به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « bentonite » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • اشکان خدابنده لو*، علی مقتدری

    امروزه تولید بیش از حد سیمان در جهان بخصوص در ایران به یک بحران تبدیل شده. چرا که تولید سیمان باعث انتشار گاز دی اکسید کربن و تولید آلاینده در هوای شهرها شده. از این رو در این تحقیق برای افزایش کیفیت بتن و کاهش مصرف مصالحی مانند پودر سنگ و سیمان، از ترکیب بنتونیت و زئولیت استفاده شد. برنامه آزمایشگاهی این تحقیق شامل پنج طرح مخلوط با ترکیب همزمان بنتونیت و زئولیت در نسبت های مختلف 0%، 5/2%، 5%، 5/7% و 10% وزنی سیمان در بتن خودتراکم می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده همزمان از زئولیت و بنتونیت به میزان حداکثر 5% وزنی سیمان می تواند نتایج قابل قبولی داشته باشد. بطوریکه باعث افزایش 8% مقاومت فشاری و 11% مقاومت کششی بتن می شود. اما این پوزولان ها بدلیل جذب آب بالایی که دارند قوام بتن خودتراکم را افزایش می دهند و می توانند ریسک انسداد بتن را در پشت تراکم آرماتور افزایش دهند.

    کلید واژگان: بتن خودتراکم, پوزولان معدنی, زئولیت, بنتونیت, رئولوژی بتن}
    Ashkan Khodabandehlou *, Ali Moghtaderi

    Today, the large production of cement in the world, especially in Iran, has become critical. Because the production of cement has caused the production of carbon dioxide gas and increased air pollution in cities. Therefore, in this research, the combination of bentonite and zeolite was used to increase the quality of concrete and reduce the consumption of stone and cement powder. The laboratory program of this research includes five mixed designs with the simultaneous combination of bentonite and zeolite in different ratios of 0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10% by weight of cement in SCC concrete. The results of this research showed that the simultaneous use of zeolite and bentonite up to 5% by weight of cement can have acceptable results. It increases the compressive strength by 8% and the tensile strength by 11%. But these pozzolans increase the hardness of SCC concrete due to their high water absorption and the possibility of the concrete being blocked behind the rebar density increases.

