کانسار رس کائولینیتی زنوز در اثر دگرسانی گرمابی سنگهای آتشفشانی عمدتا با ترکیب آندزیتی و داسیتی به وجود آمده است. کائولینیت، کوارتز و کلسیت مهمترین ترکیب کانی شناسی ماده معدنی است. کوارتز با توجه به سنگ منشا ماده معدنی آتشفشانی، به صورت نهان بلورین است، و از این جهت فراوری و جداسازی آن از کائولن به سادگی امکان پذیر نیست. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ماده معدنی زنوز ارتباط مستقیمی به سرشت و نحوه پیدایش آن دارد. ترکیب شیمیایی کائولن فراوری شده زنوز در مقایسه با کائولن دیاموند انگلستان، که از کیفیت بسیار مطلوبی برای تولید انواع محصولات سرامیکی برخوردار است، دارای درصد اکسید سیلیسیم بیشتر و اکسید آلومینیم کمتری است. از این جهت فراورده های سرامیکی تولید شده از ماده معدنی زنوز دارای مقاومت کمتری در مقابل شوکهای گرمایی و تحمل خمیدگی است. زبری بالا، مومسانی کم و امکان تغییر شکل بیشتر به هنگام پخت از دیگر محدودیت های فراورده های رسی کائولن دار زنوز است. درصد اکسید کلسیم ماده معدنی زنوز در مقایسه با کائولن دیاموند، بیشتر و اکسید پتاسیم، که نقش گدازآوری را در محصولات سرامیکی ایفا می نماید، پایین تر است. بالا بودن اکسید کلسیم که دارای نقطه ذوب بالایی است سبب افزایش چسبندگی و در نتیجه باعث ترک خوردگی محصولات سرامیکی می شود. کمبود اکسید پتاسیم فراورده های رسی کائولینیتی زنوز در مقایسه با کائولن دیاموند، افزایش تغییر شکل محصولات سرامیکی تولید شده از آن را در پی خواهد داشت. بالاخره با توجه به ویژگیهای رنگی خاک رس کانولینیتی زنوز، در صنعت از این ماده معدنی به عنوان پر کننده (Filler) در صنایع کاغذ، رنگ، پلاستیک، و لاستیک امکان استفاده می شود.

گستره مورد بررسی در استان خراسان جنوبی، حدود 90 کیلومتری جنوب غربی بیرجند قرار گرفته است. این منطقه در طول شرقی ”50 ’00 59o تا ’’20 ’06 59o و عرض شمالی ’’20 ’26 32o تا ’’32 ’29 32o قرار گرفته است. از نظر زمین ساخت در پهنه بلوک لوت قرار دارد. واحدهای آتشفشانی کم عمق ائوسن منطقه، به وسیله محلول های گرمابی شدیدا دگرسان شده اند و ذخیره معدنی خاک رس کائولینیتی شده را در گستره شیخ آباد تشکیل داده است. کانی های اصلی نهشته معدنی از کوارتز، کائولینیت و مونت موریونیت و کانی های فرعی مسکویت، آلبیت، اورتوکلاز و ژیپس تشکیل یافته اند. بررسی های شیمیایی نشان می دهد که ماده معدنی دارای اکسید سیلیسیم با میانگین 63.18 درصد و اکسید آلومینیوم با میانگین 22.06 درصد، که نسبت به ترکیب شیمیایی ایده آل کائولین SiO2:46.5%)، Al2O3: 39.5 %)، فاصله دارند. کائولین این منطقه دارای میانگین 0.53 درصد اکسید سدیم، 3.90 درصد اکسید پتاسیم و 0.88 درصد اکسیدآهن است. با توجه به ویژگی های صنعتی خاک رس کائولینیتی شده شیخ آباد که عبارتند از MOR خام با مقادیر 49 تا 56.1 کیلوگرم نیرو بر سانتی متر مربع، پرت گرمایی (LOI) پایین با میانگین 4.69 درصد، رنگ پخت سفید تا زرد روشن و صفر بودن میزان درصد جذب آب، حتی بدون فرآوری، برای صنایع کاشی سازی کاربرد دارد.

