توليد سيمان پرتلند، به عنوان پركاربردترين ماده¬ي مورد استفاده در بهسازي و مقاوم سازي خاك، موجب انتشار حجم عظيمي از گازهاي گلخانه¬اي مي¬شود. بنابراين نياز به مصالح جديد كه از لحاظ محيط زيستي نسبت به سيمان مناسب¬تر باشد و بتواند در اقليم¬هاي گرم و خشك عملكرد مناسبي داشته باشد احساس مي-شود. از سوي ديگر براي مقابله با ريزگرد ها به طور معمول از مالچ نفتي استفاده مي¬شود كه اين مواد داراي مشكلات عديده زيست محيطي مي¬باشند. از ديگر مشكلات سيمان و مالچ نفتي اين است كه فرايند توليد آنها به انرژي زيادي نياز دارد. علاوه بر حجم بسيار بالاي مصرف مالچ نفتي (تقريبا 10تن در هكتار) و هزينه¬هاي استفاده از اين ماده، مشكلات زيست محيطي ديگري از قبيل جلوگيري از رشد گياهان، آلوده شدن محيط زيست به هيدروكربن ها و سرب و ... در اثر استفاده از مالچ نفتي به وجود مي¬آيد. بنابراين، براي بهبود خصوصيات مكانيكي و هيدروليكي خاك، مواد جديدي لازم است كه براي محيط زيست مضر نباشد و هزينه¬ توليد آن¬ها نسبت به مالچ¬هاي نفتي كمتر و فرآيند توليد آن ها آسان باشد. بيوپليمرها به عنوان نسل جديد مصالح بعد از سيمان و آهك به عنوان يك جايگزين براي تثبيت كننده هاي سنتي خاك به حساب مي¬آيند. در اختراع حاضر از بيوپليمر كايتوسن براي تثبيت خاك استفاده شده است. در اين اختراع پس از ارائه يك روش مناسب و به صرفه (نياز به كمترين انرژي اوليه) براي تهيه كايتوسن، از اين بيوپليمر براي تثبيت خاك هاي رسي و ماسه¬اي و همچنين براي مقابله با ريزگردها و جلوگيري از فرسايش بادي و آبي خاك استفاده شد. نتايج نشان مي¬دهند كه خاك بهسازي شده با بيوپليمر كايتوسن در مقابل بادهاي تا سرعت 140 كيلومتر بر ساعت، ميزان فرسايش بسيار ناچيز بوده است.

توليد سيمان پرتلند، به عنوان پركاربردترين ماده¬ي مورد استفاده در بهسازي و مقاوم سازي خاك، موجب انتشار حجم عظيمي از گازهاي گلخانه¬اي مي¬شود. بنابراين نياز به مصالح جديد كه از لحاظ محيط زيستي نسبت به سيمان مناسبتر باشد و بتواند در اقليم¬هاي گرم و خشك عملكرد مناسبي داشته باشد احساس مي¬شود. ژئوپليمرها به عنوان نسل جديد مصالح سيماني بعد از سيمان و آهك به عنوان يك جايگزين براي تثبيت كننده هاي سنتي خاك به حساب مي¬آيند. ژئوپليمر از واكنش بين مصالح آلومينوسيليكات و محلول قليايي براي توليد پيوند شيميايي قوي حاصل مي شود. در اختراع حاضر از خاكستر آتشفشاني به عنوان مصالح آلومينوسيليكات و همچنين از محلول¬ سديم هيدروكسيد به عنوان فعال كننده، براي تثبيت خاك استفاده شده است. مقاومت فشاري و مقاومت برشي به عنوان معيارهايي براي بررسي عملكرد ژئوپليمر در تثبيت خاك انتخاب شده اند. همچنين براي بررسي ريز ساختار نمونه¬هاي خاك تثبيت شده از تصاوير ميكروسكوپ¬هاي نوري و هم¬چنين SEM استفاده شده است. نتايج نشان مي¬دهند در شرايط گرم و خشك، مقاومت فشاري نمونه هاي تثبيت شده با ژئوپليمر تا دو برابر نمونه¬هاي تثبيت شده با سيمان پرتلند مي¬ باشد.

اين اختراع به افشاي يك دوغاب تثبيت‌كننده، براي تثبيت ماسه‌هاي بياباني و كاهش توليد گردوغبار كه از مشكلات مهم زيست‌محيطي در اقليم‌هاي گرم و خشك است مي‌پردازد. دوغاب افشا شده در اين اختراع، حاوي نانو رس‌هاي معدني بنتونيت و كائولينيت و همچنين پودر سرباره كوره بلند مي‌باشد. آزمايش مقاومت فشاري محصور نشده خاك‌هاي چسبنده، آزمايش ميزان رطوبت خاك و آزمايش تونل باد به‌عنوان معيارهايي براي بررسي عملكرد تركيب معرفي‌شده، در تثبيت ماسه و افزايش قابليت نگهداري آب در آن انتخاب شدند. نتايج نشان دادند، مقاومت فشاري ماسه بهسازي شده توسط دوغاب تثبيت‌كننده در اين اختراع، به ميزان چشمگيري افزايش پيدا كرده و موجب تثبيت ماسه شدند. نتايج همچنين نشان دادند كه سطوح ماسه مي‌تواند، در تركيب درصدهاي مختلفي از نانورس‌ها و سرباره‌ي مذكور در اختراع تا سرعت باد ۱۰۰ كيلومتر بر ساعت بدون فرسايش بادي، باقي بماند. نتايج تونل باد نشان دادند كه در تركيب دوغاب نانورس كائولينيت و پودر سرباره كوره بلند به‌صورت مخلوط خشك، در دماي عمل‌آوري ۶۰ درجه سانتي‌گراد، فرسايش بادي تا سرعت ۱۰۰ كيلومتر بر ساعت، صفر درصد مي‌باشد. بنابراين تركيب معرفي‌شده، عملكرد بالايي را براي كاهش فرسايش بادي ماسه‌ها، كاهش گردوغبار و همچنين جلوگيري از بيابان‌زايي در اقليم‌هاي گرم و خشك، دارا مي‌باشد.