به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محمدمحسن توفیق

  • محمد کیانی نژاد، محمدمحسن توفیق، وحید توفیق*
    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 متاکایولن در فرآیند تثبیت ماسه بادی به همراه استفاده از پسماند کاربید کلسیم به عنوان فعالساز قلیایی است. مواردی همچون میزان متاکایولن، 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 متاکایولن 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.
    کلید واژگان: متاکائولن, پسماند کاربید کلسیم, تثبیت خاک, فعال سازی قلیایی, ماسه بادی
    Mohamad Kianynejad, Mohammad Mohsen Toufigh, Vahid Toufigh *
    Stabilizing weak and poorly graded soils in engineering projects is commonly achieved using lime and cement. However, the cement production process requires significant energy and generates a substantial volume of carbon dioxide, which presents considerable environmental risks. As an alternative to cement and lime, alkali-activated aluminosilicates have gained recognition due to their cost-effectiveness and environmental compatibility. This study aims to investigate the feasibility of utilizing metakaolin as a stabilizing agent for sandy soil, with Calcium carbide residue (CCR) serving as an alkaline activator. To this end, factors such as the concentration of alkaline activator, metakaolin content, curing time, and temperature of treated soil samples were examined through unconfined compressive strength (UCS) and California Bearing Ratio (CBR) tests. The results were then compared to those of sand stabilized with Portland cement. Furthermore, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to analyze the microstructures formed during the soil stabilization process. The findings indicate a significant increase in the stabilized soil samples' compressive strength and ductile behavior. Moreover, the analysis of the developed microstructures in the stabilized soil samples demonstrates a noticeable bond between the binding gel and sand particles and the filling of intergranular space with alkali-activated binding gel. Overall, the findings of the present study suggest that the introduced binding gel has the potential to be an environmentally compatible stabilizing agent for stabilizing sandy soils.
    Keywords: Metakaolin, Calcium carbide residue, Soil Stabilization, Alkali activation, Aeolian sand
  • میثم پورعباس بیلندی*، محمدمحسن توفیق، وحید توفیق

    تولید سیمان به دلیل مصرف مقادیر زیاد سوخت های فسیلی و انتشار میزان بالای گازهای گلخانه ای پیامدهای زیست محیطی فراوانی به دنبال دارد. این امر محققان را وادار به پژوهش و معرفی دسته جدیدی از چسباننده ها با کارایی بیشتر و آلایندگی بسیار کمتر نسبت به سیمان پرتلند تحت عنوان سیمان های ژیوپلیمری یا سیمان های سبز نموده است. در این پژوهش تاثیر استفاده از دو نوع حلال قلیایی متفاوت: هیدروکسید سدیم و کاربید کلسیم پسماند، برای تثبیت ژیوپلیمری خاک رسی CL مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ترکیبات شیمیایی خاک، پودر شیشه، کاربید کلسیم پسماند و هیدروکسید سدیم توسط آزمایش XRF تعیین گردید. سپس رفتار مکانیکی نمونه های مختلف تثبیت شده ژیوپلیمری، نمونه های خاکی تثبیت نشده و نمونه های تثبیت شده با سیمان پرتلند معمولی توسط آزمایش مقاومت فشاری تک محوری مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر پارامترهایی همچون نوع و غلظت حلال قلیایی، زمان عمل آوری (7، 28 و 91 روز) و دماهای عمل آوری اولیه متفاوت (25°C و70°C) بر مقاومت فشاری و کرنش گسیختگی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مطالعه تغییرات ریزساختاری نمونه ها از تصاویر SEM و آنالیز EDX بهره گرفته شده است. نتایج تحقیق حاکی از تثبیت موثر ژیوپلیمری خاک با استفاده از هر دو نوع حلال قلیایی بوده است. البته با توجه مزایای کاربید کلسیم پسماند شامل: هزینه تهیه بسیار کم، بازیافتی بودن و همچنین راندمان بالاتر در فرآیند تثبیت، استفاده از این حلال قلیایی از دیدگاه اقتصادی، زیست محیطی و فنی ارجحیت بیشتری دارد.

