پژوهشگران دانشگاه گلستان با انجام یک طرح پژوهشی تحت حمایت شرکت آب منطقه‌ای استان گلستان، بهسازی خاک استان گلستان به کمک فناوری نانو را مورد بررسی قرار دادند.
شرکت آب منطقه‌ای استان گلستان به دنبال بهسازی خاک به کمک فناوری نانو
کیفیت خاک در بحث عملیات عمرانی نظیر راه‌سازی، تونل و احداث شبکه‌های آبیاری نقش ویژه‌ای را ایفا می‌کند به‌نحوی‌که خاک‌های نامناسب می‌توانند موجب اختلال یا توقف عملیات عمرانی شوند. ازاین‌رو بررسی‌های ژئوتکنیکی و بهسازی خواص خاک پیش از شروع عملیات امری ضروری به نظر می‌رسد.
دکتر علیرضا طبرسا عضو هیات علمی گروه عمران دانشکده فنی و مهندسی گرگان، ضمن تعریف خاک‌های موسوم به خاک‌های مسئله‌دار، ضرورت انجام این طرح را این‌گونه تبیین نمود: «در طبیعت خاک‌هایی یافت می‌شوند که با کوچک‌ترین تغییری در ساختار و بافت آن تحت شرایط مختلف محیطی یا بارگذاری، مقاومت و پیوند بین ذرات آن کاهش یافته و دچار نشست می‌شوند. به این نوع خاک‌ها اصطلاحاً خاک‌های مسئله‌دار گفته می‌شود. در این تحقیق ما درصدد این بودیم که اثرات استفاده از نانوذرات رس در ساختار خاک را مورد بررسی قرار داده و آن را تثبیت کنیم.»
وی افزود: «امروزه از سیمان جهت بهسازی خاک استفاده می‌شود که این امر موجب آلودگی زیست‌محیطی می‌گردد، اما استفاده از نانورس علاوه بر اینکه آلودگی ناشی از استفاده از سیمان حذف می‌شود، راندمان بهسازی نیز افزایش می‌یابد.»
با افزودن نانورس به خاک، خواص مقاومتی خاک از جمله مقاومت برشی افزایش می‌یابد. همچنین به دلیل اینکه نانوذرات رس نسبت سطح به حجم بالایی نسبت به سایر افزودنی‌ها دارند، بنابراین می‌توان با استفاده از مقدار کمتری از نانورس، خاک را تثبیت کرد.
طبرسا در خصوص مراحل دنبال شده در این طرح گفت: «به‌منظور بررسی و امکان‌سنجی تثبیت خاک با استفاده از فناوری نانو و ارائه راهکارهای کاربردی در اراضی زه‌دار استان گلستان، دو منطقه اینچه برون در شمال استان و شبکه بوستان در شرق گنبد انتخاب شد. در این دو منطقه حفاری، نمونه‌برداری و آزمونهای صحرایی و آزمایشگاهی انجام و سپس ویژگی‌ها و رفتار ژئوتکنیکی خاک شناسایی شد. همچنین در ادامه، بهسازی موردی به‌صورت اختلاط در محل خاک – نانورس در ۶ متر از طول کانال شبکه سد بوستان با درصدهای مختلف به‌صورت پایلوت در محل تحت شرایط آبگیری کانال‌ها و در نهایت آزمونهای مربوط به بررسی‌های رفتار مکانیکی- مقاومتی و واگرایی خاک انجام شد.»
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌ها، بهترین نتایج مربوط به خاک حاوی ۲ درصد نانورس بوده است.
دکتر علیرضا طبرسا– عضو هیأت علمی دانشگاه گلستان و دکتر نیما لطیفی- محقق دانشگاه ایالت می‌سی‌سی‌پی آمریکا در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. بخشی از نتایج این کار در مجله‌ی Construction and Building Materials با ضریب تأثیر ۳٫۱۶۹ (جلد ۱۵۸، سال ۲۰۱۸، صفحات ۴۵۴ تا ۴۶۳) منتتشر شده است.