امروزه روش های متعددی برای اصلاح خصوصیات فیزیکی و رفتار مکانیکی خاک های نامناسب موجود است. روش های مذکور شامل: تراکم، تحکیم، پیش بارگذاری، تزریق، تثبیت با افزودن مواد شیمیایی و... است. امروزه به کارگیری خرده لاستیک فرسوده جهت تسلیح خاک ها، روشی مناسب برای افزایش مقاومت و ظرفیت باربری خاک هاست. استفاده از خرده لاستیک علاوه بر جنبه تاثیر آن در پارامترهای مقاومتی خاک می تواند تاثیر به سزایی در بازیافت این مواد دور ریز ایجاد کند. در پژوهش حاضر، آزمایش های مقاومت برشی بر روی مصالح رس کائولینی به عنوان مصالح مبنا و همچنین با افزودن خرده لاستیک به عنوان مصالح مسلح شده انجام شده است. آزمایش ها شامل آزمایش سه محوری در دو حالت زهکشی شده و زهکشی نشده و همچنین آزمایش های نسبت باربری کالیفرنیا بر روی هر دو مصالح است. نتایج آزمایش ها بهبود پارامترهای مقاومت برشی و شکل پذیری رس های مسلح شده با خرده لاستیک را نسبت به رس مبنا نشان می دهند.

توسعه پروژه های عمرانی در مناطق نفت خیز و نشت آلاینده های نفتی، اجرای چنین پروژه هایی را مستلزم شناخت کافی از خصوصیات ژئوتکنیکی خاک های آلوده به مواد نفتی می نماید. برآورد پارامترهای دینامیکی خاک در تحلیل رفتار سازه ها و نتایج تنش-کرنش خاک نقش تعیین کننده ای دارد. در این پژوهش از خاک رسی با خاصیت خمیری بالا و مقادیر مختلف (0، 2، 4، 6، 8، 10، 12، 14 درصد) نفت خام پالایشگاه کرمانشاه به عنوان ماده آلاینده هیدروکربنی استفاده شد. جهت شناسایی کانی و مورفولوژی خاک، تحلیل های شناسایی XRD، FESEM، EDAX وBET مورد استفاده قرار گرفت و نتایج نشان داد کانی خاک رسی از نوع کائولینیتی بوده است. از نتایج آزمایش تراکم، درصد رطوبت بهینه و نسبت تخلخل نمونه های تمیز و آلوده به دست آمد و مشاهده شد حداکثر تراکم خشک خاک برابر با 1/61 گرم بر سانتی مترمکعب بوده که در نمونه رس با 12 درصد آلودگی ایجاد می شود. با قرار دادن نمونه های با حداکثر چگالی خشک در دستگاه المان خمشی، سرعت موج برشی و حداکثر مدول برشی (Gmax)، خاک رس تمیز و آلوده و در محدوده تنش های محصورکننده ی (100 تا 400 کیلوپاسکال) و فرکانس تحریک (5 تا 20 کیلوهرتز) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که بیشترین سرعت موج برشی و در نتیجه مدول برشی حداکثر در خاک رس با 12 درصد آلودگی، به ترتیب 320 متر بر ثانیه و 512 مگاپاسکال، تحت فشار همه جانبه ی 300 کیلوپاسکال و در فرکانس 20 کیلوهرتز مشاهده می گردد.