    Keywords: SCC Concrete, Mineral Pozzolan, Zeolite, Bentonite, Concrete Rheology}
  • محمود نیکخواه شهمیرزادی*، قاسم اعرابی، مینوزهرا حافظی
    حد روانی (Liquid Limit) یکی از ویژگی های مهم خاک است و تاثیر زیادی بر رفتار آن دارد. حد روانی به عنوان نقطه ای است که رفتار خاک رس از حالت خمیری به مایع تغییر می کند. مقاومت برشی این خاک در رطوبت نزدیک به حد روانی، بسیار کم است. بنابراین تعیین دقیق خواص خمیری خاک دارای اهمیت فراوانی است. در این پژوهش آزمایشگاهی، تاثیر ماسه بر حد روانی خاک مخلوط، رابطه بین حد روانی و درصد ماسه و رابطه بین حد روانی روش های نفوذ مخروط (Cone penetrometer) و جام کاساگرانده (Casagrande) با پایه سخت مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقدار حد روانی برای رس بنتونیت دستگاه کاساگرانده برابر 78 و دستگاه نفوذ مخروط برابر 87 به دست آمد. با افزایش درصد ماسه، حد روانی کاهش یافت، رابطه حد روانی برحسب درصد ماسه، خطی بود و مقدار ضریب تعیین (Coefficient of determination) برای آزمایش های کاساگرانده و نفوذ مخروط به ترتیب برابر 997/0 و 999/0 به دست آمد. در رس بنتونیت، حد روانی حاصل از دستگاه نفوذ مخروط حدود 12 درصد بیشتر از حد روانی حاصل از دستگاه کاساگرانده بود. با کاهش حد روانی خاک مخلوط، اختلاف بین نتایج حاصل از دو دستگاه آزمایش افزایش یافت.
    کلید واژگان: حد روانی, ماسه, بنتونیت, کاساگرانده, نفوذ مخروط}
    Mahmoud Nikkhah Shahmirzadi *, Ghasem Arabi, Minoo Zahra Hafezi
    The behavior of the cohesive soil depends on many factors. Atterberg limits play an important role in the evaluation and classification of clays. In this paper, the relationship between the Liquid limit of the cone penetrometer methods and Casagrande cup of sand and clay mixed soils has been evaluated. The main purpose of this study is to compare the Liquid limit values obtained from the hard-base Casagrande device with the cone penetration method and to present the relationship between the Liquid limit values obtained from the two methods in terms of the percentage of sand in the mixed soil.
    Keywords: Liquid Limit, Sand, Bentonite, Casagrande, Cone Penetration}
  • وحیدرضا اوحدی*، درسا ساعدی فر، علی عالی فر، زهرا اکبری
    روش تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی یکی از روش های توصیه شده برای ممانعت از انتقال آلودگی در خاک است. دو فرآیند اصلی در این روش، تشکیل محصولات هیدراتاسیون و حصول pH قلیایی است. آلاینده ها در شرایط طبیعی به صورت هم زمان و در ترکیب با یکدیگر به خاک وارد می شوند، حضور توام آلاینده های آلی و فلز سنگین بر نحوه اندرکنش سیستم خاک-سیمان تاثیر گذاشته و سبب تغییر رفتار رس و واکنش های هیدراتاسیون سیمان نسبت به زمان حضور تنها یک آلاینده می شود. بنابراین هدف این مقاله، مقایسه میزان واجذبی و نگه داری آلاینده های کادمیوم و فنول به صورت مجزا و توام در روش تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی است. در این راستا، ظرفیت جذب و نگه داری آلاینده در بنتونیت و بنتونیت حاوی سیمان به صورت مجزا و توام در غلظت های متفاوت و همچنین مقدار نشت و نگه داری آلاینده های فنول و کادمیوم توسط آزمایش های TCLP تعیین شده است. برای مطالعه ریزساختاری فرایند تثبیت/جامدسازی نیز یک مجموعه آزمایش پراش پرتو ایکس انجام شد. نتایج نشان می دهد که درصد نگه داری فنول در حضور کادمیوم نسبت به حالت مجزا تفاوت چندانی نداشته است، در حالی که میزان جذب و نگه داری کادمیوم در حضور فنول کاهش یافته است. در نمونه های دوجزئی حضور هم زمان فنول و کادمیوم سبب کاهش شدت قله ی C-S-H نسبت به نمونه های تک جزئی شده است، اما حضور کادمیوم نسبت به فنول تاثیر بیش تری بر کاهش شدت قله ی C-S-H داشته است. همچنین در حضور کادمیوم مقدار فنول استخراج شده طی آزمایش TCLP نسبت به حالت مجزا افزایش یافته است.
    کلید واژگان: کادمیوم, فنول, بنتونیت, تثبیت, جامدسازی, TCLP}
    Vahid Reza Ouhadi *, Dorsa Saaedifar, Ali Aalifar, Zahra Akbari
    One of the suggested techniques to inhibit the spread of contaminants in the soil is cement-based stabilization/solidification. The production of hydration products and the attainment of an alkaline pH are the two primary processes in this method. In natural conditions, contaminants enter the soil simultaneously and in combination with each other. The simultaneous presence of organic and heavy metal contaminants alters how the soil-cement system interacts with each contaminant. The objective of this study is to compare the leaching and retention amount of cadmium and phenol separately and simultaneously in cement-based stabilization/solidification. In this context, the TCLP test has been used to assess the leaching amount of phenol and cadmium, as well as their retention capacity in single and combined systems. An X-ray diffraction test was also carried out to examine the microstructure of the stabilization/solidification process. The results indicate that the retention percentage of phenol in the presence of cadmium did not differ much compared to the single system, while the amount of cadmium retention decreased in the presence of phenol. In a combined system, the simultaneous presence of phenol and cadmium causes a reduction in the intensity of the C-S-H peak compared to single systems. However, the presence of cadmium had a greater effect on reducing the intensity of the C-S-H peak than phenol. Furthermore, in the presence of cadmium, the amount of phenol extracted during the TCLP test has increased compared to the single system.
    Keywords: Cadmium, Phenol, Bentonite, Stabilization, Solidification, TCLP}
  • وحید رضا اوحدی*، علی عالی فر، درسا ساعدی فر، سید تقی امید نائینی

