بررسی ریزساختاری تأثیر فلز سنگین سرب بر زمان گیرش سیمان

Abstract

آلاینده­های حاوی فلز سنگین سرب همواره از منابع اصلی آلودگی محیط‌زیست در طی دهه­های گذشته است. فعالیت­های انسانی و صنعتی به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم باعث ورود مقادیر انبوهی از آلاینده­های مبتنی بر سرب به سطح خاک و آب زیرزمینی شده است. تکنیک تثبیت و جامد­سازی (S/S) توسط سیمان، با کاهش قابل‌توجه تحرک و حلالیت سرب در خاک، ابزار مؤثری برای تصفیه خاک­های آلوده به سرب است. از سوی دیگر آلاینده فلز سنگین سرب بر روی زمان گیرش سیمان تأثیرگذار است و زمان گیرش به طور مستقیم بر کارایی ترکیبات سیمان تأثیرگذار است. بر این اساس فهم اندرکنش سرب و سیمان حائز اهمیت است. در این راستا هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر فلز سنگین سرب بر زمان گیرش و اندرکنش ریزساختاری سرب و سیمان است. بدین منظور محلول نیترات سرب با غلظت­های kg/cmol-solid 500 و 250، 100، 50، 25، 10، 0 به سیمان افزوده شد. بررسی اثر فلز سنگین سرب بر فرایند هیدراتاسیون و زمان گیرش خمیر سیمان توسط آزمایش­های زمان گیرش، پراش پرتو ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میزان تراوش و آبشویی آلودگی (TCLP) مورد تجزیه‌وتحلیل آزمایشگاهی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل از پژوهش،‌ رسوب و کمپلکس شیمیایی فلز سنگین سرب به شکل Pb(OH)2 و Pb-C-S-H منجر به تعویق هیدراتاسیون سیمان و افزایش زمان گیرش اولیه و نهایی خمیر سیمان و تثبیت و جامد­سازی آلاینده فلز سنگین سرب شده است. با افزودن kg/cmol-solid 25 نیترات سرب زمان گیرش اولیه سیمان از 65 دقیقه به 155 دقیقه افزایش یافته است. نتایج ریز­ساختاری نشان داد سیمان در فرایند تثبیت و جامد­سازی (S/S) فلز سنگین سرب تا غلظت cmol/kg-solid 100 به خوبی عمل کرده و میزان آلاینده برای خاک در حد مجاز است.