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Jul 24, 2023

Micro

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 10913 (2023) Citer cet article 457 accès 1 Citations Détails des métriques Une correction de l'auteur à cet article a été publiée le 17 juillet 2023 Cet article

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 10913 (2023) Citer cet article

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Une correction de l'auteur à cet article a été publiée le 17 juillet 2023.

Cet article a été mis à jour

Les nano-additifs entraînent la formation de nano-cimentation (NC). Ce procédé est récemment utilisé pour améliorer la durabilité de divers matériaux de construction. NC utilisé pour améliorer la résistance des matériaux du sol non traités, également connu sous le nom de nano-amélioration des sols (NSI). En quelques années, le rôle des nano-additifs dans différents types de sols s'est développé. Dans cette recherche, le rôle de la bentonite micro et nanométrique en tant que stabilisant du sol a été évalué comme première recherche visant à améliorer les propriétés géotechniques des sols. Des nano-additifs préparés à partir de micro et nano tailles de bentonite ont été mélangés à quatre formulations. Ces formulations de micro- et nano-additifs aux concentrations de 0, 1, 2 et 3%, à savoir 0% Micro-Bentonite, 1% Micro-Bentonite, 2% Micro-Bentonite, 3% Micro-Bentonite, 0% Nano -Bentonite, 1 % de nano-bentonite, 2 % de nano-bentonite et 3 % de nano-bentonite, respectivement. Ces formulations de micro- et nano-additifs ont été ajoutées séparément au sol. Les échantillons contenant 3 % de nano-bentonite ont montré une amélioration significative de la résistance à la compression non confinée (UCS) du sol, qui était plus de 2,3 fois supérieure à celle de l'échantillon témoin en un temps de durcissement de 7 jours. De plus, les performances de la micro-bentonite ont entraîné une amélioration de l'UCS du sol qui était plus de 1,1 fois supérieure à celle de l'échantillon témoin après un temps de durcissement de 7 jours. Le module sécant à 50 % de la contrainte maximale (E50) des échantillons traités avec des micro- et nano-additifs a augmenté par rapport aux échantillons non traités. En outre, les analyses par fluorescence X (XRF), par microscopie électronique à balayage et par diffraction des rayons X ont caractérisé les micro et nanostructures d'échantillons de sol et ont montré les performances des nano-additifs pour améliorer la résistance des sols. Les résultats montrent que la nano-bentonite, en tant que type de nano-additifs, constitue un moyen efficace pour augmenter la résistance des sols. Cette recherche montre l'importance de la nano-bentonite dans l'amélioration des sols, en tant que technique NSI.

Les sols non traités sont des types de sols meubles et peu compactés qui peuvent être instables et causer des problèmes aux fondations des bâtiments. Construire sur des sols non traités peut entraîner de graves conséquences, telles que des fissures dans les structures et les fondations des bâtiments. Les techniques courantes d'amélioration des sols comprennent le mélange du sol en profondeur, les colonnes de pierre, le jet grouting, le préchargement et les méthodes associées, mais ces techniques peuvent ne pas être suffisantes pour certains types de sols. L’utilisation d’additifs peut être un moyen efficace d’améliorer les sols et de les rendre plus stables. Les additifs peuvent inclure des stabilisants traditionnels comme la chaux, le ciment, les cendres volantes et les additifs associés. Chacun de ces matériaux présente ses propres avantages et inconvénients, et il est important d’étudier les différences entre eux pour comprendre les meilleures options pour améliorer les sols non traités1.

Dans ces conditions, les chercheurs découvrent de nouvelles techniques d’amélioration des sols. Il existe peu d'études dans lesquelles la bentonite a montré son potentiel pour augmenter la résistance des sols2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19, 20,21,22,23,24,25. La bentonite est l'un des récents additifs respectueux de l'environnement utilisé pour améliorer les propriétés géotechniques des sols, bien que sa résistance soit limitée. Le nano-additif (NA) est l'une des méthodes récentes utilisées pour améliorer les propriétés géotechniques des sols. NA est un type de techniques de nano-amélioration des sols (NSI). Récemment, des nano-additifs (NA) dotés de propriétés mécaniques exceptionnelles ont été utilisés pour la stabilisation des sols dans quelques études2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. ,17,18,19,20,21,22,23,24,25. He et al.2 ont évalué le rôle des bentonites Na modifiées dans les sols violets calcaires. Yu et al.3 ont étudié deux types de bentonites organiques contenant des métaux lourds dans la stabilisation des sols. Liu et al.4 ont testé des composites chitosane/bentonite et Cr(VI) dans l'amélioration des sols. Pokharel et Siddiqua5 ont mené une étude de cas canadienne sur la combinaison d'argile bentonite calcique et de cendres volantes dans les sols organiques. Quelques chercheurs tels que Sun et al.6 ont évalué le rôle du cadmium (Cd) et du plomb (Pb) en utilisant la bentonite dans l'amélioration des sols : Bani Baker et al.7, Liu8, Cheng et al.9 et Taha et Taha10 ont développé le rôle de nano-bentonite dans les sols sableux et argileux. Kozlov et al.11 ont évalué les performances en matière de durabilité environnementale de la micro-bentonite. La composition du ciment et de la bentonite a été contrôlée par Li et Zhang12, Bellil et al.13, Estabragh et al.14 et Consoli et al.19. Hussein et Ali15 ​​ont mené une recherche sur le rôle de la fibre de polypropylène dans les sols expansifs tandis que Muhammad et Siddiqua16 ont analysé le retour de l'alcalinisation du magnésium et de la bentonite au niveau micro dans le sable limoneux. El Aal et coll. évalué le rôle du chlorure de sodium comme étude de cas dans les sols alluviaux26. Muthukkumaran et Selvan17 ont analysé la combinaison de bentonite riche en montmorillonite dans des sols argileux. Estabragh et al.18 ont évalué un sol argileux avec du MTBE comme méthode d'amélioration du sol. Falamaki et al.20 ont testé la composition de la bentonite et du phosphate dans l'amélioration de l'argile. Le rôle de la performance microbienne avec la bentonite dans l'amélioration des sols grossiers a été étudié par Zhao et al.21 et Li et al.27. Quelques chercheurs tels que Shourijeh et al.22, Firoozfar et Khosroshahiri23 et Cheng et al.9 ont utilisé différents types d'argile de taille micro et nanométrique pour améliorer l'érosion, la mise en décharge et la consolidation. L'importance des nano-additifs dans la stabilisation des sols a été décrite dans des recherches existantes24,25. Sakr et al.28 ont évalué le rôle de la poudre de balle de riz comme étude de cas sur le gonflement du sol.