    حضور آلاینده های فلز سنگین در خاک های رسی، سبب تغییر در خصوصیات خاک مانند pH شده که این موضوع خطر انتشار آلودگی در خاک را بیشتر می کند. یکی از روش های رایج با راندمان قابل توجه در کنترل انتشار آلاینده های فلز سنگین، روش تثبیت/جامدسازی مبتنی بر سیمان است. این روش توسط دو مکانیزم تثبیت شیمیایی و جامدسازی فیزیکی سبب نگه داری فلزات سنگین می شود و تحرک پذیری آلاینده ها را کاهش می دهد. هدف این پژوهش تعیین اثر pH بر نگه داری و رهاسازی سرب و کادمیوم به صورت تک جزئی و دوجزئی در تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی است. برای دستیابی به هدف فوق، ابتدا ظرفیت جذب و نگه داری به همراه تغییرات pH سرب و کادمیوم به صورت تک جزئی و دوجزئی تعیین شد و با انجام آزمایش XRD اثر pH بر فرایند تثبیت/جامدسازی مشخص شد. در نهایت میزان کادمیوم و سرب رهاشده طی آزمایش TCLP به منظور بررسی تاثیر pH و حضور هم زمان سرب و کادمیوم در رهاسازی این فلزات سنگین تعیین شد. نتایج نشان می دهند که بیشترین ظرفیت جذب و نگه داری برای سرب و کادمیوم به ترتیب در محدوده pH 8.5 تا 11 و 10 تا 12 رخ می دهد و جذب و نگه داری در حالت دوجزئی همواره کمتر از حالت تک جزئی در غلظت های مشابه است. همچنین در این نواحی از pH، میزان شدت قله های ترکیبات سرب و کادمیوم افزایش می یابد که معرف افزایش سهم مکانیزیم تثبیت در نگه داری آلاینده است. رهاسازی این فلزات سنگین نیز در محدوده pHهای ذکرشده همواره کمتر از حداکثر مقدار مجاز اعلام شده توسط USEPA است. بر اساس نتایج این تحقیق، مقدار کادمیوم و سرب رها شده در حالت دوجزئی بیشتر از حالت تک جزئی در غلظت های مشابه است.

    کلید واژگان: کادمیوم, سرب, بنتونیت, تثبیت, جامدسازی, TCLP, pH}
    V.R. Ouhadi*, A. Aleefar, D. Saaedifar, S.T. Omid Naeini

