ارزیابی ریزساختاری پیشرفت واکنشهای پوزولانی آهک در تثبیت و جامدسازی آلایندههای فلز سنگین روی
محورهای موضوعی : فلزات سنگینوحیدرضا اوحدی 1 , محمد امیری 2 , محمدحسن باقر 3
1 - استاد گروه عمران، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده فنی، همدان.
2 - استادیار گروه عمران، دانشگاه هرمزگان، دانشکده مهندسی، بندرعباس*(مسوول مکاتبات).
3 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده فنی، همدان.
کلید واژه: تثبیت و جامدسازی, آلاینده فلز سنگین, آهک, نانوساختار C-S-H, XRD,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: هدف این پژوهش مطالعه نحوه فرایند اندر کنش پولک های رسی - آلاینده فلز سنگین - آهک در طی زمان از منظر ریزساختار است. روش بررسی: برای رسیدن به این هدف، درصدهای مختلف آهک به خاک رسی طبیعی حاوی آلاینده فلز سنگین روی افزودهشده و مکانیزم نگه داری آلاینده توسط بررسی تغییرات pH و ارزیابی مطالعه ریزساختاری (XRD) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بحث و نتیجه گیری: نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که افــزایش 10% آهــک علاوه بر فرایند تثبیت موجب شده در غلظت cmol/kg-soil250 آلاینده فلز سنگین روی، میزان نگه داری آلاینده بیش از 37% افزایش یابد. ارزیابی پراش پرتو ایکس نشان می دهد که حضور آلاینده فلز سنگین موجب کاهش فرایند اندرکنش آهک و رس و متعاقب آن کاهش تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینیات کلسیم (C-A-H) شده است. بر اساس نتایج آزمایش پراش اشعه ایکس و قابلیت نگه داری آلاینده در نمونه های اصلاحشده با کمتر از 6% آهک، احتمالاً علت اصلی کاهش شدت قله نظیر کانی رسی، حضور آلاینده فلز سنگین بوده است. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که تشکیل نانوساختار C-S-H به واسطه مساحت سطح ویژه زیاد، مشخصه های جذب را بهبود میبخشد و از طریق کپسوله کردن یون های فلز سنگین (جامدسازی) میزان تحرک پذیری آلاینده را کاهش می دهد. همچنین حضور آلاینده فلز سنگین روی سبب کاهش مقدار تشکیل نانوساختار C-S-H می شود. به نحوی که حضور cmol/kg-soil 25 آلاینده فلز سنگین روی، شدت قله نانوساختار C-S-H را حدود CpS 90 کاهش داده است.
Introduction and objective: The present research aims to investigate the mechanism of clay particles - heavy metal contaminant - lime interaction process over time from a microstructural point of view. Material and method: To achieve this objective, different percentage of lime was added to a laboratory contaminated natural soil. Then, the mechanism of contaminant retention was analyzed through studying pH changes and evaluating microstructure study (XRD). Result and discussion: The results of this research show that the addition of 10% lime to the contaminated natural clay not only stabilizes the soil, but also for a sample contaminated with 250 cmol/kg-soil concentration of zinc as a heavy metal, more than 37% increase in retention observes. The XRD evaluation shows that the presence of heavy metal contaminant reduces the extent of lime-clay interaction; consequently a reduction in the formation of C-S-H and C-A-H nanostructures happens. Based on the results of XRD experiment and soil contaminant retention measurement of the treated sample with less than 6% lime, the presence of heavy metal contaminant was probably the main cause for peak intensity reduction of clay minerals. The results of this research show that the formation of C-S-H nanostructure improves absorption characteristics due to its high specific surface area. In addition, its formation reduces contaminant mobility through encapsulation of heavy metal ions (solidification). Moreover, the presence of heavy metal contaminant of zinc reduces C-S-H nanostructure formation, in a way that the presence of 25 cmol/kg-soil of heavy metal contaminant of zinc reduces peak intensity of C-S-H nanostructure about 90 CpS.
