مقایسه اثرات دو نوع حلال قلیایی کاربید کلسیم پسماند و هیدروکسید سدیم بر تثبیت ژئوپلیمری خاک های رسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی مجتمع آموزش عالی گناباد

2 عضو هیئت علمی دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

چکیده

تولید سیمان به دلیل مصرف مقادیر زیاد سوخت های فسیلی و انتشار میزان بالای گازهای گلخانه ای پیامد های زیست محیطی فراوانی به دنبال دارد. این امر محققان را وادار به پژوهش و معرفی دسته جدیدی از چسباننده ها با کارایی بیشتر و آلایندگی بسیار کمتر نسبت به سیمان پرتلند تحت عنوان سیمان های ژئوپلیمری یا سیمان های سبز نموده است. در این پژوهش تاثیر استفاده از دو نوع حلال قلیایی متفاوت: هیدروکسید سدیم و کاربید کلسیم پسماند، برای تثبیت ژئوپلیمری خاک رسی CL مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ترکیبات شیمیایی خاک، پودر شیشه، کاربید کلسیم پسماند و هیدروکسید سدیم توسط آزمایش XRF تعیین گردید. سپس رفتار مکانیکی نمونه های مختلف تثبیت شده ژئوپلیمری، نمونه های خاکی تثبیت نشده و نمونه های تثبیت شده با سیمان پرتلند معمولی توسط آزمایش مقاومت فشاری تک محوری مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش تأثیر پارامترهایی همچون نوع و غلظت حلال قلیایی، زمان عمل آوری (7، 28 و 91 روز) و دماهای عمل آوری اولیه متفاوت (25°C و70°C) بر مقاومت فشاری و کرنش گسیختگی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مطالعه تغییرات ریزساختاری نمونه ها از تصاویر SEM و آنالیز EDX بهره گرفته شده است. نتایج تحقیق حاکی از تثبیت مؤثر ژئوپلیمری خاک با استفاده از هر دو نوع حلال قلیایی بوده است. البته با توجه مزایای کاربید کلسیم پسماند شامل: هزینه تهیه بسیار کم، بازیافتی بودن و همچنین راندمان بالاتر در فرآیند تثبیت، استفاده از این حلال قلیایی از دیدگاه اقتصادی، زیست محیطی و فنی ارجحیت بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparing the Effects of two alkaline activators of Sodium Hydroxide and Calcium Carbide Residue on geopolymeric stabilization of clay soils

نویسندگان [English]

  • Meysam Pourabbas Bilondi 1
  • Mohammad Mohsen Toufigh 2
  • Vahid Toufigh 3
1 Department of Civil Engineering, University of Gonabad
2 Department of Civil Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman
3 Faculty of Civil and Surveying Engineering, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
چکیده [English]

Nowadays, the ordinary Portland cement (OPC) industry causes to extensive environmental consequences due to consuming huge amounts of fossil fuels. This necessitated researchers to introduce a novel group of binders called “Geopolymer cements” or “Green cements” with higher performance and lower pollution compared to the OPC. Thus, in this research, the effect of using two types of alkaline activators such as sodium hydroxide (NaOH) and calcium carbide residue (CCR), for stabilization of clay soil (CL) has been investigated. Initially, the chemical compositions of soil, recycled glass powder, calcium carbide residue, and sodium hydroxide were obtained via X-ray fluorescence (XRF) test. Then, the mechanical behavior of different unstabilized, geopolymer-stabilized, and OPC-stabilized samples has studied using unconfined compressive strength (UCS) test. The effects of several parameters such as the type and concentration of alkaline activators, the curing times (7, 28, and 91 days), and the initial synthesis temperature (25 and 70 ˚C) on the UCS and failure strain of samples have been assessed. Moreover, in order to studying the microstructure of samples, the scanning electron microscope (SEM) images and energy dispersive X-ray (EDX) analysis of selected samples have been used. Results showed the effective stabilization of soil geopolymer, using both alkaline activators. However, the CCR will be more appropriate if environmental and economic problems considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • alkaline activator
  • Calcium carbide residue
  • Sodium hydroxide
  • Recycled glass powder
  • Geopolymer