    The presence of heavy metal contaminants in clays causes changes in soil properties, which increases the risk of contaminant transport into the clay layer. Various techniques have been developed recently to remediate contaminated soil. These methods include electrokinetics, biological treatment, and immobilization. Among them, cement-based stabilization/solidification technique is very common. Generally, cement-based systems are frequently used because of their affordability and great durability. This method uses the two mechanisms of chemical stabilization and physical solidification to retain heavy metals and decrease the mobility of contaminants. Even though several researches have been performed to address the different aspects of cement-based solidification/stabilization, there has been a lack of research on the stabilization/solidification of heavy metals in the presence of two different heavy metal ions. Therefore, the objective of this study is to determine to what extent the pH variations affect lead and cadmium retention and release in single and double-component cement-based stabilization/solidification systems. To accomplish the aforementioned objective, first, the retention capacity of lead and cadmium, in cement-based S/S of contaminated bentonite in single and double-component heavy metal systems is investigated. The effect of pH on the stabilization/solidification process was determined by conducting a series of XRD tests in order to investigate and differentiate the stabilization and solidification mechanisms. In the next step, the amount of released cadmium and lead ions during the TCLP test was determined in single and double-component systems in order to investigate the effect of pH and the simultaneous presence of lead and cadmium in the release of these heavy metals. According to the achieved results, the maximum retention capacities of lead and cadmium occur in the pH ranges of 8.5 to 11 and 10 to 12, respectively. Furthermore, retention in the double-component system is always lower than that of the single-component system, assuming a similar initial concentration. In addition, XRD results illustrate that the intensity of the peaks of cadmium and lead chemical compounds has increased for the samples their pHs take place in the safe zones. This indicates an increase in the contribution of the stabilization mechanism. According to the results of this paper, at a similar contaminant concentration, the intensity of the C-S-H peak increases with an increase in cement percentages. This indicates progress in the contribution of the solidification mechanism in the retention of heavy metals. Still, the release of these heavy metals is always lower than the maximum allowable value reported by the US EPA in the above-mentioned pH ranges. Moreover, the results of this research show that the amount of released cadmium and lead in the double-component system is more than that of the single-component system, assuming similar initial concentrations. Based on the definition of the safe zone, in the defined pH range, the contaminant is retained during the TCLP test mainly by chemical stabilization (precipitation). In fact, in the above range, an increase in the amount of cement has not shown a significant effect on the amount of heavy metal desorption. This finding is supported by the results of retention tests.