    کلید واژگان: پودر شیشه, کاربید کلسیم پسماند, هیدروکسید سدیم, حلال قلیایی, ژئوپلیمر
    Meysam Pourabbas Bilondi *, Mohammad Mohsen Toufigh, Vahid Toufigh

    Nowadays, the ordinary Portland cement (OPC) industry causes to extensive environmental consequences due to consuming huge amounts of fossil fuels. This necessitated researchers to introduce a novel group of binders called “Geopolymer cements” or “Green cements” with higher performance and lower pollution compared to the OPC. Thus, in this research, the effect of using two types of alkaline activators such as sodium hydroxide (NaOH) and calcium carbide residue (CCR), for stabilization of clay soil (CL) has been investigated. Initially, the chemical compositions of soil, recycled glass powder, calcium carbide residue, and sodium hydroxide were obtained via X-ray fluorescence (XRF) test. Then, the mechanical behavior of different unstabilized, geopolymer-stabilized, and OPC-stabilized samples has studied using unconfined compressive strength (UCS) test. The effects of several parameters such as the type and concentration of alkaline activators, the curing times (7, 28, and 91 days), and the initial synthesis temperature (25 and 70 ˚C) on the UCS and failure strain of samples have been assessed. Moreover, in order to studying the microstructure of samples, the scanning electron microscope (SEM) images and energy dispersive X-ray (EDX) analysis of selected samples have been used. Results showed the effective stabilization of soil geopolymer, using both alkaline activators. However, the CCR will be more appropriate if environmental and economic problems considered.

    Keywords: alkaline activator, Calcium carbide residue, Sodium hydroxide, Recycled glass powder, Geopolymer
  • محمدعلی محمدزاده*، محمدمحسن توفیق

    پودر شیشه یکی از پسماندهای جامد روزافزون در جهان است و از طرفی خاک رس معمولا نیازمند بهسازی جهت استفاده در پروژه های عمرانی می باشد. در تحقیق حاضر اصلاح پارامترهای مقاومتی خاک رس، توسط ژیوپلیمر ساخته شده با پایه پودر شیشه بازیافتی (RGP) مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور آزمایش های مقاومت تک محوری (UCS) و نسبت باربری کالیفرنیایی (CBR) بروی نمونه های اصلاح شده انجام شد. زمان عمل آوری، درصد وزنی استفاده RGP و غلظت ماده فعال کننده (M) از جمله متغیرهای مورد بررسی در پژوهش بودند.به منظور مقایسه، آزمایشها بروی نمونه های اصلاح شده با 10 درصد سیمان پرتلند نیز انجام گردید. نتایج افزایش ژیوپلیمر به نمونه های خاک نشان داد که میزان استفاده بهینه از RGP مقدار 9 درصد است. همچنین به غیر از نمونه های 0day در آزمایش CBR، سایر نمونه های UCS و CBR دارای مقدار بهینه غلظت ماده فعال کننده (NAOH) بودند که نشان دهنده تاثیر شرایط عمل آوری بر رفتار خاک اصلاح شده است. بررسی تصاویر عکس برداری الکترونی روبشی (SEM) حاکی ازتاثیر روش اصلاحی بر توده خاک بود. مقایسه تحلیلی آزمایش های UCS و CBR بیانگر رابطه ریاضی میان نتایج آزمایش های UCS و CBR-7day با همبستگی نسبی خوب بود که با توجه به شرایط نگهداری یکسان نمونه ها در 7 روز اول قابل انتظار بود. همبستگی اندکی در نتایج آزمایش های UCS و CBR-0day مشاهده شد که علت آن تفاوت شرایط عمل آوری دو آزمایش در 7 روز اول بود.

    کلید واژگان: ژئوپلیمر, پودر شیشه بازیافتی, تثبیت خاک رس, نسبت باربری کالیفرنیایی, فعال سازی قلیایی
    MohammadAli Mohammadzadeh *, MohammadMohsen Toufigh

    Glass powder is one of the increasing solid wastes in the world and clay usually needs improvement for use in construction projects. In the present study, the modification of the toughness parameters of fine-grained soils was studied by a geopolymer based on recycled glass powder (RGP). For this purpose, uniaxial strength (UCS) and California bearing ratio (CBR) tests were performed on the modified specimens. Processing time, weight percentage of RGP use and activator concentration (M) were among the variables studied in the study. For comparison, experiments were performed on samples modified with 10% Portland cement. The results of increasing the geopolymer to soil samples showed that the optimal use of RGP is 9%. Also, except for the 0day samples in the CBR experiment, other UCS and CBR samples had the optimal amount of activator concentration (NAOH), which indicates the effect of processing conditions on the behavior of the modified soil. Examination of scanning electron imaging (SEM) images showed the effect of the correction method on soil mass. Analytical comparison of UCS and CBR experiments showed a mathematical relationship between the results of UCS and CBR-7day experiments with a good relative correlation that was expected due to the same storage conditions of the samples in the first 7 days. A slight correlation was observed in the results of UCS and CBR-0day tests due to the difference in processing conditions of the two tests in the first 7 days.

