بررسی تأثیر کربنات‌کلسیم بر فرآیند جامدسازی پایه‌سیمانی بنتونیت و فلزسنگین

Abstract

تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی بنتونیت و فلزسنگین از روش‌های متعارف در پروژه‌های مهندسی محیط‌زیست است. در میان روش‌های مختلفی که برای فرآیند تثبیت/جامدسازی استفاده می‌شود، سیستم‌های مبتنی بر پایه سیمان با توجه به هزینه نسبتاً کم، و دسترسی مناسب، به‌طور گسترده استفاده می‌شود. کارایی تکنولوژی تثبیت/جامدسازی را می‌توان با استفاده از تغییراتی بهبود بخشید. هدف از این مقاله، تعیین تأثیر جایگزینی کربنات‌‌کلسیم بر بهبود فرآیند تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی بنتونیت و فلزسنگین در راستای کاهش مصرف سیمان است. برای این منظور نمونه‌های بنتونیت دارای غلظت cmol/kg-soil 100 نیترات سرب با درصدهای مختلف ترکیب سیمان و کربنات‌‌کلسیم تثبیت/جامدسازی شده‌اند. ارزیابی ساز و کار نگهداری آلاینده با انجام آزمایش‌های XRD، TCLP، pH و UCS مورد مطالعه قرار گرفته‌است. شرط رسوب هیدروکسیدی، قرار‌گیری pH محیط در محدوده 10 تا 12 است. بر اساس نتایج این تحقیق، جایگزینی 15 درصد کربنات کلسیم به‌جای سیمان، سبب حفظ شرایط لازم برای ایجاد مکانیزم تثبیت و جامدسازی شده‌است. به‌طوری‌که برای نمونه حاوی 4/1 درصد رطوبت بهینه، مقدار واجذبی یون سرب در آزمایش TCLP برابر با 2 میلی گرم بر لیتر و مقاومت تک‌محوری نمونه برابر با MPa 45/1 بدست آمده و هر دو معیار EPA احراز شده است. در واقع نتایج این تحقیق حاکی از آن است که جایگزینی تا 15 درصد کربنات‌کلسیم به جای سیمان پرتلند معمولی ضمن کاهش مصرف سیمان، سبب بهبود قابلیت نگهداری آلاینده در تثبیت/جامدسازی پایه‌سیمانی شده‌است. علت بهبود شرایط رفتاری فوق، نقش همزمان پرکنندگی و هسته‌زایی کربنات کلسیم در کنار افزایش بازه رسوب ترکیبات کربناتی بوده‌است.