بررسي فرآيند اندركنش خاكستر بادي و خاك‌هاي رسي با دامنه خميري زياد از ديدگاه ريزساختاري

خاكستر بادي پسماند سوزاندن زغال سنگ در نيروگاه­هاي برقي حرارتي است. توليد زياد اين پسماند معضلات زيست­محيطي براي دفن ايمن آن را به­همراه داشته است. خاكستر بادي به دليل داشتن مقادير زيادي سيليسيوم و آلومينيوم داراي خواص پوزولاني است كه استفاده از آن را در مباحث بتن، تثبيت خاك­ها و تثبيت و جامدسازي آلاينده­ها امكان­پذير مي­كند. با وجود انجام تحقيقات متعدد، همچنان نوع عملكرد فيزيكي و يا شيميايي خاكستر بادي در تركيب با خاك­هاي رسي بخوبي مشخص نمي­باشد. بر اين اساس هدف اين تحقيق بررسي نوع عملكرد خاكستر بادي كلاس F در رس متورم شونده بنتونيت است. خصوصيات مكانيكي تركيبات بنتونيت و خاكستر بادي تا 30% وزني بنتونيت، با استفاده از آزمايش­هاي حدود اتربرگ، تراكم، و آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده ارزيابي شده است. همچنين از مطالعات ريزساختاري هيدرومتري، XRD و مقادير كاتيون­هاي استخراج شده خاكستر بادي تحت شرايط محيطي اسيدي تا بازي، براي بررسي رفتار شيميايي خاكستر بادي استفاده شده است. نتايج نشان داده است كه مقادير انحلال كاتيون­هاي Si و Al خاكستر بادي تابع pH است و در pH حدود 9 با استفاده از آزمايش استخراج به ترتيب 4/0 و cmol/kg-soil 01/0 به دست آمده است. به دليل غلظت كم انحلال اين كاتيون­ها امكان شكل­گيري واكنش پوزولاني وجود ندارد. همچنين مقاومت فشاري محدود نشده نمونه بنتونيت-30% خاكستر بادي با افزايش زمان مراقبت از 7 تا 90 روز با اندكي افزايش به ترتيب از 444 به kPa 515 رسيده است. نتايج بررسي XRD نمونه­ها نشان مي­دهد كه با افزايش زمان مراقبت نمونه بنتونيت -30% خاكستر بادي، هيچ­گونه محصولات پوزولاني تشكيل نشده است.

Fly ash is a coal combustion product that is composed of the particulates (fine particles of burned fuel) (Dayioglu et al., 2017). In many countries fly ash is placed in landfills. Due to the vast production of this type of waste, the safe disposal of fly ash is one of the major concerns. One of the best methods to reduce the side effects of fly ash production is to re-use it in civil engineering projects (Horpibulsuk, et al., 2009). Due to the presence of Al and Si in fly ash, it shows pozzolanic properties (Phanikumar and Shankar, 2017). Therefore, in the recent years fly ash has been used in many soil stabilization or cement production projects. In spite of many researches which have focused on application of fly ash in soil stabilization, there are very limited attentions on the type of mechanism of soil- fly ash interaction (i.e. chemical or physical type). Therefore, the main objective of this paper is to investigate the interaction process of fly ash and clayey coils with high plasticity index from micro structural point of view. In other words, this paper aims to investigate on the dominant type of soil-fly ash interaction and to examine that in what extent this interaction is physical or chemical process. To achieve the above mentioned objectives series of Atterberg limits test, unconfined compression experiments, XRD testing, and digestion test were performed to address the above mentioned objectives.