    Keywords: Geopolymer, Recycled glass powder, Clay stabilization, CBR, alkaline activator
  • فرشید ریاحی دهکردی، وحید توفیق*، محمدمحسن توفیق

    به‌طور مرسوم برای افزایش پارامترهای مقاومتی خاک از افزودنی‌های صنعتی، همچون سیمان، استفاده می‌شود؛ اما به دلیل آثار مخرب سیمان در محیط‌زیست، از ژیوپلیمر جهت تثبیت خاک استفاده می‌شود. در مطالعه‌ی حاضر، از ژیوپلیمر بر پایه‌ی پوزولان مصنوعی خاکستر پوسته‌ی برنج و باطله‌ی معدن سنگ آهن و دو نوع فعال‌کننده‌ی قلیایی پسماند کاربید کلسیم و سدیم هیدروکسید برای تثبیت خاک ماسه‌یی استفاده شده است. جهت بررسی تاثیر مواد، آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده و مقاومت کششی غیرمستقیم، که معیار اصلی مقایسه‌ی نمونه‌ها بوده‌اند، انجام شده است. از طرفی، جهت بررسی ریزساختاری خاک تثبیت شده، آنالیز XRD و SEM انجام شده است. نتایج نشان می‌دهند با استفاده از ژیوپلیمر مذکور، مقاومت فشاری محدود نشده‌ی نمونه‌ها افزایش قابل ملاحظه‌یی داشته است و همچنین استفاده از فعال‌کننده‌ی قلیایی سدیم هیدروکسید نشان می‌دهد که برای تشکیل ژل‌های آلومینوسیلیکات در ترکیبات ژیوپلیمر موثرتر است.

    کلید واژگان: تثبیت خاک, خاکستر پوسته ی برنج, باطله معدن سنگ آهن, سیمان پرتلند, ژئوپلیمر
    F. Riahi Dehkordi, V. Toufigh*, M.M Toufigh

    Portland cement is one of the most common materials for improving the mechanical properties of soils; however, it has a lot of detrimental effects on the environment. Cement production releases million tons of carbon dioxide gas (CO2) to the air and uses million tons of raw material such as clay and limestone. For this purpose, geotechnical engineers are looking forward to using a new friendly environment material instead of cement. Geopolymers are new alternative materials that have some advantage such as high resistance, friendly environment, long durability, and low cost. Two materials need to make a geopolymer matrix. First, any materials have silicate and Aluminium oxide and Second Alkaline activators. In this study, a geopolymer based on rice husk ash and iron ore tailings (IOT) are used for sandy soil stabilization. Two types of alkaline activators are used: 1) Type I sodium hydroxide and 2) Type II carbide calcium residue. Various parameters such as type of material consumed, percentage of compound composition, type of alkaline activator, and processing time are considered as influencing factors in the behavior of the stabilized specimens. Unconfined Compressive Strength (UCS) and splitting tensile strength tests (Brazilian test) are the main criteria for a comparison of the specimens to evaluate the effect of a geopolymer on the mechanical behavior of the specimens. X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses are performed to investigate the microstructures of the stabilized soil. The results show that by adding the optimum amount of additives and handling the specimens under ambient conditions, the unconfined compressive strength of the specimens increased. The optimum percentage of selected specimens is a combination of 10% of rice husk ash and 24% of iron ore tailings for activator I and 18% of iron ore tailings for activator II. The use of type I activator indicates that it is highly effective in the formation of aluminosilicate gels in geopolymer compounds.

    Keywords: Soil stabilization, Rice husk ash, Iron ore tailings, Portland cement, Geopolymer
  • وحید توفیق*، ریحانه باغبان شوکت آباد، محمدمحسن توفیق

