تاثیر تغییرات Ph اولیه کائولینیت بر برخی خصوصیات ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست‌محیطی آن

تغییر خصوصیات ژئوتکنیکی و ریزساختاری خاک رسی در شرایط اسیدی و قلیائی، موضوع کاربرد خاک های رسی در پروژه های ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی را با چالش روبرو کرده است. در سال‌های اخیر برای استفاده در مراکز دفن زباله، استفاده از لایه‌های رسی با دامنه خمیری کم در زیر لایه رسی با دامنه خمیری زیاد، توصیه شده است. کم تر بودن تغییرات خصوصیات مهندسی خاک‌های با دامنه خمیری کم یکی از علت‌های اصلی استفاده از آن ها در مراکز دفن زباله است. هدف این پژوهش، تعیین تاثیر ph اولیه کائولینیت بر برخی خصوصیات ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست‌محیطی آن است. برای دستیابی به هدف فوق، در این تحقیق با اضافه نمودن اسید و یا قلیا به کائولینیت، نمونه های کائولینیت دارای ph متفاوت تهیه شد. سپس با انجام یک سری از آزمایش های ریزساختاری و درشت ساختاری بر روی نمونه های کائولینیت دارای ph های متفاوت (3، 5، 9 و 12)، تغییرات برخی خصوصیات آن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد اگرچه تغییر ph اولیه نمونه رسی کائولینیت، در منحنی دانه بندی، منجر به تغییرات بیش از 52% در ابعاد دانه های هم اندازه رس شده است، لیکن با تغییر ph اولیه نمونه رسی کائولینیت، نتایج آزمایش های حداکثر وزن مخصوص خشک، حدروانی، دامنه خمیری، تک محوری و اشعه ایکس در ph های 3، 5 و 12 نسبت به نمونه کائولینیت طبیعی (ph=89)، حداکثر تا 7% تغییر کرده است. بر اساس نتایج تحقیق حاضر به علت ثبات نسبی خصوصیات کائولینیت در شرایط اسیدی و قلیائی، استفاده از آن به عنوان لایه تحتانی در بستر مرکز دفن زباله های شهری و صنعتی دارای توجیه مناسبی است.

Impact of pH Variations of Kaolinite upon Some of its Geotechnical and Geo- Environmental Properties

The use of clayey soils as clay barrier in landfills is very common. This is due to the suitable adsorption, buffering capacity and water retention of clays (Yong et al., 1992). However, changes in geotechnical and microstructural properties of clayey soils in acidic and alkaline conditions have caused many challenges in the application of clayey soils in these projects (Cherian, 2018). In industrial regions, soils are subjected to the acidic rains; therefore they usually encounter acidic conditions. On the other hand, in humidity condition areas, due to the evaporation of soil pore fluid, soils usually run into the alkaline conditions. These environmental conditions have caused the soils to have different initial pH backgrounds (Chemeda, 2015). These changes in the pH of clayey soils may cause some changes in geotechnical and geoenvironmental properties of soil. Such a change can affect the long durability of barrier properties. In spite of several researches which have been performed on the geoenvironmental properties of clayey soil, the review of the previous researches shows that there is a lack of extensive research on the subject of pH effect of clay on its properties and behaviour (Ouhadi and Yong, 2003). In addition, in the recent years the use of kaolinite as a lowest barrier clay layer in landfills has increased. Therefore, the main objective of this paper is to investigate on the impact of pH variations of kaolinite upon some of its geotechnical and geoenvironmental properties.To achieve this objective in this research with addition of acid and alkaline to kaolinite, several soil samples with different initial pH were prepared. Then, with the application of a series of microstructural and macrostructural experiments such as Atterberg limits, grain size distribution, unconfined compression strength and XRD experiments on kaolinite samples having different initial pH (3, 5, 9, and 12), the variations of some of its geotechnical and geoenvironmental properties are investigated.