پروفایل استاد - دانشگاه بوعلی سینا همدان
Professor
Update: 2024-11-21
Vahid Reza Ouhadi
Faculty of Engineering / Department of Civil Engineering
P.H.D dissertations
-
: ارزيابي ريزساختاري تأثير كوتاه مدت و درازمدت خاكستربادي بر قابليت نگهداري آلودگي فلز سنگين در تثبيت و جامدسازي پايه سيماني در حضور بنتونيت
مرتضي ديرانلو 2021The cement-based stabilization/solidification (S/S) is commonly used to remediate heavy-metal-contaminated clayey soils. Two mechanisms of solidification and stabilization in this method include the formation of cementation products (such as C-S-H) and achievement of alkaline condition for development of pozzolanic interactions. Determining the effecting mechanisms of heavy metal immobilization in the cement- based stabilization/solidification process and the long-term efficiency of stabilization/solidification materials, is the most important aspect of research in this field. Still, the major problem associated with this method is heavy-metal precipitation, which retards cement hydration. The objectives of this research are to determine the influence of pH-dependent lead solubility patterns on the stabilization/solidification of contaminated bentonite and to overcome the problems associated with cement hydration in this process through NaOH treatment. In addition, due to the pozzolanic properties of fly ash, in order to investigate the effect of fly ash on the optimum amount of required cement at different concentrations of contaminants, several mixtures of cement-fly ash were used to solidify the contaminated bentonite. Finally, the long-term performance of Pb stabilization and solidification mechanisms in cemented stabilized/solidified materials and the role of each mechanism on heavy metal immobilization are investigated. In order to achieve the above-mentioned objectives a series of physicochemical experiments were performed. The mention section includes a laboratory study of the interaction of fly ash with bentonite and the interaction of fly ash with cement in the presence and non-presence of lead nitrate contamination. Macro-structural experiments such as unconfined compressive strength, atterberg limits, hydrometer test, compressive strength of mortars and measurement of setting time have been performed on these samples. In addition, a series of X-ray diffr
Thesis summary
-
مطالعه ريزساختاري و ژئوتكنيكي تثبيت خاك رس نرم دار و نگهداشت آلاينده هاي فلز سنگين در تثبيت و جامد سازي در حضور ميكرو و نانو ذرات رسي
محمد اميري 2015
Master Theses
-
رفتار ريزساختار و درشت ساختار اندركنش زئوليت با سيمان در شرايط عمل آوردگي مختلف
نجمه ايرانفر 2023در سال هاي اخير، نيازهاي روز افزون پايداري در بخش ساخت و ساز، جنبه هاي زيست محيطي تبديل مواد، تحقيقات مربوط به سيمان پرتلند را تحت تاثير قرار داده است. استفاده از خاك هايي با سطح مخصوص زياد در بتن پلاستيك متداول است. زئوليت به واسطۀ قيمت مناسب و قابليت جذب آب مي تواند جايگزين مناسبي به جاي خاك هاي رسي در اين فرآيند باشد. با توجه به اين حقيقت كه فراوان ترين تركيب موجود در پوسته زمين آلوميناسيليكات ها هستند، زئوليت به عنوان يك آلومينوسيليكات در طبيعت به وفور يافت مي شود. از سوي ديگر به سبب اين كه عمدتاً ساخت بتن و عمل آوري سيمان در تماس مستقيم با محيط انجام مي شود همواره سيمان و بتن تحت تأثير شرايط اقليمي خود قرار دارند. دما مهم ترين عامل اقليمي است كه بيش از هر عامل ديگري بتن را تحت تأثير قرار مي دهد كه اين تاثير بر بتن تازه و سخت شده بسيار قابل توجه است. بر اين اساس هدف اصلي از تحقيق حاضر تعيين خصوصيات ريز ساختاري زئوليت و تعيين ريزساختاري فرايند اندركنش زئوليت و سيمان در شرايط دمايي متفاوت است. براي دستيابي به هدف فوق در اين پژوهش، يك مجموعه آزمايش ريزساختاري و درشت ساختاري شامل آزمايش هاي گيرش، pH، EC و آزمايش طيف اشعۀ ايكس (XRD) صورت گرفته است. اين آزمايشات با زئوليت معدن هاي سمنان و درصدهاي مختلف سيمان پرتلند تيپ2 (4%، 6%، 10% و 20%) در شرايط دمايي مختلف (20 درجه سانتي گراد، 50 درجه سانتي گراد و 100 درجه سانتي گراد) انجام شده است. نتايج بدست آمده از اين پژوهش حاكي از آن است كه افزايش دما موجب كاهش زمان گيرش و كاهش فاصله زماني گيرش اوليه و نهايي مي شود. هم چنين حضور زئوليت به عنوان جايگزيني در كنار سيمان، خللي در روند گيرش ايجاد نمي كند. براي شروع واكنش هاي پوزولاني، pH مخلوط بايد از قليائيت كافي برخوردار باشد تا بتواند حلاليت سيليكات و آلومينات زئوليت را فرآهم آورد. طبق آزمايش هاي pH انجام شده، حضور زئوليت در كنار درصدهاي مختلف سيمان و عامل تغييردما، pH مخلوط هاي مورد نظر در دوره هاي مختلف (آني، يك روز، هفت روز و 28 روز) به صورت متوسط در دماي 20درجه سانتي گراد نزديك 12 و در دماهاي 50 درجه سانتي گراد و 100 درجه سانتي گراد با افزايش درصد سيمان از 6 درصد به 10 درصد و 20 درصد مقدار متوسط pH 12 و از 12 بيشتر گزارش شده است. هم چنين افزايش طول عمر مخلوط نيز سبب كاهش pH
Thesis summary
-
تاثير حرارت بر قابليت نگهداري سرب در بنتونيت همويونيك و جامدسازي شده با سيمان
ميلاد محموديان 2022از آنجا كه آلودگي هاي محيط زيست، به ويژه آلودگي هاي ناشي از فلزات سنگين، به يكي از مشكلات اصلي جهان تبديل شده است، لذا امروزه مسير تحقيقات بسياري از پژوهشگران بر رفع اين آلودگي ها تمركز پيدا كرده است. تاكنون روش هاي متنوعي براي كنترل اين آلودگي ها مورد استفاده قرار گرفته كه به طور كلي شامل روش هاي شيميايي، فيزيكي، بيولوژيكي و حرارتي است. هزينه اجرايي و همچنين ميزان تأثيرگذاري اين روش ها بر آلاينده هاي مختلف متفاوت بوده كه اين امر تلاش براي يافتن روش هاي بهينه و با تأثيرگذاري بيشتر را مضاعف نموده است. در اين پژوهش با تركيب روش هاي حرارتي و تثبيت و جامدسازي سعي بر ارائه راهكاري بسيار مؤثر در كنترل آلاينده فلز سنگين سرب مي شود. در اين پژوهش كه بر روي خاك هاي بنتونيت و زئوليت آلوده به غلظت هاي مختلف سرب انجام گرفته است، با استفاده از آزمايش هاي تعيين ظرفيت بافرينگ، تعيين ميزان جذب و نگهداري آلاينده و آزمايش آب شويي آلودگي (TCLP)، ميزان تأثيرگذاري هر دو روش تثبيت و جامدسازي و اعمال حرارت در نگهداري