32987

بهسازي خاك رس آلوده به گليسرول با افزودن سرباره كوره آهن‌گدازي و سيمان پرتلند

كارشناسي ارشد

مهندسي ژئوتكنيك زيست محيطي

1400

1403/11/2

دكتر حسين صالح‌زاده- دكتر علي اكبر حشمتي رفسنجاني

ندارد

مهندسي عمران

آلاينده‌هاي آلي بيشتر در مناطقي كه مخازن زيرزميني نفت وجود دارد و همچنين در خطوط انتقال نفت و گاز هستند. كشور ايران با توجه به دارا بودن منابع غني نفت وگاز و در اختيار داشتن صنايع وابسته به مواد آلي مانند پالايشگاه‌ها و صنايع شيميايي با مشكل آلودگي خاك به مواد آلي روبرو است. گليسرول آلاينده‌‌اي زيست‌محيطي است و تاثيرات منفي بر ساختار خاك و آب‌هاي زيرزميني دارد. در اين تحقيق خاك رس آلوده با 4، 8 و 12 درصد گليسرول در آزمايشگاه تهيه شد، سپس در زمان‌هاي عمل‌آوري 7، 14 و 28 روز تحت آزمايش مقاومت تك‌محوري قرار گرفت. براي تثبيت خاك طبيعي و آلوده از سيمان تركيبي سرباره‌اي استفاده شد كه به صورت مخلوط سيمان ژئوپليمري تك بخشي و سيمان پرتلند بود و با دو فعال‌كننده كلريد سديم و كربنات سديم فعال‌سازي شدند. در ادامه آزمايش‌هاي ريزساختاري XRD و FESEM نيز روي نمونه‌هاي خاك طبيعي و آلوده صورت گرفت. نتايج آزمايش‌هاي تك‌محوري مشخص كردند آلودگي باعث كاهش مقاومت خاك طبيعي مي‌شود كه براي نمونه‌هاي خاك آلوده 4، 8 و 12 درصد نسبت به خاك طبيعي به ترتيب برابر 30، 55 و 74 درصد است. با گذشت زمان مقاومت خاك بيشتر شد به طوري كه مقاومت فشاري خاك 12 درصد آلوده و افزودني در 28 روز نسبت به 14 روز 70 درصد افزايش يافت به همين ترتيب نسبت به نمونه‌ي 7 روزه 74 درصد افزايش مشاهده شد. فعال‌كننده كلريد سديم نسبت به فعال‌كننده دوتايي كلريد سديم و كربنات سديم بهتر عمل كرد با تغيير فعال‌كننده از حالت تكي به دوتايي نمونه‌ي خاك طبيعي 6 درصد كاهش مقاومت را تجربه كرد و خاك‌هاي آلوده 4، 8 و 12 درصد به ترتيب 16، 19 و 13 درصد كاهش مقاومت داشتند. نسبت بهينه سرباره به سيمان براي سيمان تركيبي سرباره‌اي 13/1 بدست آمد و با ميزان سيمان پرتلند بيشتر بهتر عمل كرد. نتايج آزمايش‌ تك‌محوري مشخص كرد سيمان تركيبي سرباره‌‌اي از نظر استحكام و مقاومت اندكي بهتر از سيمان پرتلند به تنهايي خاك آلوده را تثبيت مي‌كند و بررسي‌هاي ريزساختاري نيز تشكيل ژله‌هاي سيماني را تاييد كردند.

1403/11/15

Treatment of Glycerol Contaminated Clay using Ground Granulated Blast Slag (GGBS) and Portland cement

1/21/2025 12:00:00 AM

Organic pollutants are mainly found in areas with underground oil reservoirs as well as in oil and gas transmission lines. Iran, with its rich oil and gas resources and its industries that depend on organic materials, such as refineries and chemical plants, faces the issue of soil contamination by organic substances. Glycerol is an environmental pollutant with negative impacts on soil structure and groundwater. In this study, clay soil contaminated with 4%, 8%, and 12% glycerol was prepared in the laboratory and then subjected to uniaxial compressive strength testing at curing times of 7, 14, and 28 days. To stabilize both natural and contaminated soil, hybrid alkali cement was used, composed of one-part geopolymer cement mixed with Portland cement, activated by sodium chloride and sodium carbonate. XRD and FESEM microstructural analyses were also conducted on natural and contaminated soil samples. The uniaxial test results indicated that contamination reduces the strength of natural soil, with 4%, 8%, and 12% contaminated samples showing a decrease of 30%, 55%, and 74%, respectively, compared to natural soil. Over time, soil strength increased; the compressive strength of 12% contaminated soil with additives increased by 70% after 28 days compared to 14 days, showing a 74% rise from the 7-day sample. Sodium chloride performed better than the dual activator (sodium chloride and sodium carbonate). Changing the activator from single to dual reduced the strength of natural soil by 6% and contaminated soils by 16%, 19%, and 13% for 4%, 8%, and 12% glycerol contamination, respectively. The optimal slag-to-cement ratio for hybrid alkali cement was found to be 1.13, which performed better with a higher amount of Portland cement. The results of the uniaxial compression test indicated that the hybrid alkali cement slightly outperforms Portland cement alone in stabilizing the contaminated soil in terms of strength and durability. Microstructural analyses also confirmed the formation of cementitious gels.

بهسازي خاك , رس , گليسرول , سرباره كوره آهن‌گدازي , سيمان

soil treatment , clay , glycerol , GGBS , Portland cement

Mohammad Torkashvand

Dr. Hosein Salehzadeh Dr. Ali Akbar Heshmati