بررسي اثر تركيب نانوذرات سيليكا و سيمان بر تثبيت خاك رس آلوده به فلز سنگين نيكل

هدف از اين مطالعه بررسي توانايي تركيب سيمان نانو سيليكا (CNS) در افزايش بهره وري فرآيند تثبيت و جامدسازي (S/S) خاك هاي آلوده به فلزات سنگين است. به اين منظور، ابتدا رس كائولينيت در شرايط آزمايشگاه به فلزنيكل آلوده و سپس با انجام مجموعه اي از آزمايش هاي مختلف، تاثير استفاده از تركيب CNS در پاكسازي خاك ارزيابي شد. نتايج بدست آمده مؤيد آن است كه در مصالح رسي حاوي فلز سنگين با شرايط كاني ساخت مشابه كائولينيت، امكان تراوش آلودگي حتي در غلظت هاي كم آلاينده (cmol/kg.soil 10 lt; وجود دارد و نيازمند تدابير لازم براي پاكسازي است. افزودن سيمان به كائولينيت، قابليت نگهداشت فلز سنگين را به شدت افزايش دادهف اگر چه آزمايش TCLP نشان داد آبشويي اين نمونه ها نيز سبب بازگشت مجدد تا 30% آلاينده جذب شده به سيال منفذي مي گردد. هم چنين مشخص شد اندركنش سيمان با فلز نيكل، فرآيند جامدشدگي ذرات را مختل كرده كه در نتيجه ي آن، بهبود مشخصات ژئومكانيكي خاك تا 4 برابر كاهش مي يابد. مشاهده شد CNS در مقايسه با سيمان، حدود 60% از توانايي بيشتري در غيرمتحرك سازي آلاينده برخوردار است و ضمن افزايش 40 درصدي مقاومت فشاري، تا دو برابر قابليت فشردگي مصالح را كمتر مي كند. براساس نتايج حاصل از آزمايش هاي فيزيكيمكانيكي، طيف هاي XRD و تصاوير SEM، علت عملكرد بهتر تركيب CNS ناشي از رشد بيشتر (به طور متوسط حدود 42 درصد) و سريعتر مواد سيماني (خصوصاآ ژل CSH)، كاهش اثر مخرب تشكيل رسوب فلز سنگين بر واكنش هاي هيدراتاسيون و افزايش تراكم ساختار ارزيابي شد. در مجموع يافته هاي پژوهش حاضر نشان مي دهد با مدنظر قراردادن ضوابط EPA، حدود 0/5 درصد سيمان به ازاي هر سانتي مول بر كيلوگرم غلظت نيكل و حدود يك ماه نگهداري، براي پاكسازي ايمن خاك لازم است كه در حضور نانو ذرات سيليكا، مصرف سيمان (تا 35%) و زمان عمل آوري ( تا سه برابر) كاهش خواهد يافت.