بررسی نقش کانی‌های رسی در رفتارشناسی مصالح خاکی به‌کاررفته در شهر تاریخی توس و ارائه‌ی راهکارهای حفاظتی

با افزایش جمعیت جهان و بالا گرفتن بحران انرژی در اوخر دهه ۶۰ میلادی، استفاده از مصالح خاکی اهمیت ویژه‌ای یافت.  در کنار بالا گرفتن اشتیاق برای شناخت بیشتر مواد و تکنیک‌های مورد استفاده در معماری خاکی جدید، حفاظت و مرمت سازه‌های خاکی تاریخی نیز مورد توجه قرار گرفت. از ابتدای گسترش توجهات به بحث معماری خاکی همواره نحوه تقویت این مصالح و چگونگی فائق آمدن بر سستی ذاتی آنها در عین حفظ ماهیت اصلی مصالح موضوع چالش برانگیزی بوده است. در این راستا طیف گسترده‌ای از مواد استحکام بخش به‌کار رفته اند. در این پژوهش تلاش شده است، ابتدا نقش ساختار کانی‌شناسی مصالح بکار رفته در سایت تاریخی توس بررسی گردد و سپس چگونگی اصلاح بافت مینرالی جهت بهینه‌سازی خاک جهت فعالیت‌های مرمتی مورد مطالعه قرارگیرد. در این راستا ابتدا با کمک روش‌های آزمایشگاهی مکانیک خاک، نقش خصوصیات اصلی مصالح خاکی از جمله دانه‌بندی، حدود آتربرگ و کانی‌شناسی در محوطه تاریخی توس بررسی شده و سپس تاثیر مواد افزودنی چون خاک بنتونیت و کائولینیت به دو نمونه خاک رس مرغوب و خاک آوار نامرغوب برای ایجاد خاکی بهینه مطالعه شده است. مولفه‌های استحکامی از جمله مقاومت فشاری و مقاومت غوطه‌وری در این نمونه‌ها بررسی شده است. عدم دقت در کنترل کیفیت مصالح تولیدی و استفاده از خاکی با ساختار سیلتی، مشکل اساسی در سایت تاریخی توس محسوب می‌گردد. در تمام بخش‌های توس در ساخت مصالح از مواد زائد مانند فطعات سفال و استخوان استفاده شده است. بر طبق آزمایشات هرچه میزان بنتونیت در خاک آوار افزوده شود، چسبندگی و در نتیجه مقاومت فشاری نیز افزایش می‌یابد. این افزایش مقاومت فشاری، با افزودن کائولینیت در محدوده کوچکتری اتفاق افتاده است. بر خلاف خاک آوار در خاک خین عرب (خاک رس با کیفیت بیشتر) با افزوده شدن کائولینیت از میزان مقاومت فشاری کاسته شده است. این در حالی است که مقاومت غوطه‌وری نمونه‌های تهیه شده با بنتونیت نیز به شدت افزایش یافته است.