    امروزه سیمان به عنوان پرمصرف ترین و رایج ترین تثبیت کننده خاک، مورد استفاده قرار گرفته است. ولی با توجه به آثار نامطلوب زیست-محیطی سیمان، ضرورت استفاده از ژیوپلیمرها بدلیل جنبه های مطلوب زیست محیطی به عنوان جایگزینی مناسب برای سیمان حایز اهمیت می-باشد. در این مطالعه از ژیوپلیمر بر پایه پوزولان طبیعی تفتان و نانومواد که شامل نانوسیلیس و نانورس می باشد، برای تثبیت خاک ماسه ای استفاده شده است. پارامترهای مختلف مانند نوع نانومواد، مقدار نانومواد، نسبت محلول فعال کننده قلیایی و زمان عمل آوری به عنوان عوامل موثر بر رفتار نمونه های تثبیت شده مورد توجه قرار گرفت. برای ارزیابی تاثیر ژیوپلیمر و نانومواد بر رفتار مکانیکی نمونه ها، آزمایش مقاومت فشاری محدودنشده و مقاومت کششی که معیار اصلی مقایسه نمونه ها بوده اند، انجام شده است. از طرفی تحلیل XRD و SEM جهت بررسی ریزساختاری خاک تثبیت شده، انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که ژیوپلیمر بر پایه پوزولان طبیعی و نانومواد، جایگزین مناسبی برای مواد سیمانی در تثبیت خاک هستند، به طوری که افزودن پوزولان و نانومواد به خاک باعث افزایش مقاومت و بهبود رفتار مکانیکی نمونه ها می شود. از طرفی با افزایش میزان نانومواد (تا 2 درصد) و محلول قلیایی، مقاومت فشاری و کششی نمونه ها افزایش می یابد. مقاومت های به دست آمده، با مقاومت نمونه های تثبیت شده با سیمان مورد مقایسه قرار گرفته شده است. همچنین نتایج تحلیل ریزساختاری نشان دهنده واکنش شدید افزودنی های شیمیایی و تشکیل ژل آلومینوسیلیکاتی در ترکیبات ژیوپلیمری است که خود باعث افزایش ظرفیت باربری خاک و تثبیت آن می-شود.

    کلید واژگان: تثبیت خاک, ژئوپلیمر, پوزولان تفتان, نانومواد, محلول قلیایی
    Vahid Toufigh *, Reyhane Baghban Shokatabad, MohammadMohsen Toufigh

    Today, Portland cement is used as the most common material for construction purposes and stabilizer forbuilding bases and substrates in civil engineering. However, engineers are looking for a replacement of cementdue to adverse environmental impacts. Geopolymer and alkali activated materials as environmentally friendlymaterials are a suitable alternative to cement. In this study, geopolymers based on Taftan natural pozzolan and nanomaterials (nanoclay and nanosilica) were used to stabilize sandy soil. Various parameters such as type ofnanomaterial, amount of nanomaterial, alkaline activator solution ratio and curing time were taken intoaccount as the affecting factors on the behavior of stabilized specimens. To evaluate the effect of geopolymerand nanomaterials on sandy soil stabilization, in addition to testing of the unconfined compressive strength(UCS) and the tensile strength, which is the main criterion for comparison of specimens, X-ray diffraction andscanning electron microscopy were performed to verify the microstructure of the stabilized soil. Based on thisstudy, natural pozzolan and nanomaterials are appropriate and beneficial alternative materials in stabilizationof earth structures. The results showed that the addition of pozzolan and nanomaterials to soil and increasingthe amount of alkaline solution caused an increase in the unconfined compressive strength and the tensilestrength of the soil and thus the soil stabilization. Additionally, the results of the microstructural analysisindicate a strong reaction of chemical additives and the formation of aluminosilicate gel in geopolymercompounds, which itself increases the load-bearing capacity of the soil and stabilizes it.

    Keywords: Soil Stabilization, Geopolymer, Taftan pozzolan, Nanomaterials, Alkaline solution
  • محمد محسن توفیق، سید طاها طباطبایی عقدا
    یکی از مهم ترین علل نشست منطقه ای زمین، برداشت بیش از حد آب زیرزمینی است. نشست های نامساوی سبب ایجاد شکافهایی در سطح زمین، خسارات به سازه ها، جاده ها، تاسیسات شهری، مسیر راه آهن و همچنین باعث تغییر شیب کانال های آبیاری، مجاری آب و سیستم فاضلاب شهری می شود. برای مدل سازی نشست بر اثر افت سطح آب زیرزمینی، مدل اجزای محدود تحکیم کوپل تهیه و به کارگرفته شد. این مدل بر اساس تئوری تحکیم سه بعدی بایوت فرمول بندی شده است. در این تحقیق شهر رفسنجان برای مطالعه موردی در نظر گرفته شد. به این منظور مجموعه اطلاعات مؤثر و مرتبط با نشست زمین از جمله نقشه های زمین شناسی، ژئوفیزیک، آبهای زیرزمینی، پروفیل خاک و نشست های اندازه گیری شده در منطقه تهیه شد. با توجه به کمبود اطلاعات آزمایشگاهی از پروفیل خاک مناطق مختلف، با اندازه گیری میزان نشست و انجام محاسبه برگشتی در چندین نقطه، اطلاعات لازم برای تهیه مدل در سایر مناطق شهر فراهم شد. سپس با تهیه مدل نرم افزاری، میزان و روند نشست شهر رفسنجان در سالهای آتی، پیش بینی و تاثیرات آن بر شبکه فاضلاب مشخص گردید.
    کلید واژگان: فرونشست منطقه ای, برداشت آب زیرزمینی, تحکیم, شبکه فاضلاب, رفسنجان
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال