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Jul 24, 2023

マイクロ

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10913 (2023) この記事を引用する 457 アクセス数 1 引用指標の詳細 この記事に対する著者の訂正は 2023 年 7 月 17 日に公開されました この記事

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10913 (2023) この記事を引用

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この記事に対する著者の訂正は 2023 年 7 月 17 日に公開されました

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ナノ添加剤により、ナノセメンテーション (NC) が形成されます。 最近では、さまざまな建材の耐久性を向上させるためにこの加工が行われています。 NC は未処理の土壌材料の強度を向上させるために使用され、ナノ土壌改良 (NSI) とも呼ばれます。 数年のうちに、さまざまな種類の土壌におけるナノ添加剤の役割が開発されました。 この研究では、土壌の地盤工学的特性を改善するための最初のいくつかの研究として、土壌安定剤としてのマイクロおよびナノサイズのベントナイトの役割が評価されました。 マイクロおよびナノサイズのベントナイトから調製されたナノ添加剤を 4 つの配合物とブレンドしました。 濃度 0、1、2、および 3% のマイクロおよびナノ添加剤のこれらの配合物、つまり 0% マイクロベントナイト、1% マイクロベントナイト、2% マイクロベントナイト、3% マイクロベントナイト、0% ナノ-それぞれベントナイト、1% ナノベントナイト、2% ナノベントナイト、3% ナノベントナイト。 これらのマイクロおよびナノ添加剤の配合物は、別々に土壌に添加されました。 3% ナノベントナイトを含む試験片は、7 日間の養生時間で対照試験片よりも 2.3 倍以上高い土壌の一軸圧縮強度 (UCS) の大幅な改善を示しました。 また、マイクロベントナイトの性能により、7 日間の養生時間で対照標本よりも 1.1 倍以上高い土壌の UCS が改善されました。 マイクロおよびナノ添加剤で処理したサンプルのピーク応力 (E50) の 50% における割線弾性率は、未処理のサンプルと比較して増加しました。 さらに、蛍光 X 線 (XRF)、走査型電子顕微鏡、および X 線回折分析により、土壌標本のミクロおよびナノ構造の特徴が明らかにされ、土壌の強度を向上させるナノ添加剤の性能が示されました。 結果は、ナノ添加剤の一種としてのナノベントナイトが土壌の強度を高める効果的な手段であることを示しています。 この研究は、NSI技術としての土壌改良におけるナノベントナイトの重要性を示しています。

未処理の土壌は、緩く圧縮された土壌で、不安定になる可能性があり、建物の基礎に問題を引き起こす可能性があります。 未処理の土壌に建設を行うと、建物の構造や基礎に亀裂が生じるなど、重大な結果につながる可能性があります。 土壌を改善するための一般的な技術には、土壌を深く混合する、石柱、ジェットグラウト注入、事前充填および関連する方法が含まれますが、これらの技術は土壌の種類によっては十分ではない場合があります。 添加剤の使用は、土壌を改善し、より安定させる効果的な方法です。 添加剤には、石灰、セメント、フライアッシュなどの従来の安定剤や関連添加剤が含まれます。 これらの材料にはそれぞれ独自の長所と短所があり、未処理の土壌を改善するための最良の選択肢を理解するには、それらの違いを研究することが重要です1。

これらの状況に応じて、研究者たちは土壌改良における新しい技術を発見しています。 ベントナイトが土壌の強度を高める可能性を示した研究はほとんどありません2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19、 20、21、22、23、24、25。 ベントナイトは、強度は限られていますが、土壌の地質工学的特性を改善するために使用される最近の環境に優しい添加剤の 1 つです。 ナノ添加剤 (NA) は、土壌の地質工学的特性を改善するために使用される最近の方法の 1 つです。 NA はナノ土壌改良 (NSI) 技術の一種です。 最近、優れた機械的特性を備えたナノ添加剤 (NA) が、いくつかの研究で土壌の安定化に使用されています 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 、17、18、19、20、21、22、23、24、25。 He et al.2 は、石灰質紫色土壌における修飾 Na-ベントナイトの役割を評価しました。 Yu ら 3 は、土壌安定化における重金属を含む 2 種類の有機ベントナイトを研究しました。 Liu ら 4 は、土壌改良におけるキトサン/ベントナイトおよび Cr(VI) 複合材料をテストしました。 Pokharel と Siddiqua5 は、有機土壌におけるカルシウムベントナイト粘土とフライアッシュの組み合わせに関するカナダの事例研究を実施しました。 Sun ら 6 などの数人の研究者は、土壌改良におけるベントナイトを使用したカドミウム (Cd) と鉛 (Pb) の役割を評価しました。Bani Baker ら 7、Liu8、Cheng ら 9、Taha と Taha 10 はその役割を開発しました。砂質および粘土質土壌中のナノベントナイトの存在。 Kozlov et al.11 は、マイクロベントナイトの環境持続可能性性能を評価しました。 セメントとベントナイトの組成は、Li と Zhang 12、Bellil ら 13、Estabragh ら 14、および Consoli ら 19 によって制御されました。 Hussein と Ali15 は広大な土壌におけるポリプロピレン繊維の役割に関する研究を行い、一方 Muhammad と Siddiqua16 はシルト質砂におけるベントナイトのマグネシウムアルカリ化のフィードバックをミクロレベルで分析しました。 エル・アールら。 は、沖積土壌におけるケーススタディとして塩化ナトリウムの役割を評価しました26。 Muthukkumaran と Selvan17 は、粘土質土壌におけるモンモリロナイトが豊富なベントナイトの組み合わせを分析しました。 Estabragh ら 18 は、地盤改良法として MTBE を使用した粘土質土壌を評価しました。 Falamaki et al.20 は、粘土改良におけるベントナイトとリン酸塩の組成をテストしました。 粗地改良におけるベントナイトによる微生物の性能の役割は、Zhao ら 21 と Li ら 27 によって研究されました。 Shourijeh ら 22、Firoozfar と Khosroshahiri 23、Cheng ら 9 などの少数の研究者は、浸食、埋め立て、および圧密の改善に異なるマイクロおよびナノサイズの粘土タイプを使用しました。 土壌安定化におけるナノ添加剤の重要性は、既存の研究で説明されています 24,25。 Sakr ら 28 は、土壌の膨張におけるケーススタディとして籾殻粉末の役割を評価しました。