28467

تثبيت و جامدسازي خاك آلوده به فلز سنگين كروم با استفاده از ژئوپليمر برپايه سرباره آهن‌گدازي(GGBS)

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- خاك و پي

1399

1402/2/31

عليرضا سعيدي عزيزكندي

دانشكده مهندسي عمران

آلودگي خاك به فلزات سنگين براي سلامتي انسان خطراتي را به دنبال دارد بنابراين پيدا كردن راهكار براي اين كنترل و رفع اين آلودگي توجه بسياري را به خود جلب‌كرده است. تثبيت و جامدسازي يك راهكار مناسب براي كنترل آلودگي ناشي از فلزات سنگين و اثرات جانبي ناشي از آن در خاك مي‌باشد. ژئوپليمر‌ها به عنوان يك ماده دوست‌دار محيط‌زيست مي‌توانند با محبوس‌كردن فلزات سنگين در شبكه سه‌بعدي خود و يا تبديل آن‌ها به مواد شيميايي جديد بدون قابليت انحلال‌پذيري از انتشار فلزات سنگين در محيط‌زيست جلوگيري كنند. در اين پژوهش كارايي ژئوپليمر بر پايه سرباره كوره آهن‌گدازي با استفاده از سديم‌هيدروكسيد و پتاسيم‌هيدروكسيد در تثبيت و جامدسازي فلز كروم در خاك رس بررسي شده است. آزمايش مقاومت فشاري براي بررسي پارامتر‌هاي مكانيكي و آزمايش‌ انتشار سم در اثر آبشستگي (TCLP) براي بررسي پتانسيل آبشويي از نمونه‌هاي تثبيت‌شده و تثبيت‌نشده مورد استفاده قرار گرفت. همچنين بررسي‌هاي ريزساختار با استفاده از آزمايش‌هاي XRD،XRF، FESEM-EDX-MAP وFTIR انجام پذيرفت. نتايج مقاومت فشاري نشان مي‌دهند كه 5 درصد سرباره ‌آهن‌گدازي در شرايط عمل‌آوري خشك (آون) و 15 درصد در شرايط عمل‌آوري مرطوب عملكرد مناسب‌تري از خود نشان مي‌دهد. همچنين استفاده از هردو فعال‌كننده سديم‌هيدروكسيد و پتاسيم‌هيدروكسيد در هردو شرايط عمل‌آوري خشك و مرطوب باعث قليايي شدن محيط و بهبود مقاومت با تشكيل ژل‌هاي C-A-S-H و K-A-S-Hشد. نتايج نشت نيز نشان دادند كه افزودن 15 درصد سرباره در شرايط خشك و مرطوب بهترين عملكرد را در عمل‌آوري 28 و 90روزه از خود نشان داد. همچنين با مقايسه شرايط عمل‌آوري خشك و مرطوب در تمامي نمونه‌ها نشت در شرايط خشك بيشتر از شرايط مرطوب به‌علت وجود تنش حرارتي و ايجاد ميكرو‌ترك‌ها و تماس بيشتر خاك با محلول TCLP بوده است.

1402/04/11

Stabilization/Solidification of chrome-contaminated soil using geopolymer based on GGBS

5/20/2024 12:00:00 AM

Soil pollution with heavy metals poses risks to human health, so finding a solution to control and eliminate this pollution has attracted a lot of attention. Stabilization and solidification is a suitable solution to control pollution caused by heavy metals and its side effects in the soil. As an environmentally friendly material, geopolymers can prevent the release of heavy metals in the environment by trapping heavy metals in their three-dimensional network or converting them into new chemical substances without solubility. In this research, the effectiveness of geopolymer based on ground granulated furnace slag using sodium hydroxide and potassium hydroxide in stabilizing and solidifying chromium metal in clay has been investigated. The compressive strength test was used to check the mechanical parameters and the toxicity method leaching test (TCLP) was used to check the leaching potential of stabilized and unstabilized samples. Also, microstructure investigations were performed using XRD, XRF, FESEM-EDX-MAP and FTIR tests. The results of compressive strength show that 5% of GGBS in dry processing conditions (Oven) and 15% in wet processing conditions show more appropriate performance. Also, the use of both sodium hydroxide and potassium hydroxide activators in both dry and wet processing conditions made the environment alkaline and improved resistance by forming C-A-S-H and K-A-S-H gels. The leaching results also showed that the addition of 15% slag in dry and wet conditions showed the best performance in 28 and 90 days processing. Also, by comparing dry and wet processing conditions in all samples, the leaching in dry conditions was more than in wet conditions due to the presence of thermal stress and the creation of microcracks and more soil contact with TCLP solution.

ژئوپليمر , تثبيت و جامدسازي , فلزسنگين كروم , خاك

Geopolymer , Stabilization and Solidification , heavy metal chromium , soil

Ailar Amir Kardoost

Dr. Alireza Saeedi