کارایی آهک و سیمان پرتلند در تثبیت رس آلوده به آنتراسن و گلیسرول

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

2 گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

10.22091/cer.2020.5374.1198

چکیده

یکی از روش‌های بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک آلوده، تثبیت آن به‌وسیله تثبیت‌کننده‌هایی چون سیمان پرتلند و آهک است. در این تحقیق، تأثیر آلاینده‌های آلی آنتراسن و گلیسرول بر رس کائولینیت بررسی و تأثیر تثبیت‌کننده‌های سیمان پرتلند و آهک بر خاک با انجام آزمایش‌ CBR ارزیابی‌شده ‌است. از گلیسرول 40% و آنتراسن به‌عنوان آلاینده و سیمان پرتلند نوع یک و آهک زنده کم‌مایه نیز به‌عنوان تثبیت‌کننده استفاده شده است. در نمونه‌های آلوده به درصدهای مختلف آنتراسن، همواره کاهش وزن مخصوص حداکثر و افزایش در رطوبت بهینه مشاهده شد؛ در‌حالی‌که در نمونه‌های آلوده به گلیسرول، این رفتار به‌شدت تابع درصد آلاینده افزوده‌شده به خاک بود. به‌طوری‌که با ازدیاد درصد گلیسرول به 6، بیشینه وزن مخصوص حداکثر و کمترین رطوبت بهینه ایجاد گردید. بر‌اسا‌س نتایج، نشان ‌داده شد که آلاینده‌ها مقاومت کائولینیت را کاهش و تثبیت‌کننده‌ها مقاومت آن را افزایش می‌دهند. همچنین مشخص گردید که افزایش مقاومت ناشی از افزودن 6% سیمان پرتلند نوع 1 در کائولینیت تمیز حدودا هم‌ارز 30% آهک است. هر دو عامل تثبیت کننده سیمان پرتلند و آهک در ازدیاد مقاومت خاک مؤثر بودند؛ اما تأثیر سیمان پرتلند در بهبود خواص مقاومتی نمونه‌های آلوده به آنتراسن بهتر از آهک تعیین شد. اگر‌چه تأثیر هر دو عامل در بهسازی نمونه‌های آلوده به گلیسرول قابل ملاحظه بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of Lime and Portland Cement for Improvement of Clay Contaminated with Anthracene and Glycerol

نویسندگان [English]

  • Hamidi Amir 1
  • Saeid Abdoos 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, faculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Due to the limited soil resources and population increase, the use of contaminated or problematic soil is inevitable. There are different methods to improve the geotechnical properties of clay soils. One of the ways is to stabilize the soil with stabilizers such as Portland cement and lime. Investigation of the combined effect of organic pollutants under the influence of stabilizers (Portland cement (I) and lime) on Kaolinite clay using modified Proctor and CBR experiments constitutes the present research framework. The maximum unit weight decreased with an increase in Anthracene content while its variations were strongly dependent to the Glycerol content. The maximum of dry unit weight and a minimum of optimum water content occurred at a glycerol content of 6%. Based on test results, it was found that the increase in strength of clean Kaolinite using 6% of Portland cement is equivalent to that of 30% lime. It was also found that the contaminants decrease the strength of kaolinite; however, both stabilizers increase it. The effect of Portland cement on the strength of the specimens contaminated with Anthracene was better than that of lime and the effect of Portland cement and lime on the improvement of samples contaminated with Glycerol was considerable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kaolinite
  • Anthracene
  • Glycerol
  • Stabilization
  • Lime and Portland cement
[1] Khamehchiyan, M., Charkhabi, A. H., & Tajik, M. (2007). “Effects of crude oil contamination on geotech-nical properties of clayey and sandy soils”, Engineering Geology, 89(3-4), 220–229.

[2] Ijimdiya, T. S. (2012). “Effect of oil contamination on particle size distribution and plasticity characteristics of lateritic soil”, Advanced Materials Research, 367, 19-25.

[3] Bell, F. G. (1996). “Lime stabilization of clay minerals and soils”, Engineering Geology, 42(4), 223-237.

