ارزیابی ریزساختاری تأثیر نحوه عمل‌آوری بر فرآیند تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی در بنتونیت آلوده به یون سرب

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا، عضو هیئت علمی، دانشگاه تهران، عضو هیئت علمی وابسته

2 دانشجوی دکتری مکانیک خاک و پی

3 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعبی سینا، همدان، ایران

چکیده

تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی از روش‌های جلوگیری از انتقال آلودگی در خاک است. هدف این تحقیق ارزیابی ریزساختاری مکانیزم‌های کنترل‌کننده در تثبیت/جامدسازی بنتونیت آلوده در شرایط عمل‌آوری سیستم باز (قرارگیری در معرض رطوبت) و شرایط عمل‌آوری سیستم بسته (عدم قرارگیری در معرض رطوبت) است. به این منظور، یک مجموعه آزمایش pH، آبشویی آلودگی (TCLP) و اشعه ایکس انجام شد. بر اساس نتایج، در حضور 15% سیمان، pH محیط در ناحیه ایمن قرار گرفته و نوع عمل‌آوری تأثیری بر بازده تثبیت ندارد. در دو سیستم عمل‌آوری، مکانیزم رسوب آلاینده عملکرد نسبتاً یکسانی داشته‌است. نتایج آزمایش‌های اشعه ایکس پیشرفت محدود واکنش‌های پوزولانی را به‌دلیل حضور فلز سنگین نشان داده‌است. با این وجود، بر اساس نتایج آزمایشات ریزساختاری اشعه ایکس، احراز محدودیت‌‎های استاندارد EPA در نمونه‌های عمل‌آوری شده در سیستم بسته را می‌توان به پیشرفت بهتر واکنش‌های پوزولانی و جامدسازی آلاینده با تشکیل C-S-H و C-A-S-H برای نمونه‌های عمل‌آوری‌شده در سیستم بسته نسبت داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Micro-structural evaluation of the impact of curing method on the process of cement-based stabilization/solidification of Pb ion contaminated bentonite

نویسندگان [English]

  • Vahid Reza Ouhadi 1
  • Behnam Yousefi 2
  • Reyhaneh Safadoust 3
1 -Bu-Ali Sina University -University of Tehran
2 PhD Student, Department of Civil Eng.. Faculty of Eng., Bu-Ali Sina University
3 Civil Eng. Department, Faculty of Eng,, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Cement-based stabilization/solidification is one of the common methods to prevent the transportation of heavy metal ions in soils. The main objective of this paper is to investigate the controlling mechanism in cement-based stabilization/solidification of Pb ion-contaminated bentonite in two different curing conditions of closed and open systems. Curing an open system is defined as a curing condition in which the stabilized/solidified sample has continued access to free water. In contrast, in the close curing process, the stabilized/solidified sample has been prevented to have access to any external water after initial mixing. To achieve the above-mentioned objective, a series of geo-environmental experiments, including pH, solubility measurement, TCLP, and XRD, were performed. In the first step, the bentonite sample was contaminated with 100 cmol/kg-soil of lead nitrate. After achieving equilibrium, the contaminated sample was stabilized/solidified with 15% cement. The results indicate that with application of 15% cement on the contaminated bentonite, the pH takes place on the range of 10.5 to 11.5 which is a safe domain for lead precipitation. In other words, the minimum required percentage of cement for stabilization/solidification is the quantity in which the pH of system comes about in the necessary range for heavy metal precipitation. This quantity is generally a function of the type and concentration of heavy metal contaminant. According to the experimental results of this research, it is shown that the method of curing does not have any noticeable impact upon the stabilization process of stabilized/solidified contaminated bentonite. On the other hand, according to the XRD results it is shown that in close system more pozzolanic components have formed. Therefore, the achievement of EPA criteria for TCLP experiments in cured samples at close system is attributed to the more progress in pozzolanic interaction and more formation of C-S-H and C-A-S-H components at 28 days for cured samples at close condition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stabilization/Solidification
  • TCLP
  • XRD analysis
  • Contaminated Bentonite
  • Cement