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

جامدسازی و تثبیت آلاینده های فلز سنگین به عنوان فن آوری ممانعت از انتقال آلاینده ها به لایه های زیرین خاک و آب های زیرزمینی شناخته شده است. با وجود پژوهش های وسیعی که در خصوص پایدارسازی نگهداری آلاینده ها به کمک سیمان صورت گرفته است، به بررسی ریزساختاری نحوه فرایند اندرکنش پولک های رسی- آلاینده فلز سنگین- سیمان در طی زمان و نحوه و زمان تشکیل ترکیبات سیمانی جدید توجه محدودی شده است. بر این اساس، هدف این پژوهش مطالعه نحوه فرایند اندرکنش رس- آلاینده فلز سنگین- سیمان در طی زمان از منظر ریزساختار و بررسی تاثیر حضور فلز سنگین بر فرایند هیدراسیون سیمان و تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) است.
در این راستا، به خاک رس طبیعی غلظت های مختلف آلاینده فلز سنگین روی و درصدهای مختلف سیمان پرتلند افزوده شده 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 گرفته است، همچنین میزان تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) در طی زمان مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که تشکیل نانوساختار C-S-H به واسطه مساحت سطح ویژه زیاد، مشخصه های جذب را بهبود می بخشد و از طریق کپسوله کردن یون های فلز سنگین (جامدسازی) میزان تحرک پذیری آلاینده را کاهش می دهد. همچنین حضور آلاینده فلز سنگین روی سبب به تعویق افتادن فرایند هیدراسیون سیمان و کاهش مقدار تشکیل نانوساختار C-S-H می شود. به نحوی که حضور cmol/kg-soil 25 آلاینده فلز سنگین روی شدت قله نانوساختار C-S-H را حدود CpS 160 کاهش می دهد.