آلاينده سرب مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين در اين پژوهش با تركيب دو روش ذكر شده در نگهداري آلاينده سرب، تأثيرگذاري روش اعمال حرارت بر نمونه هاي خاك آلوده جامدسازي شده با سيمان مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات ريزساختاري نمونه ها با استفاده از آزمايش اشعه ايكس (XRD) مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه استفاده از روش اعمال حرارت به خاك آلوده به سرب كه با درصدهاي مختلف سيمان جامدسازي شده اند مي تواند تأثير مثبت و نيز تأثير منفي بر نگهداري آلاينده سرب توسط خاك و سيمان داشته باشد. نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه با استفاده همزمان از هر دو روش اعمال حرارت و تثبيت و جامدسازي، به عنوان راهكاري مناسب در كنترل آلاينده سرب، مي توان تأثيرگذاري بسيار بيشتري در كنترل آلاينده سرب داشت. با توجه به نتايج، با استفاده از 20% سيمان در تثبيت و جامدسازي بنتونيت آلوده به سرب و سپس اعمال حرارت به آن مي توان غلظتي حدود cmo/kg-soil200 آلاينده سرب را به خوبي كنترل كرد. اين راهكار نتايج اميدواركننده اي را در كنترل آلاينده سرب از خود نشان داده اما تحقيقات بيشتري در اين زمينه لازم است انجام گيرد. از بين دماهاي آزمايش شده در اين پژوهش، دماي °C500، بيشترين تأثير مثبت را در افزايش نگه
Thesis summary
-
تاثير فلزات سنگين و جذب انتخابي بر تورم كوتاه مدت و درازمدت بنتونيت آلوده و جامدسازي شده با سيمان
نورا هاشم پور 2022فعاليت هاي صنعتي، اغلب فلزات سنگين را وارد محيط مي كند كه در اكثر موارد براي اكوسيستم و سلامتي انسان مضر هستند. در ميان فلزات سنگين، فلزاتي مانند سرب (Pb) و روي (Zn) به صورت ويژه مورد توجه هستند، دليل آن نيز سميت و گستردگي وجود اين فلزات در طبيعت است. ورود اين آلاينده ها به خاك، از نظر ژئوتكنيك زيست محيطي مشكل ساز بوده و نياز به ارائه روش هاي مناسب و بهينه براي دفن مهندسي و مديريت صحيح پسماند را ايجاب كرده است. تكنولوژي تثبيت و جامدسازي مبتني بر پايه سيمان گزينه جذاب براي مديريت آلاينده هاي فلز سنگين و همچنين ممانعت از انتقال و تسهيل در دفن نهايي آلودگي بوده و باعث كاهش انتشار آلاينده ها به محيط زيست مي شود. در ميان مواد تثبيت كننده، سيمان پرتلند معمولي به علت در دسترس بودن، قيمت مناسب و سازگاري با بسياري از آلاينده ها، پرمصرف ترين و رايج ترين ماده چسباننده مورد استفاده در اين روش است. فرآيند تثبيت و جامدسازي با استفاده از كاني هاي رسي به خصوص مونت موريلونيت مي تواند به طور مؤثري براي مقابله با انتقال فلزات سنگين به كار گرفته شود. در مجموع هدف اصلي اين تحقيق ارزيابي مكانيسم تاثير سيمان در جامدسازي بنتونيت آلوده بر پتانسيل تورم در كوتاه مدت و درازمدت است. مطالعات پژوهش حاضر در سه بخش ژئوتكنيكي، زيست محيطي و ريزساختاري انجام شده است. در بخش اول آزمايش هاي پتانسيل تورم و حدود اتربرگ در نمونه هاي تثبيت/ جامدسازي شده با سيمان انجام شده است. نتايج آزمايش حدود اتربرگ نشان مي دهد، شيب نمودار نمونه هاي آلوده به سرب و روي جامدسازي شده با 20 درصد سيمان به سمت افق ميل مي كند كه نشان دهنده مستقل بودن حد رواني از غلظت آلاينده است و در غلظت هاي كم تر از cmol/kg-soil 50، سيمان نقش بسزايي در كاهش حد رواني دارد. همچنين، با افزايش دوره مراقبت، مقادير حد خميري در كليه نمونه ها مستقل از غلظت آلاينده و مقدار سيمان است. در نمونه هاي تك جزئي سرب، روي و دوجزئي سرب- روي با افزايش مقدار سيمان از صفر تا 20% تورم مشاهده شده است كه احتمال تشكيل كريستال هاي فلزي جديد وجود دارد و نيروي داخلي اين كريستال ها باعث افزايش حجم نمونه شده است. در بخش دوم تاثير رفتار كاتيون هاي تك جزئي و دو جزئي بر رفتار تورمي در نمونه هاي تثبيت/ جامدسازي شده با سيمان مطالعه شده است. در آزمايش pH مقادير سيمان شرايط قليايي
Thesis summary
-
تأثير شدت بخشي با خاكستر بادي و زئوليت بر نگهداري فلز سنگين در جامدسازي پايه سيماني بنتونيت
شيرين درويش پور 2022آلودگي خاك ها به فلزات سنگين يكي از مشكلات متداول جهاني است. نه تنها به دليل رشد جمعيت جهان، بلكه به علت گسترش سريع بخش هاي صنعتي، اقتصادي و كشاورزي بروز آلودگي اجتناب ناپذير است. به علت استفاده از تأسيسات دفن زباله هاي صنعتي، آفت كش ها، كودهاي شيميايي، انتشار از كوره هاي مخصوص سوزاندن زباله هاي شهري، فرآيند استخراج فلزات از سنگ هاي معدني و صنايع ذوب فلزات، ممكن است خاك با فلزات سنگين (HMs) از قبيل روي (Zn)، كادميم (Cd)، سرب (Pb) و مس (Cu) آلوده گردد. تخليه و دفن محصولات آلوده به فلزات سنگين منجر به آلودگي آب هاي زيرزميني شده-است. به دليل تجزيه ناپذيري فلزات سنگين و اثرات خطرناك آن ها بر سيستم هاي بيولوژيكي، اين دسته از آلودگي ها همواره سبب نگراني هاي زيست محيطي بوده اند. تثبيت/جامدسازي (S/S) به عنوان يكي از رايج ترين روش هاي اصلاح زباله هاي خطرناك شناخته شده و براي دهه ها، در مراكز دفن زباله مورد استفاده قرار گرفته است. سازمان حفاظت از محيط زيست آمريكا (USEPA)؛ جامدسازي با فرآيند سيماني شدن را به عنوان «بهترين فنّاوري موجود اثبات شده» براي دفن بيشتر و بهتر عناصر سمّي در طبيعت، دانسته است. استفاده از سيمان موجب مصرف زياد انرژي و افزايش انتشار گاز گلخانه اي CO2 مي-شود. تقريباً 5% از CO2 جهان توسط صنعت سيمان توليد مي شود. با ارتقاء توسعه پايدار، توجه به سمت چگونگي توسعه مواد سبز با خواص مهندسي مشابه يا حتي بهتر از سيمان جلب شد، از ميان تركيبات به كار رفته در بسياري از تكنيك هاي تثبيت/جامدسازي، خاكستر بادي و زئوليت به دليل ارزان بودن و خواص پوزولاني بسيار خوب آن به طور گسترده اي به عنوان مواد جايگزين سيمان مورد استفاده قرار گرفته است. در مجموع هدف اين تحقيق استفاده از خاكستر بادي و زئوليت در پروژه هاي دفن مهندسي زباله به منظور جلوگيري از گسترش و انتقال آلاينده هاي فلزات سنگين و صرفه جويي در مصرف سيمان در پروژه هاي جامدسازي زباله با استفاده از مصالح جايگزين فوق است. براي دستيابي به هدف فوق، خاكستر بادي و زئوليت به صورت 10 الي 50 درصد وزني خاك جايگزين بخشي از سيمان نمونه هاي حاوي 10، 30 و 50 درصد سيمان در بنتونيت آلوده به سرب با غلظت هاي 10، 50، 100 و cmol/kg-soil 150 افزوده شده است. پس از نگهداري نمونه ها طي مدت 7 و 28 روز، نمونه هاي تثبيت/جامدسازي شده در دو بخش درشت سا
Thesis summary
-
تأثير فرايند يخ زدن و يخ گشائي بر رفتار خودترميمي و ژئوتكنيك زيست محيطي خاك هاي رسي كربناتي و كربنات زدائي شده حاوي آلاينده فلز سنگين
