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Jul 24, 2023

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Scientific Reports volume 13, numero articolo: 10913 (2023) Cita questo articolo 457 Accessi 1 Citazioni Dettagli metriche Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 17 luglio 2023 Questo articolo

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 10913 (2023) Citare questo articolo

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Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 17 luglio 2023

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I nanoadditivi provocano la formazione di nanocementazione (NC). Questo processo è stato recentemente utilizzato per migliorare la durabilità di vari materiali da costruzione. NC utilizzato per migliorare la resistenza dei materiali del terreno non trattati, noto anche come nano miglioramento del suolo (NSI). In pochi anni è stato sviluppato il ruolo dei nanoadditivi in ​​varie tipologie di suoli. In questa ricerca, come prima ricerca per migliorare le proprietà geotecniche dei suoli, è stato valutato il ruolo delle dimensioni micro e nano della bentonite come stabilizzante del suolo. I nanoadditivi preparati da micro e nano dimensioni di bentonite sono stati miscelati con quattro formulazioni. Queste formulazioni di micro e nano additivi a concentrazioni di 0, 1, 2 e 3%, ovvero 0% Micro-Bentonite, 1% Micro-Bentonite, 2% Micro-Bentonite, 3% Micro-Bentonite, 0% Nano -Bentonite, 1% Nano-Bentonite, 2% Nano-Bentonite e 3% Nano-Bentonite, rispettivamente. Queste formulazioni di micro e nano additivi sono state aggiunte separatamente al terreno. I campioni con il 3% di nano-bentonite hanno mostrato un miglioramento significativo nella resistenza alla compressione non confinata (UCS) del terreno che era più di 2,3 volte superiore rispetto al campione di controllo nel tempo di polimerizzazione di 7 giorni. Anche le prestazioni della micro-bentonite hanno comportato un miglioramento dell'UCS del suolo che è stato più di 1,1 volte superiore rispetto al campione di controllo con un tempo di polimerizzazione di 7 giorni. Il modulo secante al 50% dello stress di picco (E50) dei campioni trattati con micro e nano additivi è aumentato rispetto ai campioni non trattati. Inoltre, la fluorescenza a raggi X (XRF), la microscopia elettronica a scansione e le analisi di diffrazione dei raggi X hanno caratterizzato micro e nanostrutture di campioni di terreno e hanno mostrato le prestazioni dei nanoadditivi nel migliorare la resistenza dei suoli. I risultati mostrano che la nano-bentonite come tipo di nano-additivi è un mezzo efficace per aumentare la resistenza dei suoli. Questa ricerca mostra l'importanza della nano-bentonite nel miglioramento del suolo, come tecnica NSI.

I terreni non trattati sono tipi di terreni sciolti e poco compatti che possono essere instabili e causare problemi alle fondamenta della costruzione. La costruzione su terreni non trattati può portare a gravi conseguenze, come crepe nelle strutture e nelle fondamenta degli edifici. Le tecniche comuni per migliorare i suoli includono la miscelazione profonda del terreno, colonne di pietra, jet grouting, precaricamento e metodi correlati, ma queste tecniche potrebbero non essere sufficienti per alcuni tipi di terreno. L’uso degli additivi può essere un modo efficace per migliorare i terreni e renderli più stabili. Gli additivi possono includere stabilizzanti tradizionali come calce, cemento, ceneri volanti e relativi additivi. Ciascuno di questi materiali presenta vantaggi e svantaggi ed è importante studiare le differenze tra loro per comprendere le migliori opzioni per migliorare i terreni non trattati1.

In base a queste condizioni, i ricercatori stanno trovando nuove tecniche per il miglioramento del suolo. Esistono pochi studi in cui la bentonite ha mostrato il suo potenziale nell'aumentare la resistenza dei suoli2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19, 20,21,22,23,24,25. La bentonite è uno dei recenti additivi ecologici utilizzati per migliorare le proprietà geotecniche dei terreni sebbene la resistenza sia limitata. Il nanoadditivo (NA) è uno dei metodi recenti utilizzati per migliorare le proprietà geotecniche dei terreni. NA è un tipo di tecniche di nano miglioramento del suolo (NSI). Recentemente, in alcuni studi, sono stati utilizzati nano-additivi (NA) con eccezionali proprietà meccaniche per la stabilizzazione del suolo2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 ,17,18,19,20,21,22,23,24,25. He et al.2 hanno valutato il ruolo delle Na-bentoniti modificate nel terreno calcareo viola. Yu et al.3 hanno studiato due tipi di bentoniti organiche con metalli pesanti nella stabilizzazione del suolo. Liu et al.4 hanno testato compositi chitosano/bentonite e Cr(VI) nel miglioramento del suolo. Pokharel e Siddiqua5 hanno condotto uno studio di caso canadese sulla combinazione di argilla bentonitica calcica e ceneri volanti in terreni organici. Alcuni ricercatori come Sun et al.6 hanno valutato il ruolo del cadmio (Cd) e del piombo (Pb) utilizzando la bentonite nel miglioramento del suolo: Bani Baker et al.7, Liu8, Cheng et al.9 e Taha e Taha10 hanno sviluppato il ruolo di nano-bentonite in terreni sabbiosi e argillosi. Kozlov et al.11 hanno valutato le prestazioni di sostenibilità ambientale della micro-bentonite. La composizione di cemento e bentonite è stata controllata da Li e Zhang12, Bellil et al.13, Estabragh et al.14 e Consoli et al.19. Hussein e Ali15 ​​hanno condotto una ricerca sul ruolo della fibra di polipropilene nei terreni espansivi mentre Muhammad e Siddiqua16 hanno analizzato il feedback dell'alcalinizzazione del magnesio della bentonite a livello micro nella sabbia limosa. El Aal et al. valutato il ruolo del cloruro di sodio come caso di studio nei terreni alluvionali26. Muthukkumaran e Selvan17 hanno analizzato la combinazione di bentonite ricca di montmorillonite in terreni argillosi. Estabragh et al.18 hanno valutato il terreno argilloso con MTBE come metodo di miglioramento del terreno. Falamaki et al.20 hanno testato la composizione di bentonite e fosfato nel miglioramento dell'argilla. Il ruolo delle prestazioni microbiche con la bentonite nel miglioramento grossolano del terreno è stato studiato da Zhao et al.21 e Li et al.27. Alcuni ricercatori come Shourijeh et al.22, Firoozfar e Khosroshahiri23 e Cheng et al.9 hanno utilizzato diversi tipi di argilla di dimensioni micro e nanometriche per il miglioramento dell'erosione, delle discariche e del consolidamento. L'importanza dei nanoadditivi nella stabilizzazione del suolo è stata descritta nella ricerca esistente24,25. Sakr et al.28 hanno valutato il ruolo della polvere di lolla di riso come caso di studio nel rigonfiamento del terreno.