    Keywords: Cadmium, Lead, Bentonite, Stabilization, Solidification, TCLP, pH}
  • لیلا شهریاری*، عباس عظیمی، غزاله قدومی زاده
    یکی از بحران های پیش روی بشر آسیب به محیط زیست است. عدم مدیریت و توجه کافی به انتشار گازهای گلخانه ای حیات انسان را بر کره زمین تهدید می کند. با توجه به انتشار گاز گلخانه ای CO2 ناشی از تولید سیمان، یافتن راهی جهت کاهش حجم سیمان مصرفی برای تولید بتن که بعنوان پرمصرف ترین مصالح ساختمانی شاخته می شود، اولویت دارد. استفاده از پوزولان ها به منظور ساخت بتن هایی با خصوصیات مکانیکی و دوام مناسب در دهه های اخیر جایگاه ویژه ای یافته است. در این تحقیق با بهره گیری از دو نوع پوزولان پرمصرف، یعنی زئولیت و بنتونیت تلاش گردید تا خصوصیات رفتاری و دوام بتن خودتراکم را بهبود بخشید. برای تحقق این هدف از ترکیب زئولیت و بنتونیت بطور همزمان در نسبت های وزنی 5/2%، 5%، 5/7% و 10% به جای سیمان استفاده شد. آزمایشات انجام شده شامل جریان اسلامپ، ویسکوزیته بتن، مقاومت فشاری، و بررسی دوام بتن در برابر چرخه ذوب و انجماد در سنین مختلف می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از این پوزلان ها باعث کاهش مقاومت در سنین اولیه گیرش بتن خواهد شد اما این عارضه در سنین بالاتر مرتفع خواهد شد بطوریکه استفاده از ترکیب 5% زئولیت و 5% بنتونیت می تواند تا 6/8% مقاومت فشاری نهایی (90 روزه) بتن را افزایش دهد.
    کلید واژگان: بنتونیت, زئولیت, پوزولان, بتن سبز, محیط زیست}
    Leila Shahryari *, Abbas Azimi, Ghazaleh Ghodomizadeh
    One of the future problems of humans is environmental pollution. Negligence and lack of management of greenhouse gas production threatens human life on the planet. Considering the emission of CO2 gas due to the production of cement, it is important to find a way to reduce the consumption of cement in concrete as the most consumed building material. The use of pozzolans to make strong and durable concretes has become very important in the past years. In this research, two widely used pozzolans, namely zeolite and bentonite, were tried to improve the behavior and durability of SCC concrete. Therefore, the combination of zeolite and bentonite in weight ratios of 2.5%, 5%, 7.5% and 10% was used instead of cement. The tests performed include slump flow, concrete viscosity, compressive strength, and durability of concrete against melting and freezing cycles at different ages. The results of this research showed that the use of these pozzolans will reduce the strength in the early ages of concrete, but this problem will be solved with the increase in the age of concrete. So that using a combination of 5% zeolite and 5% bentonite can increase the final compressive strength (90 days) of concrete up to 8.6%.
    Keywords: Bentonite, Zeolite, Pozzolan, Green concrete, Environment}
  • وحید رضا اوحدی*، مرتضی دیرانلو
    تثبیت/جامدسازی پایه سیمانی روشی متداول برای نگهداری فلزات سنگین در خاک های آلوده است. تاثیر یون فلزی در تاخیر هیدراتاسیون سیمان، کارایی این روش را با چالش مواجه کرده است. استفاده از NaOH باعث رسوب بخشی از آلاینده فلز سنگین شده و از تاثیر منفی یون فلزی بر گیرش سیمان کاسته می شود. این فرایند شدت بخشی نامیده می شود. هدف این تحقیق تعیین تاثیر شدت بخشی بر جامدسازی خاک آلوده در شرایط pH های قلیایی و اسیدی شدید است. نمونه های بنتونیت آلوده به سرب، در دو حالت شدت بخشی شده با NaOH و بدون شدت بخشی، با استفاده از سیمان به میزان 10 الی 50% درصد وزنی خاک، جامدسازی شده اند. شرایط قلیایی و اسیدی شدید با آزمایش های تعادل آبشویی و آبشویی پیشرونده در نمونه های جامدسازی شده شبیه سازی شده است. نتایج نشان داده است که در شرایط اسیدی و قلیایی شدید، شدت بخشی با NaOH، موجب کاهش مقادیر Pb آبشویی شده از نمونه ها شده است. در شرایط قلیایی شدید با شدت بخشی بنتونیت آلوده در نمونه های S/S شده، آبشویی یون Pb تا 96% کاهش یافته است. از سوی دیگر، در نمونه های آلوده به غلظت های زیاد سرب، شدت بخشی با NaOH سبب افزایش میزان تشکیل C-S-H شده است. با استفاده از راهکار شدت بخشی در شرایط قلیایی و اسیدی شدید می توان مقادیر سیمان کمتری برای جامدسازی استفاده کرد.
    کلید واژگان: سیمان, تثبیت, جامدسازی, شدت بخشی, بنتونیت, آلاینده فلز سنگین}
    Vahid Reza Ouhadi *, Morteza Deiranlou
    Cement-based solidification/stabilization is one of the common methods for increasing the stability of heavy metals in contaminated soils. However, the presence of some of the heavy metals such as lead ions causes a delay and prevention in cement hydration which makes this method as an inapplicable. Enhancement of contaminated clayey soils by NaOH can remove the problems associated with cement hydration delay in presence of heavy metal ions. The main objective of this paper is to determine the impact of enhancement on solidification/stabilization of contaminated soils in extreme acidic and alkaline environment. To achieve the above mentioned objective, samples of contaminated bentonite by 50 and 100 cmol/kg-soil of lead nitrate at two different conditions of enhancement by NaOH and without enhancement were solidified/stabilized by 10 and 50 percentages of cement. The extreme acidic and alkaline conditions simulated by performing of equilibrium soil washing, endorsed TCLP test in solidified/stabilized cured samples. In addition, series of XRD experiments were performed to address the rate and quantity of CSH formation. The achieved results indicate that at extreme alkaline conditions the enhancement of contaminated bentonite has decreased the leach-ability of lead ions around 96%. With a decrease in pH of samples to the quantities less than 5, the use of enhanced samples has reduced the quantity of leachate in enhanced samples in comparison to unenhanced samples around 90%. This is attributed to the contaminant retention by clay fraction of bentonite and contaminant solidification by CSH gels.
    Keywords: cement, Solidification, Stabilization, Enhancement, Bentonite, Heavy Metal Contaminant}
  • وحیدرضا اوحدی*، سینا لطفی