[4] Osinubi, K. J. (1998). “Influence of compactive efforts and compaction delays on lime-treated soil” Journal of Transportation Engineering, 124(2), 149-155.

[5] Hamidi, A., & Jedari, C. (2013). “Investigating the consolidation behavior of contaminated clay”, Sharif Civil Engineering Journal, 29-2(2), 29-35.

[6] Zanjarani Farahani, M., & Hamidi, A. (2014). “Consolidation behavior and geotechnical parameters of oil contaminated kaolinite clay”, Iranian Journal of Petroleum Geology, 4(8), 1-15.

[7] Akinwumi, I. I., Daniel, D. & Obianigwe, N. (2014), “Effects of crude oil contamination on the index proper-ties, strength and permeability of lateritic clay”, International Journal of Applied Sciences and Engineering Research, 3(4): 816-24.

[8] Khosravi, E., Ghasemzadeh, H., Sabour, M. R., & Yazdani, H. (2013). “Geotechnical properties of gas oil-contaminated kaolinite”, Engineering Geology, 166, 11-16.

[9] Estabragh, A.R., Rafatjo, H., & Javadi, A. A. (2014). “Treatment of an expansive soil by mechanical and chemical techniques”, Geosynthetics International, 21(3), 233-243.

[10] Ghadyani, M., Hamidi, A., & Hatambeigi, M. (2019). “Triaxial shear behaviour of oil contaminated clays”, European Journal of Environmental and Civil Engineering, 23(1), 112-135.

[11] Mohammadi, S. D., & Moharamzade Saraye, K. (2015). “The study of workability of lime on improve-ment of oil materials contaminated soils around the Tabriz oil refinery”, Modares Civil Engineering journal, 15, 223-233.

[12] Ghavami, S., Jahanbakhsh, H., & Moghaddasnejad, F. (2018). “Laboratory study on stabilization of kao-linite clay with cement and cement kiln dust”, Amir Kabir Journal of Civil Engineering, 10.22060/CEEJ.2018.15100.5829.

[13] Estabragh, A. R., Khatibi, M., & Javadi, A. A. (2016). “Effect of cement on treatment of a clay soil contaminated with glycerol”, Journal of Materials in Civil Engineering, 28(4), 04015157.

[14] Estabragh, A. R., Kholoosi, M., Ghaziani, F., & Javadi, A. A. (2018). “Mechanical and leaching behavior of a stabilized and solidified anthracene-contaminated soil”, Journal of Environmental Engineering 144(2), 04017098.

[15] Oluwatuyi, O., Ojuri, O., & Khoshghalb, A. (2020). “Cement-lime stabilization of crude oil contaminated kaolin clay”, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 12, 160-167.

[16] ASTM, D. (2012). 1557. Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using modified effort. West Conshohocken, USA.

[17] Pincus, H. J., Meegoda, N. J., & Ratnaweera, P. (1995). “Treatment of oil contaminated soils for identifica-tion and classification”, Geotechnical Testing Journal, 18(1), 41-49.

[18] Delgado, L., & Romero, E. M. (2013). “Removal of anthracene from recently contaminated and aged soils”, Water Air and Soil Pollution, 224, 1420-1427.

[19] Kholoosi, M. M., Estabragh, A. R., & Abdollahi, J. (2017). “Investigation of the effect of cement on the stabilization of contaminated soil with anthracene”, Sharif Civil Engineering Journal, 33-2(4.1), 39-48.

[20] Soltaninejad, S., Hamidi, S., & Marandi, S. M. (2019). “Effect of type and percentage of clay minerals on the pozzolanic stabilization of clayey soils (macrostructure and microstructure study)”, Sharif Civil Engineer-ing Journal, 35-2(4.1), 3-12.

[21] ASTM, D. (2014). 1883 Standard test method for CBR (California Bearing Ratio) of laboratory-compacted soils. ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.

[22] Ratnaweera, P., & Meegoda, J. (2006). “Shear strength and stress-strain behavior of contaminated soils”, Geotechnical Testing Journal, 29(2), 133-140.

CAPTCHA Image