بهناز واشقاني فراهاني 2021ويژگيهاي مطلوب بنتونيت )حاوي كاني رسي اسمكتيت( سبب شده تا از آن به عنوان مصالح بافر در مراكز دفن مهندسي زباله استفاده شود. با توجه به شكل پذيري قابل توجه بنتونيت، شكل گيري ترك در آن كم است. همچنين، خاصيت تورم پذيري بنتونيت سبب پر شدن تركها، حفرات و فضاهاي خالي اطراف پولكها شده و منجر به آب بند بودن اين مصالح و كاهش ضريب هدايت هيدروليكي خواهد شد. كه مجموعه اين عوامل سبب بهبود خاصيت خودترميمي در بنتونيت ميشود. حضور آلاينده هاي فلز سنگين در آب حفرهاي از طريق تغيير در خصوصيات آب حفره اي بر پتانسيل تورمي و خودترميمي بنتونيت تأثير ميگذارد. از سوي ديگر، وجود مقادير فراوان كربنات به عنوان يكي از اجزاي اصلي خاكهاي رسي و تأثير آن بر مهندسي خاكها، لزوم مطالعه تأثير كربنات بر رفتار مهندسي خاكهاي رسي را به اثبات ميرساند. افزايش درصد كربنات در خاك موجب افزايش چشمگير قابليت نگهداشت آلودگي خاك و در نتيجه مقاومت در برابر pH ميشود. فلزات سنگين توسط چندين فاز مانند فاز تبادلي، كربناتها، هيدروكسيدها، اكسيدها، مواد آلي و آمورف در سيستم خاك- آب- آلاينده حفظ ميشوند. با اين حال، از بين همه مكانيسمهاي دخيل در نگهداشت فلزات سنگين، كربناتها بيشترين نقش را ايفا ميكنند. عامل ديگري كه بر رفتار خاك مؤثر است، شرايط دمايي است. تغييرات دمايي در مناطق سردسير عامل اصلي سيكلهاي يخزدن و يخگشايي است. اعمال سيكلهاي يخ زدن و يخ گشايي موجب تغييرات گسترده اي در خصوصيات و ساختار خاك با ايجاد ترك و افزايش نفوذپذيري در آن ميشود. تورم ناشي از يخ زدن و افزايش رطوبت پس از يخ گشايي، يكي از عواملي است كه سبب تورم و نهايتاً كاهش مقاومت و ظرفيت باربري نهايي خاكها ميشود كه در مناطق سردسير با توجه به آنكه سطح سفره زيرزميني بالا است، حائز اهميت است. از آنجا كه رفتار اسمكتيت ها به مقدار قابل توجهي تابع شرايط فيزيكي- شيميايي محيط است، اثرات آلاينده هاي فلز سنگين و سيكل هاي يخ زدن و يخگشايي بر روي اسمكتيتها توسط فلوكوله شدن، بازچينش ذرات خاك و انتقال آلودگي تعيين ميشود. در مجموع، تعيين تفاوت بين اثر سيكل هاي يخزدن و يخگشايي بر قابليت خودترميمي و خصوصيات ژئوتكنيك زيست محيطي خاكهاي رسي كربناتي و كربنات زدايي شده در حضور فلز سنگين مس، هدف اصلي و از جنبه هاي نوآوري پژوهش حاضر است. براي اين منظور از خاك بنتونيت با درصدهاي مختلف
Thesis summary
-
تأثير حرارت بر نگهداري آلاينده فلز سنگين در خاك رسي كربنات دار و كربنات زدايي شده
سينا لطفي 2020چكيده: با رشد صنعت و شهرسازي در ده هاي اخير، حجم زيادي از آلاينده فلز سنگين وارد خاك شده، كه بيشتر از استانداردهاي جهاني است. آلاينده هاي فلز سنگين خصوصيات مهندسي خاك را تحت تأثير قرار داده و از ديدگاه زيست محيطي براي سلامتي بشر مضر است. احتمال نشت فلز سنگين به همراه حرارت ناشي از زباله هسته اي، به خاك بنتونيت اطرف زباله كه باعث تغيير در خصوصيات مهندسي خاك مي شود، وجود دارد. از طرف ديگر خاك هاي رسي در مواردي همچون اصلاح حرارتي خاك هاي آلوده به فلز سنگين، تثبيت حرارتي و ساخت مصالح ساختماني همواره تحت حرارت قرار مي گيرند. به اين جهت پژوهشگران مطالعات بسياري در خصوص تأثيرات حرارت و آلاينده فلز سنگين بر خصوصيات خاك و روش هاي رفع آلودگي اين فلزات انجام داده اند. روش اصلاح حرارتي از ديرباز به منظور كاهش تحرك پذيري آلاينده فلز سنگين مورد توجه بشر بوده است. با وجود مطالعات وسيع در زمينه ي اصلاح حرارتي خاك ها، توجه جامعي به مكانيزم جامدسازي آلاينده در خاك هاي رسي داراي كربنات كلسيم و تعيين نقش كربنات كلسيم در فرايند جامدسازي نشده است. بر اين اساس هدف از انجام اين پژوهش بررسي تأثير حرارت و آلاينده فلز سنگين بر تغييرات ريزساختاري خاك رسي و نحوه جامدسازي آلاينده در حضور و عدم حضور كربنات كلسيم در درجه حرارت هاي مختلف است. بدين منظور دو نوع خاك رسي بنتونيت كربنات دار و كربنات زدايي شده در تركيب با آلاينده فلز روي در غلظت هاي 20، 70 و 120 سانتي مول بر كيلوگرم خاك در معرض سطوح حرارتي مختلف، 25 تا 1000 درجه سانتي گراد با گام تقريباً 100 درجه، به مدت 2 ساعت قرار گرفته اند. در ابتدا با استفاده از آزمايش هاي درشت ساختاري همچون حدود اتربرگ و هيدرومتري به بررسي تغيير ساختار خاك بنتونيت كربنات دار و كربنات زدايي شده تحت حرارت و آلاينده فلز روي پرداخته شده است. در اين پژوهش براي ارزيابي آلودگي فلز سنگين در خاك رسي و مقدار جامدسازي آن در دماهاي مختلف اصلاح حرارتي، از آزمايش شستشوي مواد سمي (TCLP)، استفاده شده است. سپس براي تحليل و بررسي دقيق مكانيزم جامدسازي آلاينده از ديدگاه ريزساختاري از آزمايش هاي pH، اندازه گيري هدايت الكتريكي (EC)، استخراج متوالي آلاينده فلز سنگين (SSE)، تيتراسيون و پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شده است. طبق نتايج بدست آمده در اين پژوهش تأثير توأم آلاينده فلز روي و حرا
Thesis summary
-
ارزيابي درشت ساختاري و ريزساختاري ملات جامدسازي شدۀ حاوي سيمان در حضور كربنات كلسيم، فلز سنگين و بنتونيت
بهاره دهقاني 2020خاك هاي آلوده به فلز سنگين از مشكلات متداول ژئوتكنيك زيست محيطي در سراسر جهان هستند. آلودگي خاك اغلب ناشي از چند نوع فلز سنگين است كه سرب و مس به عنوان خطرناك ترين و شايع ترين آلاينده هاي محيط زيست شناخته شده اند. خاك هاي رسي به عنوان يكي از بهترين لايه هاي محافظ و جذب كنندۀ آلاينده هاي زيست محيطي تلقي مي شوند. وجود سطح مخصوص چشم گير، نفوذپذيري بسيار كم و ظرفيت تبادل كاتيوني زياد رس ها سبب شده است كه اين مصالح در پروژه هاي ژئوتكنيك زيست محيطي به طور وسيع استفاده شوند. از سيمان براي تثبيت و جامدسازي خاك هاي رسي آلوده به فلز سنگين استفاده مي شود. با وجود تحقيقات وسيعي كه در زمينه تثبيت پايه سيماني خاك هاي آلوده صورت گرفته است، در زمينه تأثير كربنات كلسيم بر اين فرايند تحقيقات بسيار محدودي انجام شده است. هدف اصلي از تحقيق حاضر تعيين تأثير كربنات كلسيم بر فرايند جامدسازي پايه سيماني بنتونيت آلوده به فلز سنگين سرب است. براي دستيابي به هدف فوق در اين تحقيق، يك مجموعه آزمايش ريزساختاري و درشت ساختاري شامل آزمايش هاي گيرش، مقاومت فشاري تك محوري، pH و آزمايش طيف اشعۀ ايكس (XRD) صورت گرفته است. اين آزمايشات با غلظت هاي مختلف سرب و درصدهاي مختلف سيمان و كربنات كلسيم براي نمونه هاي حاوي خاك بنتونيت انجام شد. نتايج بدست آمده از اين تحقيق حاكي از آن است كه: آلوده شدن خاك بنتونيت به مقادير مختلف فلز سنگين سرب در حضور درصدهاي مختلف سيمان سبب تغيير در زمان گيرش اوليه مي شود. به اين ترتيب كه هرچه غلظت سرب موجود در خاك بنتونيت بيشتر باشد، زمان گيرش اوليه نيز افزايش پيدا مي كند. ضمن آنكه افزايش ميزان كربنات كلسيم موجود در نمونه منجر به كاهش زمان گيرش اوليه و نهايي شده است. به طريقي كه مي توان اين گونه استنباط نمود كه حضور كربنات كلسيم همانند سيمان براي جامدسازي فلز سنگين سرب مفيد بوده و مانع حركت آلايندۀ فلز سنگين سرب مي شود. از سوي ديگر، كربنات كلسيم به علت ظرفيت بافرينگ مناسب سبب رسوب سرب به صورت تركيبات كربناتي شده و لذا از تأثير يون هاي سرب بر افزايش زمان گيرش مصالح جامدسازي شده مي كاهد. با اين وجود، رسوب بخشي از تركيبات كربنات سرب بر ذرات سيمان، باعث اختلال در واكنش هاي