کانسار رس کائولینیتی چاه علی اکبر از نظر موقعیت زمین ساختی در زون ساختاری ایران مرکزی، در قسمت شمالی بلوک طبس و فاصله 65 کیلومتری شمال غرب شهر طبس گلشن، به صورت چینه کران، در مرز بین سازند خان و سازند سرخ شیل و در پرمو تریاس تشکیل شده است. شیل ها و ماسه سنگ های واقع در قاعده آخرین لایه آهکی سازند خان (به سن جلفین) میزبان ماده معدنی این کانسار هستند. نتایج کانی شناسی نشان دهنده وجود کانی های کائولینیت، هماتیت و کوارتز به عنوان کانی های اصلی و آناتاز، روتیل به عنوان کانی های فرعی در کانسنگ کانسار است که از این میان کائولینیت به عنوان کانی باارزش اقتصادی مورد توجه قرار دارد. نتایج داده های زمین شیمیایی بیانگر اندیس دگرسانی شیمیایی (CIA) بیش از 80 درصد برای این نمونه هاست که نشان از عملکرد شدید فرآیند هوازدگی شیمیایی در مراحل ابتدایی تشکیل این کانسار است، به صورتی که حذف کاتیون های ناپایدار (K+، Na+ و Ca2+) و تبدیل اجزای ناپایدار به کانی های رسی پایدار مانند کائولینیت را در پی داشته است. نتایج به دست آمده بیانگر نهشت این کانسار در یک محیط دریایی و در اثر انتقال ذرات ریز رس به فرم کلوئیدی توسط آب های جاری بوده است. همچنین می توان نقش مؤثر امواج در یک محیط حاشیه ساحلی پرانرژی را در شکل گیری این کانسار پراهمیت دانست.

در جوامع کشورهای که فعالیت اکتشافی نفت خام انجام می گیرد، نفت خام و مشتقات آن در خاک نفوذ می کنند. این نشت نفت خام علاوه بر تاثیرات منفی محیط زیستی مانند آلودگی سفره های آب زیرزمینی باعث تغییراتی در خصوصیات ژئوتکنیکی خاک محل می شود. این تغییرات در خاک های دانه ای به صورت تغییر در خصوصیات فیزیکی و در خاک های ریزدانه به شکل تغییر در بافت و ساختار خاک می باشد. در این راستا تغییر در مشخصات مهندسی لایه خاک می تواند منجر به کاهش ظرفیت باربری و افزایش نشست کلی و نسبی پی سازه ها شده و منجر به گسیختگی سازه ای شود. هدف از این آزمایشات بررسی آلودگی خاک رس کائولینیتی با نفت خام و معین کردن تاثیر آلودگی بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک از قبیل حدود اتربرگ، چگالی ویژه، تراکم، مقاومت فشاری تک محوری و نفوذپذیری خاک می باشد. خاک با درصدهای مختلف نفت خام آلوده گردید. نتایج آزمایشات نشان داد با افزایش نفت خام در خاک، حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیری کاهش می یابد. همچنین با افزایش آلودگی شاهد افزایش در حداکثر وزن مخصوص خشک خاک آلوده و کاهش درصد رطوبت بهینه نمونه های خاک آلوده شدیم. علاوه براین افزایش آلودگی باعث کاهش در ضریب نفوذپذیری خاک آلوده می شود. افزایش میزان مواد نفتی در آزمایش تک محوری خاک های آلوده اثری متفاوت دارد. مشاهده گردید در آلودگی 2% مقاومت تک محوری نسبت به خاک غیر آلوده افزایش می یابد. همچنین در درصدهای آلودگی 4% و6% مقاومت تک محوری نسبت به حالت خاک غیر آلوده افزایش می یابد اما نرخ این افزایش، کاهش می یابد. خاک آلوده به نفت خام باید قبل از استفاده در ساخت و سازها نیازمند تثبیت یا اصلاح می باشد.

