امروزه یکی از دغدغه ­هایی که در پروژه ­های صنعتی و عمرانی در برخی مناطق جنوبی کشور مطرح است پدیده واگرایی می ­باشد. در این پدیده خاک­ های رسی واگرا تحت شرایطی خاص پراکنده شده و به سرعت شسته می­ شوند. با توجه به پیشرفت روزافزون در زمینه افزودنی­ های صنعتی و معدنی، در این پژوهش از متاکائولن (Metakaolin) جهت بهسازی خاک­ های واگرا استفاده شده است. بدین منظور نمونه ­هایی متشکل از درصد وزنی صفر، 2، 4، 6 و 8 درصد وزن خاک، به خاک رس شدیداً واگرا افزوده شد و پس از پایان دوره عمل­ آوری 7 روزه، نمونه ­ها تحت آزمایش ­های مختلف ژئوتکنیکی قرار گرفتند و میزان تغییرات پتانسیل واگرایی و همچنین بهبود ویژگی های ژئوتکنیکی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزودن 6 تا 8 درصد متاکائولن به خاک، پتانسیل واگرایی به طور قابل توجهی کاهش می ­یابد. در این حالت مطابق نتایج آزمایش هیدرومتری دوگانه شدت پتانسیل واگرایی حدود 55 درصد کاهش یافت و در محدوده واگرایی کم قرار گرفت این موضوع در آزمایش کرامب (Crumb) هم صادق بود. در ادامه نتایج آزمایش حدود اتربرگ (Atterberg limits) نشانگر کاهش شاخص خمیری و در نتیجه کاهش انعطاف ­پذیری نمونه­ ها است. بررسی نتایج آزمایش تراکم نشان دهنده آن بوده است که با کاهش رطوبت بهینه، حداکثر دانسیته خشک خاک افزایش یافته که همین امر سبب افزایش تراکم خاک در نتیجه واکنش ­پذیری بالا متاکائولن با هیدروکسیدکلسیم و تشکیل ژل هیدرات سیلیکات کلسیم بوده است که درنهایت سبب افزایش مقاومت محصورنشده خاک و بهبود مشخصات ژئوتکنیکی خاک واگرا گردیده است.

امروزه یکی از دغدغه ­هایی که در پروژه ­های صنعتی و عمرانی در برخی مناطق جنوبی کشور مطرح است پدیده واگرایی می ­باشد. در این پدیده خاک­ های رسی واگرا تحت شرایطی خاص پراکنده شده و به سرعت شسته می­ شوند. با توجه به پیشرفت روزافزون در زمینه افزودنی­ های صنعتی و معدنی، در این پژوهش از متاکائولن (Metakaolin) جهت بهسازی خاک­ های واگرا استفاده شده است. بدین منظور نمونه ­هایی متشکل از درصد وزنی صفر، 2، 4، 6 و 8 درصد وزن خاک، به خاک رس شدیداً واگرا افزوده شد و پس از پایان دوره عمل­ آوری 7 روزه، نمونه ­ها تحت آزمایش ­های مختلف ژئوتکنیکی قرار گرفتند و میزان تغییرات پتانسیل واگرایی و همچنین بهبود ویژگی های ژئوتکنیکی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزودن 6 تا 8 درصد متاکائولن به خاک، پتانسیل واگرایی به طور قابل توجهی کاهش می ­یابد. در این حالت مطابق نتایج آزمایش هیدرومتری دوگانه شدت پتانسیل واگرایی حدود 55 درصد کاهش یافت و در محدوده واگرایی کم قرار گرفت این موضوع در آزمایش کرامب (Crumb) هم صادق بود. در ادامه نتایج آزمایش حدود اتربرگ (Atterberg limits) نشانگر کاهش شاخص خمیری و در نتیجه کاهش انعطاف ­پذیری نمونه­ ها است. بررسی نتایج آزمایش تراکم نشان دهنده آن بوده است که با کاهش رطوبت بهینه، حداکثر دانسیته خشک خاک افزایش یافته که همین امر سبب افزایش تراکم خاک در نتیجه واکنش ­پذیری بالا متاکائولن با هیدروکسیدکلسیم و تشکیل ژل هیدرات سیلیکات کلسیم بوده است که درنهایت سبب افزایش مقاومت محصورنشده خاک و بهبود مشخصات ژئوتکنیکی خاک واگرا گردیده است.