    در اصلاح حرارتی خاک های آلوده، خاک رسی حاوی آلاینده فلز سنگین تحت اثر حرارت قرار می گیرد. خصوصیات خمیری به عنوان یکی از معیارهای کاربردی در ارزیابی رفتار ژیوتکنیک زیست محیطی خاک ها شناخته شده است. هدف این مقاله تعیین تاثیر فاز نگهداری آلاینده فلز سنگین بر خاصیت خمیری بنتونیت در اصلاح حرارتی خاک است. در این پژوهش بنتونیت کربنات دار و کربنات زدایی شده در حالت غیر آلوده و آلوده به غلظت های مختلف فلز سنگین روی (Zn) تهیه شده است. نمونه های آلوده و غیر آلوده تحت تاریخچه حرارتی 20، 110، 300، 400 و 500 درجه سانتی گراد قرار گرفته اند. سپس با استفاده از آزمایش های حدود اتربرگ، pH، SSE و XRD، تغییرات خصوصیات خمیری و ریزساختاری نمونه ها تجزیه و تحلیل شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، در غلظت های کم آلاینده، فاز کربنات کلسیم به عنوان فاز غالب در نگهداری آلاینده عمل کرده و مانع تغییر ساختار خاک شده است. با افزایش غلظت آلاینده و ورود همه فازهای نگهداری آلاینده در فرایند اندرکنش خاک-آلودگی، حضور کربنات نقش قابل توجهی در تغییر الگوی خمیری نداشته است. نتایج نشان می دهد که تغییرات غلظت آلاینده نسبت به تغییرات درجه حرارت، تاثیر بیشتری بر کاهش دامنه خمیری بنتونیت کربنات دار داشته است. با افزایش درجه حرارت به مقادیر بزرگتر از 400 درجه، فازهای نگهداری آلاینده در رفتار خمیری خاک نقش قابل توجهی نداشته بطوری که دو نمونه بنتونیت با کاتیون غالب تبادلی سدیم و کاتیون غالب تبادلی روی به ترتیب در دماهای 400 و 500 درجه سانتی گراد خاصیت خمیری خود را از دست داده و حد خمیری برای آ ن ها قابل اندازه گیری نبوده است.

    کلید واژگان: فلز سنگین, خاصیت خمیری, کربنات کلسیم, اصلاح حرارتی, بنتونیت}
    Vahid Reza Ouhadi*, Sina Lotfi

