت ، ویسکوزیته ، PH و رفتار رطوبتی پلیمرهای آلی می باشد. در ادامه مکانیسم های حاکم بر تثبیت خاک ها با انواع رده های پلیمری بررسی می شود. مکانیسم های کلیدی برای اندرکنش پلیمرهای آلی و خاک رس، نیروهای الکترواستاتیکی و افزایش آنتروپی هستند، که بسته به اینکه آیا پلیمر کاتیونی ، خنثی یا آنیونی است ، عملکرد متفاوتی دارند. از سوی دیگر، برهمکنش های بین پلیمرها و خاکهای دانه درشت که عمدتا از ماسه تشکیل شده اند بطورکلی به سه فرآیند؛ لایه نازک ی که ذرات ماسه را می پوشاند، تشکیل پیوندهای پلیمری که ذرات نزدیک بهم را متصل می کند و توسعه چسبندگی بین کلیه ذرات، نسبت داده می شوند. مکانیسم تثبیت خاک با ژئوپلیمر از طریق تشکیل ژل سدیم آلومینوسیلیکات یا کلسیم آلومینوسیلیکات یا هر دو که تمام اجزا خاک را بهم پیوند می دهد و ساختاری چگال تر و محکم تر می سازد، صورت می پذیرد. همچنین خواص مهندسی انواع خاک پس از تثبیت با پلیمرها شامل بهبود مقاومت و دوام، کاهش نفوذپذیری ، مهار تورم و انقباض افزایش پایداری مورد بحث قرار گرفته است . در نهایت ، مقاله چالش های استفاده گسترده از تثبیت خاک ها با پلیمر را عنوان می کند که شامل استانداردهای محدود ارزیابی ، ملاحظات صرفه اقتصادی و حساسیت به رطوبت این تثبیت ها می باشد. برای این منظور، برخی از جهت گیری های تحقیقاتی آینده برای توسعه استفاده از پلیمرها در تثبیت خاک از جمله نیاز به ایجاد پروتکل های تست استاندارد، ارزیابی درجا خواص خاک های تثبیت شده با پلیمر، حل مسائل دوام و بررسی عمیق مکانیسم های تثبیت ارائه خواهد شد.

کلیدواژه ها:

تثبیت خاک ، ژئوپلیمر ، بیوپلیمر ، پلیمر آلی