فرسایش داخلی یکی از متداول ترین عوامل شکست سدهای خاکی است و با توجه به حجم عظیم آب ذخیره شده در پشت سدها، هرگونه تخریب یا گسیختگی در سدها منجر به عوارض مخربی چه از نظر مالی و چه از نظر جانی می شود. در راستای کنترل فرسایش داخلی و اصلاح خاک های مستعد فرسایش، نکته حائز اهمیت استفاده از تثبیت کننده های مدرن و ایمن به جای تثبیت کننده های سنتی و مضر است. در این پژوهش از ماده پلیمری پلی وینیل استات برای اصلاح فرسایش پذیری ماسه رس دار کائولینیتی استفاده شده است. بدین منظور ماسه رس دار کائولینیتی به صورت مجزا و سپس ترکیب با درصدهای مختلف پلی وینیل استات، در هدهای مختلف مورد آزمایش فرسایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرسایش پذیری ماسه رس دار کائولینیتی بسیار سریع است که با افزودن پلی وینیل استات به آن، فرسایش به شکل قابل مشاهده ای کاهش یافته و از نظر کیفی فرسایش پذیری در گروه تقریبا و بسیار آهسته قرار می گیرد. ضمن آنکه افزودن پلی وینیل استات به ماسه رس دار کائولینیتی باعث افزایش 60 درصدی مقاومت فشاری آن شد.

در این تحقیق، نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن و پلی اتیلن محتوای نانوذرات خاک رس (0 تا 7 درصد وزنی) و سازگار دهنده های PP-g-MA و PE-g-MA (3 درصد وزنی) با به کارگیری اکسترودر دوپیچه و قالب گیری تزریقی تولید شد. شکل شناسی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی FESEM مطالعه شد. خواص مکانیکی نمونه های مختلف به وسیله تست های کشش و ضربه آیزود مطالعه شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد افزودن نانوذرات خاک رس بهPP  و LLDPE باعث افزایش استحکام کششی، استحکام تسلیم، مدول کششی و کاهش استحکام ضربه و کرنش شکست ترکیبات نسبت به پلیمر خالص می شود. طراحی آزمایش ها، تحلیل آماری و بهینه سازی خواص مکانیکی به کمک نرم افزار مینی تب 16 و روش طراحی مخلوط انجام شد. نتایج نشان داد بین ترکیب های بر پایه پلی پروپیلن و پلی اتیلن به ترتیب ترکیب شامل 3.96 و 2.12 درصد خاک رس بهترین خواص مکانیکی را داراست. ترکیب های شامل PP مدول کششی بهتر و ترکیب های شامل LLDPE استحکام ضربه بهتری دارند.

خاک رس نوعی از خاک های مساله دار می باشد که در اثر جذب آب و رطوبت سبب بروز مشکلاتی همچون تورم، نشست و تغییرشکلهای قابل توجه می شود. امروزه استفاده از مصالح قابل دسترس و باطله بمنظور جلوگیری از آلودگی محیط زیست جهت تثبیت خاکهای مساله دار نظر قرار گرفته شده که یکی از این نوع مصالح، خاکستر خاک اره می باشد. در تحقیق حاضر، امکان بهبود خصوصیات خاک رس با استفاده از خاکستر خاک اره مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، خاکستر خاک اره با درصدهای وزنی 3، 6، 9 با خاک رسی مخلوط گردیده و سپس به مدت های 1، 7 و 14 روز عمل آوری انجام گرفته است. جهت ارزیابی رفتار ژئوتکنیکی خاک تثبیت شده آزمون های حدود آتربرگ، تراکم استاندارد، مقاومت فشاری تک محوری، برش مستقیم، نسبت باربری کالیفرنیا و تحکیم انجام گرفته است. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان می دهد، مقدار بهینه خاکستر خاک اره برابر 3 درصد در مدت زمان عمل آوری 14 روز می-باشد. بطوریکه در خاک تثبیت شده شاخص خمیری 49 %، شاخص فشردگی 40 % کاسته شده و وزن مخصوص خشک حداکثر به میزان 14 %، مقاومت فشاری تک محوری به اندازه 65 % و مقاومت برشی در لحظه گسیختگی بطور میانگین 6/53 % نسبت به حالت تثبیت نشده افزایش یافته است.