غشا ژئوپلیمری توسط فعال کردن متاکائولن با محلول حاوی مخلوط هیدروکسید سدیم و دوده سیلیس تهیه شد. غشا با استفاده از پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز، تخلخل سنجی نفوذ جیوه و پراکندگی انرژی پرتو ایکس مورد ارزیابی قرار گرفت. غشا ژئوپلیمری دارای تخلخل 33.5 درصد و متوسط اندازه حفره 327 نانومتر می باشد. از این غشا برای حذف ماده رنگزای کاتیونی متیلن آبی به روش فیلتراسیون امولسیون استفاده شد. اتصال ماده رنگزا به ماده فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) و سپس انحلال آن در فاز روغنی امولسیون، باعث استخراج ماده رنگزا از محلول آبی شده که به دنبال آن گویچه های امولسیونی توسط غشا میکروفیلتراسیون پس زده می شوند. برای بهینه سازی عملکرد جداسازی، از روش طراحی آزمایش باکس بنکن استفاده شد. نتایج نشان داد که غشا بهینه دارای بیشینه شار تراوایی l/m2.h.bar 70.28 و میزان حذف رنگرا 98.45 درصد، در سرعت جریان خوراکl/min 1.5، غلظت SDS برابر 5.33 درصد در غلظت متیلن آبی ppm 100 می باشد.

میزان حساسیت جریان اسلامپ بتن خود تراکم حاوی متاکائولن به مواد تشکیل دهنده آن و نسبت های طرح اختلاط، لزوم استفاده از مدل هایی با دقت بالا برای تضمین ویژگی های تخمین درست و تعمیم آن را ضرورت بخشیده است. ازاین رو، در این مقاله به بررسی قابلیت روش های اسپلاین رگرسیونی چندمتغیره تطبیقی و مدل درختی در مدلسازی و پیش بینی جریان اسلامپ بتن خودتراکم می-پردازد. برای این منظور، تعداد 117 داده مختلف از مقالات معتبر به چاپ رسیده جمع آوری و در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت. اطلاعات مورد استفاده در مدل های پیش نهادی در قالب هشت ورودی شامل سیمان، درشت دانه، ریزدانه، آب، متاکائولن، فوق روان کننده، چسباننده و اندازه بزرگترین دانه شرکت کننده در طرح اختلاط (Dmax) و یک خروجی جریان اسلامپ دسته بندی شد. برای ارزیابی دقت مدل های پیشنهادی، مطالعه ای مقایسه ای در قالب شاخص های آماری RMSE، R، MAE انجام شد. نتایج بدست آمده از مجموعه داده ها در مراحل آموزش و آزمون مدل های پیش نهادی و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی پتانسیل بالای دو روش مارس و مدل درخت را در پیش بینی خواص بتن با دقت نشان می دهد. آنالیز حساسیت انجام شده برای مشخص کردن تاثیرگزار ترین پارامتر در جریان اسلامپ بتن خودتراکم نشان داد ریزدانه و متاکائولن موثرترین متغیر ها درمدلسازی و پیش بینی جریان اسلامپ این نوع بتن خودتراکم در قالب روش پیشنهادی مدل درخت در این پژوهش بوده است.

امروزه استفاده از بتن های توانمند در صنعت ساخت و ساز به یک ضرورت تبدیل شده است. هم چنین با توجه به عدم دقت در طراحی و ساخت سازه های بتنی در مناطق خورنده، مشکلات متعددی را از جمله کاهش شدید عمر مفید و تخریب زودرس این سازه ها موجب شده است که استفاده از بتن های توانمند می تواند یکی از راه حل ها باشد. در سال های اخیر برای تولید بتن های با خواص مکانیکی و پایایی مناسب به صورت گسترده از پوزولان ها استفاده می شود. مهم ترین افزودنی مورد استفاده در کشور میکروسیلیس می باشد، در عین حال با توجه به گسترش استفاده از پوزولان ها در سطح دنیا بررسی عملکرد پوزولان های جایگزین نظیر متاکائولن اهمیت خاصی پیدا کرده است. در این مقاله با انجام آزمایش های مقاومت فشاری، جذب آب، حجم حفرات، جذب آب مویینه، مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری گاز، خصوصیات مکانیکی و پایایی بتن های توانمند حاوی متاکائولن با 5، 10 و 15 درصد جایگزینی سیمان در مقایسه با میکروسیلیس با 5، 7.5 و 10 درصد جایگزینی سیمان مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که متاکائولن در بهبود پارامترهای دوام بتن بخصوص در کاهش جذب آب مویینه، افزایش مقاومت الکتریکی و مقاومت نفوذپذیری گاز بهتر از میکروسیلیس عمل کرده است.

استفاده از فرآیندهای فوتوکاتالیستی یکی از بهترین روش های حذف آلاینده های آلی از پساب های صنعتی است. از دیدگاه مهندسی، جداسازی کاتالیزور پودری از پساب تصفیه شده، اهمیت ویژه ای دارد. در مقاله حاضر، به منظور رفع مشکل جداسازی و استفاده مجدد از فوتوکاتالیست، از روش سل-ژل برای ایجاد پوشش سطحی دی اکسید تیتانیم بر پایه های متاکائولن شکل داده شده به روش اکستروژن، استفاده شده و عملکرد بستر در حذف متیلن آبی، تحت تابش نور خورشید، توسط روش طیف سنجی فرابنفش-مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور مقایسه نحوه ایجاد پوشش دی اکسید تیتانیم بر پایه ها، دو نوع اتصال پلیمری مطالعه شده و همچنین بازدهی و سینتیک فرآیند فوتوکاتالیستی پایه ها با پودر سنتز شده دی اکسید تیتانیم مورد مقایسه قرار گرفته است. از روش های مختلف شامل پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی برای مشخصه یابی نگهدارنده قبل و بعد از انجام عملیات پوشش دهی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان دهنده امکان اتصال مناسب دی اکسید تیتانیم بر پایه متاکائولن با استفاده از روش سل-ژل بوده و پلیمر 3-آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان در مقایسه با متاکریلیک اسید در آرایش و جایگیری مناسب آناتاز بر روی پایه متاکائولن عملکرد مطلوب تری را از خود نشان داده است به طوری که حدود 65% از متیلن آبی در مدت 60 دقیقه با استفاده از این نمونه، تخریب شده است.