Thesis summary
-
تاثير مكش و نوع كاني رسي بر نتايج آزمايش عصاره اشباع براي تعيين درصد واگرايي خاكهاي واگرا
سعيد حاجي رجبي ورنوسفادراني 2019خاك رس واگرا خاكي است كه به محض تماس با آب ذرات آن از يكديگر جدا شده و در آب پراكنده مي شود. واگرايي پديده اي فيزيكي- شيميايي است كه بيشتر در خاك هاي رسي اتفاق مي افتد، واگرايي وابستگي زيادي به نوع نمك هاي لايه دوگانه و سيال حفره اي خاك دارد، اين پديده باعث مشكل در بسياري از پروژه هاي مهندسي شده است. وقوع واگرايي در ﺧﺎﮐﺮﯾﺰﻫﺎ، دﯾﻮاره ﻫﺎي كانال هاي ﺧﺎﮐﯽ، جاده ها، شانه راه ها و ﺳﺪﻫﺎي ﺧﺎﮐﯽ ﻣﺸﮑﻼﺗﯽ به وجود ﻣﯽ آورد ﮐﻪ ﻏﯿﺮﻗﺎﺑﻞ ﺟﺒﺮان است. در بسياري از پروژه هاي عمراني، عدم شناسايي درست خاك هاي رسي واگرا باعث بوجود آمدن خسارات جبران ناپذيري شده است، زيرا 4 آزمايش كرامپ، پين هول، هيدرومتري دوگانه و آزمايش هاي شيميايي كه براي شناسايي اين خاك ها استفاده مي شود، هنوز داراي مشكلات زيادي در شناسايي درست خاك هاي واگرا هستند. از اين رو هدف اين پژوهش مطالعه تأثير ميزان مكش و نوع كاني رسي بر نتايج آزمايش عصاره اشباع براي تعيين درصد واگرايي خاك هاي واگرا است. در اين تحقيق تأثير سه نمك سديم، پتاسيم و كلسيم در مكش هاي مختلف بر واگرايي خاك در آزمايش عصاره اشباع مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق از آزمايش هاي عصاره اشباع، هيدرومتري دوگانه، درصد سديم تبادلي، حد رواني، pH و EC، بر اساس استانداردهاي مربوط، براي شناخت درست تر خاك هاي واگرا استفاده شده است. براي بررسي موضوع تأثير كاني رسي در نتايج آزمايش عصاره اشباع از دو خاك با كاني هاي مختلف به نام بنتونيت با كاني غالب مونت موريلونيت و خاك واگراي طبيعي دشت قزوين با كاني غالب ايليت استفاده شده است. نتايج پژوهش نشان مي دهد كه خاك هاي حاوي در صد سديم بزرگتر از 60 درصد، بيشترين واگرايي و كمترين حساسيت را به تغييرات مكش دارند و خاك هاي حاوي يون غالب كلسيم، باعث كمترين واگرايي نسبت به پتاسيم و بيشترين حساسيت را نسبت به تغييرات مكش دارند، در نتيجه تغييرات مكش در نمودار شيميايي شراد ناحيه واگرايي خاك را تغيير مي دهد، به عبارت ديگر، نقطه نظير خاك از ناحيه غيرواگرا به ناحيه مشكوك به واگرايي منتقل مي شود. در مورد تأثير كاني رسي، خاك هاي CL به دليل بار منفي و جذب آب كمتر و CEC كمتر، حساسيت كمتري نسبت به خاك هاي CH، در تغييرات مكش دارند. در مواردي از آزمايش بعضاً تناقضي ميان آزمايش هيدرومتري دوگانه با ساير آزمايش ها مشاهده مي شود، كه به دليل تأثير مو
Thesis summary
-
تأثير نانو سيليس بر فرايند جامدسازي آلاينده فلز سنگين با بنتونيت و سيمان
نسيم صحرايي 2019رشد تكنولوژي و استفاده بيشتر از مواد شيميايي، باعث توليد روزافزون پسماندها و آلاينده هاي خطرناك به ويژه آلاينده از نوع فلزات سنگين شده است. ورود اين آلاينده ها به خاك، از نظر ژئوتكنيك زيست محيطي مشكل ساز بوده و نياز به ارائه روش هاي مناسب و بهينه براي دفن مهندسي و مديريت صحيح پسماند را ايجاب كرده است. يكي از روش هاي اصلاح براي مديريت و كاهش انتشار آلاينده هاي فلز سنگين به محيط زيست، استفاده از تكنولوژي تثبيت و جامدسازي (S/S) است. استفاده از اين فرايند موجب پايدارسازي فيزيكي و شيميايي مواد آلوده در طولاني مدت، تبديل آن ها به يك ماده مهندسي مناسب و امكان استفاده مجدد از محل را فراهم مي كند. در ميان مواد تثبيت كننده، سيمان پرتلند معمولي به علت در دسترس بودن، قيمت مناسب و سازگاري با بسياري از آلاينده ها، پرمصرف ترين و رايج ترين ماده چسباننده مورد استفاده در اين روش است. همچنين بنتونيت به دليل ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC) و سطح مخصوص (SSA) بزرگ، قادر به جذب و نگهداري فلزات سنگين هستند. از طرفي جايگزيني بخشي از سيمان پرتلند با مواد پوزولاني، از نظر زيست محيطي، با نيازهاي خاك سازگار بوده و مزاياي فني و اقتصادي نيز دارد. يكي از مواد جايگزين مناسب در تثبيت خاك ها، افزودني هاي متشكل از نانوذرات است. در بين نانو مواد رايج، نانو سيليس به دليل سطح ويژه فوق العاده بزرگ و اينكه ماده اي پوزولاني است با 99% سيليس، نقش مؤثري در بهبود خواص تركيبات سيماني و واكنش هاي پوزولاني ايفا مي كند. با تزريق اين ماده به تركيبات سيماني، سيليس لازم براي واكنش با كلسيم هيدروكسيد (CH) و توليد بيشتر نانو ساختار هيدرات سيليكات كلسيم (C-S-H) فراهم مي شود. در مجموع هدف اصلي اين تحقيق ارزيابي مكانيزم تأثير نانو سيليس بر فرايند جامدسازي فلز سنگين كادميوم در حضور سيمان و بنتونيت است. استفاده از نانو سيليس در فرايند جامدسازي آلاينده هاي فلز سنگين از جنبه هاي نوآوري در اين تحقيق است. مطالعات پژوهش حاضر در سه بخش مقاومتي، زيست محيطي و ريزساختاري انجام شده است. در بخش اول مطالعه و بررسي واكنش هاي هيدراسيون سيمان و نحوه تشكيل نانو ساختارهاي C-S-H در حضور ذرات سيليس در طي زمان صورت گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه مقاومت فشاري محصور نشده (UCS) نمونه هاي 28 روزه بنتونيت آلوده به cmol/ kg- soil 10 كادميوم تثبيت و جا
Thesis summary
-
تاثير حرارت و نوع كاتيون لايه دوگانه در جذب آلاينده هاي فلز سنگين در خاكهاي رسي با دامنه خميري زياد
