تاثیر زمان و دمای عمل آوری بر عملکرد سیمان در اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین

روش تثبیت و جامد سازی (S/S) با سیمان در سالهای اخیر به طور گستردهای برای اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین توسعه یافته است. اگرچه تاثیر شرایط محیطی (ازجمله دما و زمان عمل آوری) بر موفقیت این روش بطور دقیق مشخص نیست. بر این اساس، در مطالعه حاضر ابتدا نمونه های خاک آلوده (از طریق افزودن فلز روی) تهیه و سپس سیمان با درصدهای ۵/۲، ۵، ۱۰ و ۱۵ به آنها اضافه شد. در ادامه مجموعه ای از آزمایشهای جذب، اسیدشویی (TCLP)، مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) و اندازه گیری EC و pH به منظور بررسی رفتار نمونه ها صورت گرفت. به منظور ارزیابی تاثیر مشخصات محیط، نمونه ها حداکثر تا ۹۰ روز و در دو دمای ºC ۲۰ و ºC ۴۵ نگهداری شدند. نتایج بیانگر آنست که در نمونه خاک طبیعی مورد استفاده با افزایش غلظت اولیه آلاینده، پتانسیل نگهداشت آلودگی به شدت کاهش مییابد. مشخص شد افزودن سیمان نقش بسزایی در افزایش قابلیت نگهداری فلز سنگین توسط خاک داشته که علت آن عمدتا ناشی از تشکیل رسوب فلز سنگین است. علاوه بر این، تشکیل نانوساختارهای سیمانی به واسطه سطح ویژه زیاد، مشخصه های جذب را بهبود و از طریق کپسوله کردن یونهای فلز سنگین، میزان تحرکپذیری آنها را به شدت کاهش میدهند. از طرفی، حمله اسیدی سبب واجذبی بخشی از فلز سنگین شده و مقاومت نمونه های حاوی سیمان در حضور فلز سنگین به شدت کاهش (تا ۴ برابر) خواهد یافت. ممانعت از این تغییرات برای نمونه های نگهداری شده در دمای ºC ۲۰ نیازمند مصرف زیاد سیمان بوده و افزایش زمان نگهداری، تاثیر چندانی بر نتایج ندارد. از سوی دیگر، مشاهده شد افزایش دما میتواند به دلیل تسریع در انجام واکنشهای سیمانی و کاهش اثر مخرب فلز سنگین بر واکنشهای هیدراسیون، مصرف سیمان مورد نیاز برای افزایش UCS و اصلاح ایمن خاک آلوده را تا ۵۰ درصد کاهش دهد.

Keywords:

خاک آلوده , فلز سنگین , سیمان , تثبیت و جامدسازی