تاثیر فلزات سنگین و جذب انتخابی بر تورم کوتاه‌مدت و درازمدت جامدسازی شده با سیمان

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تاثیر فلزات سنگین و جذب انتخابی بر تورم کوتاه‌مدت و درازمدت جامدسازی شده با سیمان

ارائه دهنده: Provider: نورا هاشم پور - رشته عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر وحیدرضا اوحدی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محمد ملکی- دکتر عباس قدیمی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 20 مهر 1401 ساعت 12

مکان ارائه: Place of presentation: سمینار2

چکیده: Abstract: چکیده فعالیت‌های صنعتی، اغلب فلزات سنگین را وارد محیط می‌کند که در اکثر موارد برای اکوسیستم و سلامتی انسان مضر هستند. در میان فلزات سنگین، فلزاتی مانند سرب (Pb) و روی (Zn) به صورت ویژه مورد توجه هستند، دلیل آن نیز سمیت و گستردگی وجود این فلزات در طبیعت است. ورود این آلاینده‌ها به خاک، از نظر ژئوتکنیک زیست‌محیطی مشکل‌ساز بوده و نیاز به ارائه روش‌های مناسب و بهینه برای دفن مهندسی و مدیریت صحیح پسماند را ایجاب کرده است. تکنولوژی تثبیت و جامدسازی مبتنی بر پایه سیمان گزینه جذاب برای مدیریت آلاینده‌های فلز سنگین و همچنین ممانعت از انتقال و تسهیل در دفن نهایی آلودگی بوده و باعث کاهش انتشار آلاینده‌ها به محیط زیست می‌شود. در میان مواد تثبیت‌کننده، سیمان پرتلند معمولی به ‌علت در دسترس بودن، قیمت مناسب و سازگاری با بسیاری از آلاینده‌ها، پرمصرف‌ترین و رایج‌ترین ماده چسباننده مورد استفاده در این روش است. فرآیند تثبیت و جامدسازی با استفاده از کانی‌های رسی به خصوص مونت‌موریلونیت می‌تواند به طور مؤثری برای مقابله با انتقال فلزات سنگین به کار گرفته شود. در مجموع هدف اصلی این تحقیق ارزیابی مکانیسم تاثیر سیمان در جامدسازی بنتونیت آلوده بر پتانسیل تورم در کوتاه مدت و دراز مدت است. مطالعات پژوهش حاضر در سه بخش ژئوتکنیکی، زیست‌محیطی و ریزساختاری انجام شده است. در بخش اول آزمایش‌های پتانسیل تورم و حدود اتربرگ در نمونه‌های تثبیت/ جامدسازی شده با سیمان انجام شده است. نتایج آزمایش حدود اتربرگ نشان می‌دهد در نمونه‌های آلوده به سرب و روی جامدسازی شده با 20 درصد سیمان شیب نمودار به سمت افق میل می‌کند که نشان‌ می‌دهد حد روانی مستقل از غلظت آلاینده است و در غلظت‌‌های کمتر از cmol/kg-soil 50، فقط سیمان در کاهش حد روانی تاثیر دارد. همچنین، مقادیر حد خمیری نیز در کلیه نمونه‌ها مستقل از غلظت آلاینده و مقدار سیمان است. در نمونه‌های تک جزئی سرب، روی و دوجزئی سرب- روی با افزایش مقدار سیمان (20% سیمان) تورم مشاهده شده است که احتمال تشکیل کریستال‌های فلزی جدید وجود دارد و نیروی داخلی این کریستال‌ها باعث افزایش حجم نمونه شده است. در بخش دوم رفتار کاتیون‌های تک جزئی و دو جزئی بر رفتار تورمی در نمونه‌های تثبیت/ جامدسازی شده با سیمان مطالعه شده است. در آزمایش pH مقادیر سیمان شرایط قلیایی را برای نمونه آلوده فراهم می‌کنند. اما، در این آزمایش سهم مجزای مکانیزم تثبیت و مکانیزم جامدسازی قابل تشخیص نیست. بنابراین، برای مشخص کردن سهم این مکانیزم‌ها از آزمایش آب‌شویی آلودگی استفاده شده است. نتایج آزمایش‌های زیست محیطی نشان می‌دهد که 10% سیمان قادر به نگهدار آلودگی در محدوده مجاز نیست و تنها فاز تثبیت فعال بوده است. ولی در 20% سیمان هر دو مکانیزم فعال بوده که توانسته آب‌شویی کلیه نمونه‌ها را در حد مجاز نگه دارد. در بخش سوم ارتباط میان میزان و نحوه تشکیل نانو ساختار هیدرات سیلیکات کلسیم C-S-H و واکنش‌های پوزولانی با سیمان در طی زمان در حضور و عدم حضور آلاینده فلز سنگین و تاثیر میزان و چگونگی تشکیل نانو ساختار C-S-H بر رفتار ژئوتکنیک زیست محیطی در فرایند جامدسازی بر پایه سیمان توسط آزمایشات اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده است. در آزمایش اشعه ایکس، در اغلب نمونه‌های تک جزئی روی و دوجزئی سرب- روی جامدسازی شده با 20% سیمان و عمل‌آوری 90 روز، شدت قله‌های کریستال‌های کلسیم زینکیت نسبت به نمونه‌های تحت مراقبت 7 روز افزایش داشته است و در مقابل شدت قله‌های C-S-H در نمونه‌های 90 روز نسبت به نمونه‌های 7 روز کاهش داشته است که این مسئله با نتایج آزمایش SEM انطباق دارد. همچنین، میزان کاهش شدت قله نظیر C-S-H در نمونه‌های جامدسازی شده با 20% سیمان بیشتر از نمونه‌های جامدسازی شده با 10% سیمان بوده است که با نتایج آزمایش تورم و همچنین شکل‌گیری کریستال‌های جدید در آزمایش SEM منطبق است.

فایل: ّFile: تنزيل فایل