علي رضا وجداني وحيد 2019در بين روش هاي مختلفي كه براي حذف آلاينده ها وجود دارد، فرآيند جذب فلزات سنگين توسط رسها بهويژه بنتونيت، به دليل فراواني، هزينههاي پايين، سادگي طراحي، سهولت اجرا و عدم حساسيت به مواد سمي گسترش يافته است. بنتونيت به عنوان پوشش مناسب در مراكز دفن زباله، بهطور گسترده مورد استفاده قرار ميگيرد تا از آلودگي خاك بستر مراكز دفن زباله و آبهاي زيرزميني توسط شيرابههاي حاوي فلزات سنگين، جلوگيري كند. در نتيجه، بررسي هر عاملي كه بر خواص زيستمحيطي بنتونيت اثرگذار بوده و ممكن است جذب و نگهداشت آلاينده فلز سنگين را تحت الشعاع قرار دهد، ضروري است. از آنجايي كه سديم- بنتونيت و كلسيم- بنتونيت، بيشترين سهم خاكهاي مورد استفاده در مراكز دفن مهندسي زباله را تشكيل ميدهند، پس بايد اثر تغيير نوع كاتيون لايه دوگانه را بر نگهداري فلز سنگين توسط بنتونيت بررسي كرد تا خاكي با بيشترين بازدهي و كارايي، به عنوان پوشش مناسب در مراكز دفن زباله استفاده شود. از طرفي، خاك هاي رسي به دلايل مختلف در معرض حرارت قرار مي گيرند. نتايج تحقيقات گذشته نشان ميدهد كه حرارت باعث ايجاد تغييرات مهمي در رفتار مهندسي خاك از منظر ريزساختاري و ژئوتكنيكي مي شود. با وجود آنكه تحقيقات وسيعي در خصوص تأثير حرارت بر ويژگيهاي رسها، اثرگذاري كاتيون لايه دوگانه بر رفتار خاك و همچنين اندركنش كاني هاي رسي و آلايندههاي فلز سنگين، به طور مجزا انجام شده است ولي توجه محدودي به موضوع تأثير حرارت و همچنين تأثير همزمان حرارت و نوع كاتيون لايه دوگانه، بر جذب فلزات سنگين توسط خاك، شده است. بنابراين مهم ترين هدف اين پژوهش، بررسي تأثير توأم حرارت و نوع كاتيون لايه دوگانه، بر جذب آلاينده فلز سنگين مس در خاك هاي رسي با دامنه خميري زياد، نظير بنتونيت است. بدين منظور ابتدا خاكهاي سديم- بنتونيت و كلسيم- بنتونيت همويونيك شده در آزمايشگاه، تحت حرارتهاي مختلف 25، 200، 400، 600، 800 و 1000 درجه سانتيگراد، قرار داده شدهاند. همچنين براي تهيه خاكهاي آلوده، به نمونههاي حرارت ديده محلول نيترات مس آبدار Cu(NO3)2.3H2O، با توجه به اهداف مورد نظر در اين پژوهش، در پنج غلظت 10، 30، 50، 100 و cmol/kg- soil150 اضافه شد. سپس آزمايشهاي ريزساختاري مانند آزمايش پراش پرتو ايكس (XRD) نمونههاي بدون آلاينده و حاوي آلاينده، آزمايش تعيين سطح مخصوص
Thesis summary
-
تأثير ثابت ديالكتريك آلايندههاي آلي بر ريزساختار و خصوصيات ژئوتكنيكي بنتونيت همويونيك و كائولينيت
محمد گلي 2019آلودگي خاك به مواد آلي و سمي، يك مشكل شايع زيست محيطي است. گزارش ها حاكي از آن است كه مجموع سايت هاي آلوده شده به اين مواد در كشورهاي آمريكا, كانادا و انگلستان به ترتيب برابر 294000، 30000 و 511 مورد بوده است. در اين ميان آلاينده هاي آلي يكي از مهم ترين آلاينده هاي محيط زيست هستند كه نشت اين آلاينده ها علاوه بر تأثيرهاي مخرب زيست محيطي مانند آلودگي آب هاي زيرزميني و آب درياها، باعث تغييراتي در خصوصيات فيزيكي و مكانيكي خاك مي شود. مواد آلي علاوه بر اين كه به صورت شيرابه از زباله هاي صنعتي وارد محيط زيست مي شوند مي توانند از طريق فعاليت-هايي همچون توليد يا در هنگام ذخيره سازي، حمل ونقل، توزيع و ريختن تصادفي نيز باعث آلودگي محيط زيست شوند. خاك هايي كه در طبقه بندي CH و CL قرار مي گيرند همچون بنتونيت و كائولينيت به منظور جلوگيري از نفوذ آلاينده به آب-هاي زيرزميني، به صورت گسترده اي به عنوان لاينر مورد استفاده قرار مي گيرند، از اين رو بررسي رفتار اين نوع خاك ها در برابر آلاينده امري مهم و ضروري است. رفتار سيستم خاك-سيال حفره اي متأثر از انرژي هاي بين ذره اي و ضخامت لايه دوگانه است و طبيعت مايع منفذي بر اين دو اثرگذار است. مطابق معادله ضخامت لايه دوگانه تغيير در ثابت دي الكتريك و غلظت كاتيون هاي مايع منفذي، تغييرات ضخامت لايه دوگانه را كنترل مي كند. ماده آلي موجب تغيير در ثابت دي الكتريك مايع منفذي مي شود. هنگامي كه مايع منفذي با مايعات آلي جايگزين مي شود، به علت تفاوت ثابت دي الكتريك ماده آلي با آب منفذي، باعث تغييرات قابل توجه در خصوصيات خاك رس مي شود. به طوركلي، چنين تغييراتي به عنوان يك تابع از ثابت دي-الكتريك مايع منفذي و تغيير در ساختار خاك مربوطه گزارش مي شود. سازوكار اين تغييرات در ساختار خاك هنوز به طور كامل درك نشده است. هدف اصلي پژوهش حاضر بررسي تأثير ثابت دي الكتريك آلاينده هاي آلي بر خصوصيات ريزساختاري و ژئوتكنيكي خاك هاي رسي است. در بخش اول اين پژوهش، تأثير تغيير ثابت دي الكتريك مايع منفذي حاوي درصدهاي حجمي 0، 10، 20، 30، 40، 50، 70 و 100 درصد ايزوپروپيل الكل بر بنتونيت و كائولينيت در آزمايش هاي ريزساختاري و ژئوتكنيكي بررسي شده است. نتايج حاكي از آن است كه با كاهش ثابت دي الكتريك ناشي از افزايش غلظت ماده آلي، ساختار ذرات به سمت مجتمع شدن تمايل يافته اند. تغي
Thesis summary
-
مطالعه ريزساختاري شدت بخشي با استفاده از يون كلسيم براي رفع واگرايي خاك واگرا به روش الكتروسينتيك
آرمان محمدي 2018رس هاي واگرا يكي از انواع خاك هاي مسئله دار هستند كه به محض تماس با آب، چسبندگي خود را از دست داده و با پراكنده شدن ذرات به اطراف، دچار فرسايش و حل شدگي مي شوند. عامل اصلي پراكندگي پولك هاي رسي در واقع حاكم شدن نيرو هاي دافعه بر جاذبه بين ذرات است. واگرايي اصولاً تحت تأثير متغيرهايي چون كاني شناسي، مشخصات سيال حفره اي يا فرسايش دهنده خاك و نمك هاي حل شده در خاك است. همچنين به صورت ويژه متأثر از حضور كاني هاي رسي فعال مانند مونت موريلونيت و حضور كاتيون هاي سديم در آب حفره اي و لايه دوگانه است. استفاده از خاك هاي رسي واگرا در سازه هايي مانند سد هاي خاكي، كانال هاي آبياري و خاكريز جاده ها مي تواند سبب ناكارآمدي پروژه و يا حتي تخريب آن شود. از اين رو اصلاح و كنترل خاك هاي واگراي موجود امري ضروري به نظر مي رسد. بر اين اساس مطالعات زيادي در زمينه روش-هاي تثبيت خاك هاي واگرا با افزودن و اختلاط موادي از قبيل آهك، سيمان و پوزولان با خاك واگرا انجام شده است. دستخوردگي، جابه جايي خاك، عدم تزريق پذيري رس و استفاده از موادي با عوارض زيست محيطي زياد از محدوديت هاي روش هاي رفع واگرايي معمول بوده اند. از سوي ديگر افزودني هاي جديد نيز به علت توليد محدود و صرفه اقتصادي چندان كاربردي نبوده اند. روش الكتروسينتيك به دليل هزينه و عوارض زيست محيطي كم و سهولت اجرا، به عنوان يكي از فناوري-هاي معمول، مؤثر و نسبتاً نوين براي اصلاح خاك هاي مسئله دار، بهبود خصوصيات مهندسي و رفع آلودگي از خاك هاي سطحي و زير سطحي مورد توجه قرار گرفته است. روش الكتروسينتيك، با اعمال ميدان الكتريكي به يك جفت الكترود مثبت و منفي مستقر در يك توده خاك موجب الكتروليز مولكول هاي آب و توليد يون هاي هيدروژن در الكترود آند شده كه اين يون ها در ميدان الكتريكي به سمت كاتد حركت مي كنند. اندركنش اين يون ها با پولك هاي رسي توده خاك متخلخل قرار گرفته در مابين دو الكترود موجب كاهش pH خاك و به تبع آن كاهش بار خالص پولك هاي رسي و كاهش ميزان پراكندگي خاك مي شود. از طرفي به واسطه مكانيسم جريان الكترواسمزي و انتقال الكترويوني، سيال حفره اي و به همراه آن كاتيون هاي الكتروليت مخزن آند و همچنين كاتيون هاي سديم موجود در آب حفره اي به سمت كاتد انتقال داده شده و از آنجا خارج مي شوند. بنابراين تأثير مجموعه اين مكانسيم ها موجب شده تا فرايند ا
Thesis summary
-
