27039

بررسي تأثير جذب CO2 بر خصوصيات مكانيكي خاك‌هاي اصلاح شده با سرباره كوره آهن‌گدازي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

1398

1401/03/31

دكتر حميدرضا رازقي

مهندسي عمران

مشكلات زيست‌محيطي و تغييرات اقليمي يكي از معضلاتي مي باشد كه امروزه چالش‌هاي بسياري براي بشر ايجاد كرده است، يكي از دلايل ايجاد اين مشكل، توليد گاز¬هاي گلخانه¬اي به دليل فعاليت¬هاي بي¬رويه¬ي بشر مي¬باشد. اين رخداد باعث پديده¬هايي از قبيل باران¬هاي سيل‌آسا، ذوب شدن يخ¬هاي قطبي و بسياري پيامدهاي اقليمي ديگر در بسياري از نقاط زمين شده است. به منظور كاهش ردپاي كربن در صنعت، امروزه تحقيقات گسترده‌اي بر روي عمليات كربناسيون تسريع‌شده، در حال انجام است. كربناسيون موجب تبديل CO2 به مواد معدني كربناته مي‌شود. علاوه بر اين، سيمان به عنوان ماده‌اي كه به‌طور گسترده در پروژه‌هاي تثبيت خاك مورد‌استفاده قرار مي‌گيرد، باعث انتشار مقادير قابل‌توجهي CO2 در جو مي‌شود، بنابراين نياز به استفاده از چسباننده‌هاي سبز مانند GGBS را به‌عنوان جايگزيني براي سيمان برجسته مي‌كند. مطالعات كمتري به بررسي كربناسيون در خاك پرداخته اند، لذا اين مطالعه تأثير كربناسيون تسريع‌شده بر مقاومت فشاري (UCS) خاك تثبيت‌شده با سرباره فعال‌شده قليايي را در شرايط محيطي (AC) و گرمخانه (OC) بررسي مي‌كند. اثرات زمان عمل‌آوري، مقدار چسباننده، تراكم نسبي و فشار كربن‌دي‌اكسيد (100، 200، و 300 كيلو پاسكال) نيز مورد مطالعه قرار گرفت. براي بررسي كمي مقدار كربنات تشكيل‌شده از آزمايش كلسيمتر استفاده شد، كه در واقع نشان‌دهنده مقدار CO2 جذب شده در خاك مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه نمونه‌هاي كربناته به مقاومت بالاتري نسبت به نمونه‌هاي غيركربناته دست يافتند. با اين حال، افزايش فشار كربناسيون تاثير قابل توجهي بر UCS نداشته است. همچنين محتواي كربنات توليد‌شده و مقاومت فشاري نمونه‌ها رابطه مستقيمي با يكديگر دارند كه نشان مي‌دهد افزايش مقدار كربنات موجب پيشرفت مقاومت فشاري در نمونه‌هاي تحت كربناسيون تسريع‌شده مي‌شود. در آخر نيز نتايج XRD، SEM و FTIR نشان مي‌دهد كه افزايش استحكام عمدتاً به دليل توسعه محصولات كربناته (CaCO3) است كه متراكم شدن نمونه‌هاي تثبيت‌شده را تسهيل مي‌كند.

1401/07/02

Investigation of the effect of CO2 Capture on mechanical properties of Geopolymer Modified Soils Based on Ground Granulated Blast furnace Slag

6/21/2023 12:00:00 AM

Environmental problems and climate change are one of the problems that have caused notable problems for human beings today. This problem is mainly caused by anthropogenic (human-induced) emissions of greenhouse gas into the atmosphere. In many parts of the world, these conditions have led to phenomena such as torrential rains and the melting of polar ice, etc. In order to reduce the carbon footprint in the industry, today extensive research is being done on accelerated carbonation. Carbonation converts CO2 into carbonate minerals. Furthermore, cement, as a widely used material in soil stabilization projects, emits significant amounts of CO2 into the atmosphere, thus highlighting the need to use green binders such as GGBS as an alternative to cement. Fewer studies have investigated carbonation in soil, so this study investigates the effect of accelerated carbonation on the strength (UCS) of soil stabilized with alkaline activated slag under ambient (AC) and oven (OC) conditions. The effects of curing time, binder amount, relative density and carbon dioxide pressure (100, 200, and 300 kPa) were also studied. A calcimeter test was used to quantitatively check the amount of carbonate formed, which actually indicates the amount of CO2 absorbed in the soil. The results show that carbonated samples achieved higher UCS than non-carbonated samples. However, increasing carbonation pressure did not significantly affect UCS. Also, the carbonate content and the compressive strength of the samples have a direct relationship with each other, which shows that increasing the amount of carbonate leads to the improvement of the compressive strength in the samples under accelerated carbonation. Finally, the results of XRD, SEM and FTIR show that the increase in strength is mainly due to the development of carbonate products (CaCO3), which facilitates the densification of the stabilized samples.

تثبيت خاك , ژئوپليمر , جذب و ذخيره كربن , كربناسيون , گازهاي گلخانه اي , سرباره كوره آهن گدازي

Geopolymer , Carbon Capture & storage , GGBS , Greenhouse Gases , Carbonation , Soil stabilization

Fatemeh Safaee

Dr. Hamid Reza Razaghi