یکی از معضلات زیست محیطی مهم که بشر با آن ها روبرو است مبحث آلودگی خاک است که در اثر عوامل مختلفی اتفاق می افتد و در صورت وقوع بر روی پارامترهای مختلف خاک تأثیر می گذارد. یکی از راه های مقابله با این پدیده تثبیت خاک ها است. این پژوهش نتیجه استفاده از ژئوپلیمر متاکائولن برای تثبیت خاک رس آلوده را ارائه می کند. در این پژوهش ابتدا خاک پایه و آلوده بدون تثبیت کننده مورد بررسی تحت آزمایش های مختلف قرار می گیرند؛ نتایج به دست آمده در مرحله اول آزمایش ها نشان داد افزایش غلظت آلاینده بر روی پارامترهای خاک اثر منفی می گذارد. هم چنین نتایج این آزمایش ها نشان داد که بحرانی ترین غلظت آلودگی خاک از میان غلظت های مورد بررسی میزان ppm 10000  است. سپس خاک آلوده با بحرانی ترین غلظت به وسیله ژئوپلیمرمتاکائولن به میزان 5، 10 و 15% وزنی و با مدت زمان عمل آوری 7 روز تثبیت شده مجدداً مورد آزمایش های مختلف قرار گرفت. در نهایت نتایج به دست آمده در این مرحله نشان داد که با افزایش درصد ژئوپلیمر متاکائولن، پارامترهای مقاومتی خاک به طور چشمگیری افزایش یافته است و افزودن ژئوپلیمر به خاک آلوده  ppm 10000 موجب تثبیت خاک و بهبود خواص خاک شده است. نتایج به دست آمده از آزمایش ها نشان داد که بهینه ترین حالت افزودن 15% ژئوپلیمر متاکائولن به خاک آلوده ppm 10000 بود که در آن نسبت به خاک آلوده ppm 10000 تثبیت نشده حد روانی 39/47% افزایش، حد خمیری 51/06% افزایش، نشانه خمیری 20/68% افزایش، رطوبت بهینه 19/84% افزایش، وزن مخصوص خشک 3/23% کاهش، مقاومت فشاری تک محوری 2/28 برابر افزایش و CBR 2/31 برابر افزایش یافته بود.

تثبیت خاک های ضعیف و بد دانه بندی شده در پروژه های مهندسی اغلب با استفاده از آهک و سیمان انجام می پذیرد. مقادیر قابل ملاحظه انرژی حرارتی مورد نیاز در فرآیند تولید سیمان و همچنین حجم دی اکسید کربن تولید شده در این صنعت، مخاطرات زیست محیطی قابل ملاحظه ای را به همراه داشته است. آلومینوسیلیکات های فعال شده قلیایی به عنوان یک گزینه ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست یکی از جدی ترین جایگزین های شناخته شده برای سیمان و آهک به شمار می روند. هدف از این مطالعه بررسی امکان پذیری استفاده از متاکائولن در فرآیند تثبیت ماسه بادی به همراه استفاده از پسماند کاربید کلسیم به عنوان فعالساز قلیایی است. مواردی همچون میزان متاکائولن، غلظت فعالساز قلیایی، زمان و حرارت عمل آوری نمونه های خاک تثبیت شده با استفاده از آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) و نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج با نمونه ماسه بادی تثبیت شده با سیمان پرتلند مورد مقایسه قرار گرفته است. بررسی ریزساختارهای شکل گرفته درفرآیند تثبیت خاک با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)  و طیف نگاری پراش انرژی پرتوایکس(EDX)  انجام پذیرفته است. نتایج به دست آمده موید افزایش قابل ملاحظه مقاومت فشاری و کرنش پذیری نمونه های خاک تثبیت شده است. علاوه بر این، تحلیل ریزساختارهای پدید آمده در نمونه های خاک تثبیت شده چسبندگی قابل ملاحظه میان ژل چسبانندهC-A-S-H  و ذرات ماسه و همچنین پرشدن فضای میان دانه ای با ژل حاصل از فعالسازی متاکائولن را نشان می دهد. برآیند نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر قابلیت قابل ملاحظه ژل چسباننده معرفی شده به عنوان یک عامل تثبیت کننده سازگار با محیط زیست در فرآیند تثبیت خاک های ماسه ای می باشد.