فرايند اندركنش بنتونيت، آلاينده هاي فلز سنگين و خاكستر بادي از منظر درشت ساختاري و ريز ساختاري
پوريا رسولي 2018با گسترش روز افزون جوامع بشري و افزايش ميزان توليد آلاينده هاي فلزات سنگين، نياز اساسي به جلوگيري از گسترش و انتقال اين آلاينده ها امري ضروري است. انتخاب روش دفن ايمن آلاينده هاي فلزات سنگين در اولويت است. كاربرد خاك بنتونيت به عنوان جاذب طبيعي آلاينده، در مباحث ژئوتكنيك زيست محيطي زياد است از جمله مي توان به لايه رسي در مراكز دفن زباله اشاره كرد. خصوصيات لايه رسي در مراكز دفن زباله تحت تأثير مشخصات شيرابه ها (غلظت و نوع فلزات سنگين) در طول زمان تغيير مي كند كه اين با افزايش نفوذپذيري موجب ناكارآمدي لايه رسي مركز دفن مي شود. تحقيقات متعددي در رابطه با اصلاح ناپايداري مشخصات لايه رسي تحت تأثير مشخصات شيرابه از طريق اضافه كردن افزودني هايي مانند ماسه و خاكستر بادي، توسط محققين در دست انجام است. خاكستر بادي پسماند ناشي از سوزاندن زغال سنگ در نيروگاه هاي برقي-حرارتي است. توليد بسيار زياد اين پسماند معضلات زيست محيطي بسياري بهمراه داشته است و دفن ايمن آن نيز بسيار پرهزينه است. بنابراين بهترين شيوه، استفاده مجدد از اين پسماند با توجه به خصوصيات آن، در مصالح و سازه هاي مهندسي است. خصوصياتي از خاكستربادي كه در مباحث ژئوتكنيك و ژئوتكنيك زيست محيطي اهميت دارد، خواص پوزولاني و وزن مخصوص كم آن است. با توجه به خواص فيزيكي و شيميايي انواع مختلف خاكستر بادي، مي توان آنرا به طور كلي در دو كلاس F و C طبقه بندي كرد. استفاده از خاكستر بادي كلاس F در تثبيت خاك هاي رسي با دامنه خميري زياد مانند بنتونيت بسيار مورد توجه محققين بوده و تحقيقات زيادي نيز در اين زمينه صورت گرفته است. ولي تحقيقات انجام شده در رابطه با اندركنش خاك بنتونيت حاوي خاكستر بادي در تماس با آلودگي فلزات سنگين بسيار اندك بوده است. با توجه به آنكه استفاده از تركيب بنتونيت- خاكستر بادي مي تواند موجب بهبود خصوصيات بنتونيت براي استفاده در لايه هاي رسي مراكز دفن زباله شود، بنابراين هدف اين تحقيق بررسي نقش خاكستر بادي كلاس F در تغيير خصوصيات مهندسي بنتونيت همچنين تاثير آلودگي فلز سنگين سرب بر خصوصيات تركيب درصد هاي مختلف خاكستر بادي با بنتونيت، از منظر درشت ساختاري و ريزساختاري است. براي اين منظور غلظت هاي متفاوت فلز سنگين سرب به تركيبات بنتونيت حاوي درصدهاي مختلف خاكستر بادي افزوده شده است. به منظور بررسي فرايند اندركنش از م
Thesis summary
-
تاثير تغييرات حرارت بر شدت قله كائولينيت در خاكهاي رسي و رس آلوده
هانيه حجازي فر 2016 -
تاثير pH اوليه و خصوصيات لايه دوگانه اسمكتيت بر انتخاب گري فلزات سنگين
الناز زارع شهرياري 2016 -
قابليت نگهداري آلاينده فلز سنگين در خاكهاي تثبيت شده با پليمر
طيبه زارعي 2016 -
تأثير pH اوليه رس آلوده شده با آلاينده آلي بر تغيير خصوصيات مهندسي آن در سيكلهاي يخبندان و ذوب
هادي متين روحاني 2016در مراكز دفن مهندسي زباله، استفاده از خاك هاي رسي، به منظور جلوگيري از نفوذ شيرابه و پساب به آب زيرزميني متداول است. خاك رسيِ به كار رفته در اين مراكز، در اثر تماس با آلايندهي آلي و نيز تحمل سيكلهاي يخبندان و ذوب، دچار تغييرات وسيعي در خصوصيات مهندسي خود مي شود كه دامنه ي اين تغييرات، تابعي از pH اوليه ي خاك است. با توجه به كمبود مطالعات انجام گرفته ي قبلي در حوزه ها ي بررسي تأثير pH اوليه و اثر توأمان سيكل هاي يخبندان و ذوب و آلاينده ي آلي بر تغيير خصوصيات مهندسي خاك رسي، هدف پايان نامه ي حاضر مطالعه ي دامنه ي تغييرات برخي خصوصيات فيزيكي خاك رس آلوده شده با مواد آلي در فرآيند يخبندان و ذوب است. در اين راستا در پژوهش حاضر بر تأثير pH اوليهي خاك و ثابت دي الكتريك سيال آلي بر اين فرآيند نگرش ويژه اي شده است. در اين تحقيق، ابتدا سوسپانسيون هايي از نمونه خاك رسي از دو نوع بنتونيت و كائولينيت در آب مقطر تهيه شدند. سپس با استفاده از اسيد هيدروكلريك و سديم هيدروكسيد يك مولار، pH اوليهي متفاوتي براي هر يك از آن ها تثبيت شد. منظور از تثبيت pH، حصول يك pH مشخص و ثابت بعد از تعادل مخلوط سوسپانسيون است. سپس نمونه هاي خشك شده با استيك اسيد يا اتانول (به عنوان آلاينده آلي) به تعادل رسيده و بخشي از آنها قبل و برخي ديگر بعد از اعمال هفت سيكل يخبندان و ذوب مورد آزمايش هاي حدود اتربرگ و رسوب قرار گرفتند. به علاوه از برخي از نمونه هايي كه احتياج به تحليل بيشتري داشتند تصويربرداري به وسيله ي ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شد. از نتايج اين تصويربرداري در تفسير داده هاي آزمايش هاي رسوب و حدود اتربرگ استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه با تثبيت pH اوليه ي بنتونيت روي pH برابر 11، حد رواني آن 18 درصد افزايش و با تثبيت pH اوليهي آن روي pH برابر 6، حد رواني آن 74 درصد كاهش مي يابد. هم چنين اندركنش بنتونيت با آلاينده ي آلي استيك اسيد و اتانول در غلظت 100% موجب كاهش به ترتيب 68 و 52 درصدي حد رواني آن شده است. حد رواني بنتونيت طبيعي بعد از تحمل هفت سيكل يخبندان و ذوب به ميزان 42 درصد كاهش يافته، اما در حضور آلاينده ي آلي استيك اسيد و اتانول حد رواني بنتونيت بعد از تحمل هفت سيكل يخبندان و ذوب به ترتيب 15 و 7 درصد افزايش نشان مي دهد. داده هاي حاصل از آزمايش رسوب (ته نشيني سوسپانسيون در استوا
Thesis summary
-
تاثير آلاينده آلي بر نشست پذيري بنتونيت تك كاتيونه با سديم و پتاسيم و ظرفيت بافرينگ آن
ميلاد ميرزاحسيني 2015 -
تاثير كاتيون لايه دوگانه بر رفتار خودترميمي بنتونيت در اندركنش با آلاينده هاي آلي
حسام الدين جعفري 2015از خاك رسي بنتونيت به سبب خصوصيات تورمي قابل توجه، نفوذپذيري بسيار كم و مشخصات فيزيكي و شيميايي مطلوب در پروژه-هاي دفن مهندسي زباله استفاده مي شود. با استفاده از اين خاك در آستر مراكز دفن مهندسي زباله، سدي در مقابل حركت آلاينده به سمت آب هاي زيرزميني ايجاد مي شود. ورود آلاينده به آستر و تغيير در خصوصيات سيال حفره اي بنتونيت ممكن است سبب ايجاد تغييرات گسترده اي در رفتار ژئوتكنيكي و ژئوتكنيك زيست محيطي اين گونه خاك ها شود. آلاينده هاي آلي پارامترهاي مختلف سيال حفره اي مانند ثابت دي الكتريك، گرانروي و pH را دچار دگرگوني كرده كه در نتيجه ، مشخصات مطلوب بنتونيت از جمله تورم و خودترميمي آن تا حد بسيار زيادي كاهش مي يابد. با توجه به كمبود مطالعات انجام گرفته بر روي تأثير آلاينده هاي آلي بر رفتار تورمي و خودترميمي بنتونيت و همچنين بررسي همزمان تأثير نوع كاتيون لايه دوگانه و آلاينده ي آلي بر اين خصوصيات، هدف اين تحقيق مطالعه ي تأثير كاتيون لايه دوگانه بر رفتار خودترميمي بنتونيت در