بررسی فرآیند اندرکنش خاکستر بادی و خاک‌های رسی با دامنه خمیری زیاد از دیدگاه ریزساختاری

Abstract

خاکستر بادی پسماند سوزاندن زغال سنگ در نیروگاه­های برقی حرارتی است. تولید زیاد این پسماند معضلات زیست­محیطی برای دفن ایمن آن را به­همراه داشته است. خاکستر بادی به دلیل داشتن مقادیر زیادی سیلیسیوم و آلومینیوم دارای خواص پوزولانی است که استفاده از آن را در مباحث بتن، تثبیت خاک­ها و تثبیت و جامدسازی آلاینده­ها امکان­پذیر می­کند. با وجود انجام تحقیقات متعدد، همچنان نوع عملکرد فیزیکی و یا شیمیایی خاکستر بادی در ترکیب با خاک­های رسی بخوبی مشخص نمی­باشد. بر این اساس هدف این تحقیق بررسی نوع عملکرد خاکستر بادی کلاس F در رس متورم شونده بنتونیت است. خصوصیات مکانیکی ترکیبات بنتونیت و خاکستر بادی تا 30% وزنی بنتونیت، با استفاده از آزمایش­های حدود اتربرگ، تراکم، و آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده ارزیابی شده است. همچنین از مطالعات ریزساختاری هیدرومتری، XRD و مقادیر کاتیون­های استخراج شده خاکستر بادی تحت شرایط محیطی اسیدی تا بازی، برای بررسی رفتار شیمیایی خاکستر بادی استفاده شده است. نتایج نشان داده است که مقادیر انحلال کاتیون­های Si و Al خاکستر بادی تابع pH است و در pH حدود 9 با استفاده از آزمایش استخراج به ترتیب 4/0 و cmol/kg-soil 01/0 به دست آمده است. به دلیل غلظت کم انحلال این کاتیون­ها امکان شکل­گیری واکنش پوزولانی وجود ندارد. همچنین مقاومت فشاری محدود نشده نمونه بنتونیت-30% خاکستر بادی با افزایش زمان مراقبت از 7 تا 90 روز با اندکی افزایش به ترتیب از 444 به kPa 515 رسیده است. نتایج بررسی XRD نمونه­ها نشان می­دهد که با افزایش زمان مراقبت نمونه بنتونیت -30% خاکستر بادی، هیچ­گونه محصولات پوزولانی تشکیل نشده است.