ارزیابی میکرو و نانو ساختاری فرایند هیدراسیون سیمان در تثبیت و جامدسازی آلاینده‌ فلز سنگین روی در حضور خاک رسی نرم

Abstract

زمینه و هدف: جامدسازی و تثبیت آلاینده‌های فلز سنگین به‌عنوان فن‌آوری ممانعت از انتقال آلاینده‌ها به لایه‌های زیرین خاک و آب‌های زیرزمینی شناخته شده‌است. با وجود پژوهش‌های وسیعی که در خصوص پایدارسازی نگهداری آلاینده‌ها به کمک سیمان صورت گرفته‌است، به بررسی ریزساختاری نحوه فرایند اندرکنش پولک‌های رسی- آلاینده فلز سنگین- سیمان در طی زمان و نحوه و زمان تشکیل ترکیبات سیمانی جدید توجه محدودی شده‌است. بر این اساس، هدف این پژوهش مطالعه نحوه فرایند اندرکنش رس- آلاینده فلز سنگین- سیمان در طی زمان از منظر ریزساختار و بررسی تأثیر حضور فلز سنگین بر فرایند هیدراسیون سیمان و تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) است. روش بررسی: در این راستا، به خاک رس طبیعی غلظت‌های مختلف آلاینده فلز سنگین روی و درصدهای مختلف سیمان پرتلند افزوده‌شده و مکانیزم نگهداری آلاینده توسط بررسی تغییرات pH و ارزیابی مطالعه ریز ساختاری (XRD) فرایند اندرکنش آلاینده- رس- سیمان، مورد تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی قرار گرفته‌است، همچنین میزان تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) در طی زمان مورد بررسی قرار گرفته است. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که تشکیل نانوساختار C-S-H به واسطه مساحت سطح ویژه زیاد، مشخصه‌های جذب را بهبود می‌بخشد و از طریق کپسوله کردن یون‌های فلز سنگین (جامدسازی) میزان تحرک‌پذیری آلاینده را کاهش می‌دهد. همچنین حضور آلاینده فلز سنگین روی سبب به تعویق افتادن فرایند هیدراسیون سیمان و کاهش مقدار تشکیل نانوساختار C-S-H می‌شود. به نحوی که حضور cmol/kg-soil 25 آلاینده فلز سنگین روی شدت قله نانوساختار C-S-H را حدود CpS 160 کاهش می‌دهد.