اندركنش با آلاينده هاي آلي تعريف شده است. بدين منظور از آلاينده هاي آلي متانول، اتانول، استيك اسيد و دايوكسان بر روي دو خاك بنتونيت مرجع و بنتونيت تك كاتيونه شده با يون كلسيم استفاده شده است. در اين تحقيق، آزمايش هاي درشت ساختاري شامل حدود اتربرگ، آزمايش رسوب در استوانه مدرج، اندازه گيري مقدار تورم آزاد در استوانه مدرج و آزمايش تورم در ادومتر بوده و در مقياس ريزساختاري نيز آزمايش XRD مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج آزمايش ها نشان مي دهد كه اندركنش آلاينده ي آلي با بنتونيت (به عنوان يك خاك با خاصيت خميري و تورمي بسيار زياد)، سبب تغيير در رفتار آن به سوي رفتار خاك لاي مي شود. حد رواني بنتونيت براي غلظت هاي 40% آلاينده هاي متانول، اتانول، استيك اسيد و دايوكسان به ترتيب كاهش 13، 15، 40 و 56 درصدي نشان داده است. اين مقادير براي بنتونيت تك كاتيونه شده با يون كلسيم به ترتيب كاهش 9، 7، 26 و 39 درصد نشان داده است كه از اين نتايج مي توان دريافت كه ساختار كلسيم بنتونيت نسبت به نمونه بنتونيت از پايداري بيشتري برخوردار بوده است. پايداري بيشتر ساختار كلسيم بنتونيت سبب مي شود كه خصوصيات ژئوتكنيكي و ژئوتكنيك زيست محيطي آن در حضور آلاينده ي آلي تغييرات كمتري را تجربه كند. تبديل بنتونيت مرجع به كلسيم بنتونيت سبب
Thesis summary
-
استفاده از EDTA در روش الكتروسينتيك براي رفع آلودگي فلز سنگين از خاك كائولينيت كربنات زدائي شده
محمد فيروزي 2015در مهندسي ژئوتكنيك زيست محيطي يكي از روش هاي متداول در رفع انواع آلودگي از خاك استفاده از الكتروسينتيك است. تحقيقات انجام شده نشان ميدهد كه كانيهاي كربناتي نگهدارندههاي خوب يون هاي فلزي سنگين و فسفات هستند؛ و در نتيجه زياد شدن درصد كربنات در خاك نه تنها باعث رسوب يون هاي فلزي و مانع انتقال آنها مي شود بلكه تشكيل كربنات هاي فلزي نيز باعث كاهش نرخ انتقال آلايندههاي فلزي در طي فرايند الكتروسينتيك خواهدشد. از سوي ديگر، عوامل كي ليت ساز يكي از مؤثرترين موادي هستند كه به منظور شدت بخشي استخراج فلزات سنگين از خاك هاي آلوده ميتوان از آنها به عنوان محلول شستشوي خاك در فرايند الكتروسينتيك استفاده نمود. در تحقيقات صورت گرفته در خصوص رفع آلودگي به روش الكتروسينتيك، فقدان يك مطالعه جامع در زمينه مقايسه تغييرات بازدهي روش الكتروسينتيك در رفع آلودگي از خاكهاي رسي كربنات دار و بدون كربنات در حضورEDTA كاملاً مشهود است. در اين راستا هدف اصلي اين پژوهش مطالعه تأثير EDTA در روش الكتروسينتيك براي رفع آلودگي فلز سنگين از خاك كائولينيت كربنات زدائي شده مي باشد. به همين منظور، آزمايش هاي الكتروسينتيك شدت بخشي شده با اضافه كردن محلول 0.1 مولار EDTA به مخزن آند و 0.2 مولار NaOH به مخزن كاتد، با مقادير مختلف فلزسنگين و درصدهاي مختلف كربنات زدايي انجام شد. نمونه سازي در آزمايش ها به صورت ساخت سوسپانسيون و سپس كاهش رطوبت نمونه ها انجام شد تا از همگني نمونه ها اطمينان حاصل شود. ولتاژ اعمال شده به دوسر نمونه در طول آزمايش ثابت و برابر 15 ولت بوده است و سلول اصلي دستگاه براي قراردادن نمونه خاك در آن، به شكل استوانه به قطر داخلي 72 ميليمتر و به طول 145 ميليمتر از جنس پلكسي گلاس انتخاب شده است. نتايج آزمايش ها، افزايش بازده فرايند الكتروسينتيك در اثر كربنات زدايي را در درصدهاي مختلف آلاينده فلز سنگين نشان مي دهند. به عنوان مثال كاهش 4 درصدي كربنات طبيعي در نمونه هاي كائولينيت شامل 5 سانتي-مول بر كيلوگرم- خاك آلاينده سرب، سبب افزايش بازده از 30.5 به 53.4 درصد شده كه نشان دهنده افزايش 75 درصدي در بازده رفع آلودگي مي باشد. همچنين تأثير شدت بخشي آزمايش الكتروسينتيك در رفع آلودگي با EDTA نسبت به آزمايش هاي بدون شدت بخشي بيشتر بوده، به طوري كه كاهش 4 درصدي كربنات و شدت بخشي با EDTA در نمونه هاي كا
Thesis summary
-
تأثير مشخصات خاكهاي رسي و آب حفره اي بر رفتار خاك هاي واگرا شده در آزمايشگاه با استفاده از نتايج مشخصات و خصوصيات خاك واگراي طبيعي
محمدحسن باقر 2014خاك هاي ريزدانه خاصي در طبيعت وجود دارند كه به محض تماس يافتن با آب و بدون نياز به گراديان هيدروليكي به سرعت تحت فرسايش قرار مي گيرند. اين خاك ها كه عموماً حاوي كاني هاي رسي با غلظت زياد يون سديم در لايه دوگانه هستند، به-عنوان خاك هاي واگرا شناخته شده اند. مهندسين عمران به علت خصوصيات خاص خاك واگرا مانند نفوذ پذيري بسيار كم و تورم زياد، از آن در هسته و پرده آب بند سدهاي خاكي و در مراكز دفن زباله نيز به عنوان لايه محافظ پوشاننده استفاده مي-كنند. در بررسي خرابي هاي به وقوع پيوسته در سدهاي خاكي و خاكريزهاي ساخته شده در بسياري از كشورها مشاهده شده-است كه عمده خرابي ها به دليل وجود خاك واگرا در احداث آن ها و وقوع پديده رگاب يا آب شستگي در آن ها بوده است. همچنين در صورت استفاده از خاك واگرا براي ساخت خاكريز جاده ها، بارندگي موجب آب شستگي خاكريز مي شود. با توجه به مزايا و معايب خاك هاي واگرا، شناخت خاك و عوامل موثر بر رفتار آن امري اجتناب ناپذير است. به دليل اهميت خاك هاي واگرا، تاكنون مطالعات مختلفي در خصوص پديده واگرايي و عوامل موثر بر آن انجام شده است. مطالعات قبلي نشان داده اند كه نوع كاني رسي و مشخصات آب حفره اي از جمله مهترين عوامل موثر بر واگرايي هستند. براساس مطالعات انجام شده در حالت طبيعي، خاك هاي حاوي كاني مونت موريلونيت، پتانسيل واگرايي بيشتري نسبت به خاك هاي حاوي كائولينيت دارند. همچنين بنا بر مطالعات انجام شده، غلظت نمك هاي موجود در آب حفره اي، pH و نوع آنيون و كاتيون موجود در سيال حفره اي، تاثير به سزايي در پراكندگي ساختار خاك دارند. براساس نتايج به دست آمده با افزايش pH مايع حفره اي، بار منفي برخي ذرات رسي افزايش يافته و سبب پراكندگي ذرات مي شود. همچنين وجود كاتيون سديم در فاز تبادلي و محلول و همچنين آنيون هاي با جذب مخصوص مانند بيكربنات، باعث افزايش پتانسيل واگرايي خاك ها مي شوند. اگرچه در مطالعات قبلي بر روي اندركنش مايع حفره اي و خاك مطالعاتي صورت گرفته است، اما در زمينه تعيين رفتار واگرايي كاني هاي خالص رسي، براساس مشخصات آب حفره اي خاك واگراي طبيعي و همچنين تفاوت كاتيون هاي با ظرفيت يكسان ولي با نوع متفاوت، بر پديده واگرايي، تحقيقات محدودي صورت گرفته است. همچنين در تحقيقات گذشته، شرايط واگرايي كائولينيت و بنتونيت در حالت عادي بررسي شده و در زمينه تفاوت
Thesis summary
-
تاثير مشخصات خاكهاي رسي و آب حفره اي بر رفتار خاكهاي واگراي آزمايشگاهي در مقايسه با نتايج مشخصات و خصوصيات خاك واگراي طبيعي
محمدحسن باقر 2014 -
رفتار ژئوتكنيك زيست محيطي خاك واگراي آلوده به فلزات سنگين در رفع آلودگي با EDTA
سينا انصاري 2014 -
تاثير حضور آلاينده هاي فلز قليائي و فلز سنگين بر تغيير طبقه بندي خاكهاي رسي
زهره شريفيان 2014با گسترش روزافزون جمعيت و توسعه صنعتي، توليد زباله يكي از جدي ترين مشكلات زيست محيطي جديد به حساب مي آيد. آلاينده هاي مختلف به خاك نفوذ كرده و تهديدي براي سلامت انسان ها به شمار مي آيند. دفن مهندسي زباله و رفع آلودگي از سايت هاي آلوده از جمله اقداماتي است كه خطرات حاصل از حضور آلاينده هاي مختلف را كاهش مي دهد. خاكهاي رسي به علت ويژگيهاي خاص از جمله نفوذپذيري بسيار كم، سطح مخصوص قابل توجه و قابليت اندركنش با آلايندهها به طور گسترده در مراكز دفن زباله مورد استفاده قرار ميگيرند. در مراكز دفن زباله، خاك دائماً در معرض آلودگي هاي مختلف قرار مي گيرد. خصوصيات ژئوتكنيكي و ژئوتكنيك زيست محيطي رس ها به شدت به مشخصات آب حفره اي آن ها وابسته است، بنابراين خواص خميري رس ها نيز تحت تأثير آلودگي تغيير مي كند. نتايج نشان مي دهند كه نوع و غلظت كاتيون آب حفره اي و همچنين دما، pH و ثابت دي الكتريك آن، از جمله عوامل موثر بر تغيير خصوصيات خميري خاك هاي رسي به حساب مي آيند. به طوركلي از منظر مهندسي ژئوتكنيك، طبقه بندي به عنوان ابزاري در ارزيابي اوليه يك خاك تلقي مي شود. عموماً نوع طبقه بندي يك خاك بر اساس آزمايش هاي دانه بندي و حدود اتربرگ تعيين مي شود. در خاك هاي ريزدانه، حدود خميري، شامل حد رواني و دامنه خميري تعيين كننده نوع خاك است. با توجه به تغييرات به وجود آمده در حدود اتربرگ ناشي از تغييرات سيال حفره اي، اين مطلب كه طبقه بندي رس نيز تغيير كند دور از انتظار نخواهد بود. با وجود تحقيقات متعددي كه در زمينه اثرات خصوصيات سيال حفره اي بر رفتار خميري خاك هاي رسي انجام شده است، در خصوص تأثير آلاينده ها بر تغيير طبقه بندي خاك تحقيقات محدودي صورت گرفته است. بر اين اساس هدف اصلي اين پژوهش، مطالعه تأثير آلاينده هاي فلز قليايي و فلز سنگين بر تغيير طبقه بندي خاك هاي رسي مي باشد. براي دستيابي به هدف فوق، خاك هاي رسي كائولينيت و بنتونيت در معرض محلول هايي با غلظت هاي مختلف آلاينده هاي فلز سنگين مس (Cu) و روي (Zn) و فلزات قليايي سديم (Na) و كلسيم (Ca) قرار گرفتند. پس از حصول اطمينان از اندركنش بين آلاينده ها و خاك رس، مخلوط الكتروليت- خاك در گرم خانه قرار داده شد تا خاك كاملاً خشك شود. آزمايش هاي حدود خميري، هيدرومتري، pH و XRD بر روي نمونه هاي آلوده انجام پذيرفت و در ادامه نتايج اخذ شده از آ
Thesis summary
-
تاثير فرايندهاي يخ زدن و ذوب بر برخي رفتار مهندسي خاكهاي رسي حاوي كاتيونهاي قليائي
يوسف لويي منيژه 2014فرايند يخ زدن و ذوب بر رفتار خاك هاي رسي تأثيرات ويژه اي مي گذارد. پولك هاي رسي داراي لايه دوگانه مي باشند كه ضخامت اين لايه به موارد متعددي از جمله ظرفيت (والانس) كاتيون ها و همچنين غلظت آنها بستگي دارد. فرايند يخ زدن و ذوب سبب مي شود كه در مشخصات لايه دوگانه اطراف پولك رسي تغييرات قابل توجه اي رخ دهد. عليرغم تحقيقات وسيعي كه در زمينه فرايند يخ زدن و ذوب صورت گرفته است به موضوع تأثير كاتيونهاي قليائي بر رفتار مهندسي رس ها در طي فرايند يخ زدن و ذوب توجه كافي صورت نگرفته است. درك اين موضوع به شناخت جامع تر فرايند يخ زدن و ذوب خواهد انجاميد. بر اين اساس، هدف اصلي اين تحقيق مطالعه و تعيين تاثير حضور و جايگزيني كاتيون هاي قليايي در خاك هاي رسي حاوي نمك در فرايند يخ زدن و ذوب بر رفتار مهندسي خاك هاي رسي است. از سوي ديگر، مشخصات آب حفره اي خاك هاي رسي داراي نقش تعيين كننده اي در رفتار ژئوتكنيكي و ژئوتكنيك زيست محيطي كاني هاي رسي مي باشد. براي اين منظور از دو نوع نمونه رسي كائولينيت و بنتونيت با خصوصيات ژئوتكنيكي و ژئوتكنيك زيست محيطي مختلف و غلظت هاي متفاوتي از دو نوع نمك سديم كلريد و كلسيم كلريد استفاده شده است. براي دستيابي به هدف اين پژوهش پس از اعمال سيكل هاي يخ زدن و ذوب-شدن بر نمونه هاي رسي حاوي غلظت هاي مختلف نمك، دو سري آزمايش هاي درشت ساختاري ( حدود اتربرگ، تحكيم يك بعدي و تورم) و ريز ساختاري ( ظرفيت تبادل كاتيوني و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني) انجام شده است. نتايج نشان مي دهد كه افزودن نمك كلسيم كلريد باعث كاهش شديد ضخامت لايه دوگانه و همچنين تغيير ساختار خاك بنتونيت شده است. بطوريكه با افزايش غلظت از 25 تا 200 سانتي مول بر كيلوگرم خاك نمك كلسيم كلريد تغيير محسوسي در حد رواني و تحكيم ساختار خاك ايجاد نمي شود. اين امر نشان دهنده اثر كاتيون دو ظرفيتي كلسيم، در ساختار خاك بنتونيت است. از طرفي افزودن نمك سديم كلريد باعث ايجاد دو رفتار متفاوت در خاك شده است. نخست آنكه غلظت 50 سانتي مول بر كيلوگرم خاك، باعث پراكندگي در ساختار خاك شده است. رفتار دوم در غلظت هاي 100 و 200 سانتي مول بر كيلوگرم خاك ديده مي شود كه ساختار خاك بنتونيت تثبيت شده است. به بيان ديگر افزودن نمك كلسيم كلريد در هر غلظتي سبب تثبيت ساختار خاك مي شود. در صورتيكه سديم كلريد در غلظت هاي كم باعث واگرايي و
Thesis summary
-
تأثير نوع كاتيون لايه دو گانه بر رفتار تحكيمي بنتونيت در اثر اندركنش با آلاينده هاي آلي
محمد سعيد فخيم جو 2013در اين تحقيق ابتدا نمونه هاي همويونيك بنتونيت در شرايط كنترل شده آزمايشگاهي تهيه شده و خصوصيات مهندسي آنها به تفكيك تعيين شده است. در اين راستا با مقايسه نتايج اخذ شده از آزمايش هاي صورت گرفته بر نمونه همويونيك بنتونيت و بنتونيت بدون عمل آوردگي، تأثير تغيير كاتيون لايه دو گانه بر رفتار مهندسي و تحكيمي بنتونيت تعيين شده است. آنگاه نمونه هاي همويونيك بنتونيت به تفكيك در معرض چند ماده آلي با ثابت دي الكتريك و غلظت هاي متفاوت قرار داده شده و تأثير فرايند اندركنش مواد آلي بر رفتار مهندسي بنتونيت مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين نمونه هاي بنتونيت همويونيك شده در قالب تحكيم در معرض مواد آلي فوق (با ثابت دي الكتريك و غلظت متفاوت) قرار گرفته و مشخصات تحكيمي خاك، مورد مطالعه آزمايشگاهي و تئوريك قرار گرفته است. به استناد تجزيه و تحليل نتايج اخذ شده و ارزيابي نتايج با مدلهاي تئوريك موجود، امكان تعيين تأثير نوع كاتيون لايه دو گانه بر رفتار تحكيمي بنتونيت در اثر اندركنش با آلاينده هاي آلي و تجزيه و تحليل تئوريك اين رفتار فراهم شده است. مجموعه آزمايشات اين تحقيق بر اساس استاندارد ASTM و مقالات علمي معتبر انجام شده و در انتها نتايج بدست آمده از آزمايش با نتايج حاصل از تئوري هاي موجود مقايسه شده و خلاءهاي موجود در روابط تئوري مورد ارزيابي و تجزيه و تحليل قرار گرفته است.
Thesis summary