    In geotechnical and geo-environmental projects such as thermal stabilization, thermal remediation of contaminated soils and nuclear waste disposal, clays are always exposed to heat and heavy metal contamination. The study of the effect of heavy metal contaminants and thermal treatment on the geo-environmental engineering properties of clayey soils has long been considered by many researchers. Calcium carbonate as a major component of clay soils and as a non-plastic material reduces the plasticity properties of the soil. Calcium carbonate affects the process of heavy metal adsorption by clay particles. Accordingly, the presence or absence of calcium carbonate in the soil can have a secondary effect on the plasticity properties of clay. Generally, clayey soils retain the heavy metal contaminants by four phases. These phases include retention by cation exchange, precipitation by hydroxide carbonates (oxide and hydroxide), organic fraction and residual retention. A review of the literature studies has shown that little attention has been paid to the effect of retention phases of heavy metal contaminant on the plasticity properties of bentonite in thermal improvement from a micro-structural point of view. For this reason, this study is aimed to investigate the influence of retention phases of heavy metal contaminant on the behaviour of bentonite in thermal process. A natural bentonite soil is used in this study. The soil has been decarbonated by the use of hydrochloric acid.  To achieve the above mentioned objective, carbonated and decarbonated bentonite was prepared in a non-contaminated state and laboratory contaminated with heavy metal zinc (Zn) at concentrations of 5, 10, 20, 70 and 120 cmol/kg-soil. Contaminated and non-contaminated samples are first ground and then subjected to a temperature of 20, 110, 300, 400 and 500 °C for two hours. Then, by the use of Atterberg limit, XRD, pH and SSE experiments, micro-structural and macro-structural analysis of changes in carbonated and decarbonated bentonite plasticity properties has been investigated. According to the achieved results, in low concentrations of zinc heavy metals, calcium carbonate phase of heavy metal retention is the dominant phase in soil contaminant interaction process which prevents the change of bentonite structure. Therefore, the reason for the reduction of the Liquid limit is the reduction of the electrical charge of the clay particles, which is the result of lowering the pH. By an increase in contaminant content, all of the soil retention phases contribute to soil contaminant interaction process. Therefore, the role of calcium carbonate reduces in soil plasticity behaviour changes. As the temperature rises, Zinc metal as an accelerating agent has further reduced the Liquid limit in carbonated bentonite and decarbonated bentonite. In decarbonated bentonite, due to the absence of calcium carbonate, the clay particles adsorb more zinc. As a result, the effect of lowering the Liquid limit during increasing temperature by the heavy metal zinc in decarbonated bentonite is greater than in carbonated bentonite. Bentonite with its predominant sodium and zinc exchange cations loses its plasticity properties at temperatures of 400 and 500 °C, respectively, and the plastic limit for them is not measurable.

    Keywords: Heavy metal, plasticity properties, calcium carbonate, heat treatment, bentonite}
  • وحید رضا اوحدی*، طیبه زارعی

    خاک های آلوده به فلز سنگین از مشکلات متداول در سراسر جهان هستند. با وجود تحقیقات وسیعی که در خصوص فرایند اندرکنش پلیمر و خاک های رسی صورت گرفته، در زمینه فرایند اندرکنش پلیمر و خاک های آلوده تحقیقات بسیار محدودی انجام شده است. هدف از این پژوهش تعیین تاثیر ترتیب اندرکنش پلیمر و فلزسنگین با بنتونیت بر قابلیت نگهداری آلاینده فلز سنگین در سیستم رس- فلزسنگین و پلیمر است. برای رسیدن به این هدف، در یک سری از آزمایش ها، نمونه های بنتونیت ابتدا در معرض پلیمر و سپس در معرض آلاینده سرب قرار گرفته اند. در سری دیگر آزمایش ها، نمونه های بنتونیت آلوده به سرب در معرض پلیمر واقع شده اند. با بررسی نتایج آزمایش های تعادل سوسپانسیون خاک در دو سری آزمایش های فوق، قابلیت نگهداشت آلاینده فلز سنگین در این دو روش نمونه سازی  مورد  تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده آن است که در نمونه های رسی عمل آوری شده با  3% پلیمر و سپس قرار گرفته در معرض غلظت cmol/kg-soil 200 آلاینده فلز سنگین سرب، قابلیت خاک به نگهداشت آلاینده سرب به میزان 19% نسبت به بنتونیت طبیعی افزایش داشته است. این در حالی است که افزودن 3% پلیمر به نمونه های آلوده به cmol/kg-soil 200 سرب، سبب افزایش 72% در میزان قابلیت بنتونیت به نگهداری آلاینده سرب نسبت به بنتونیت طبیعی شد. بر این اساس در خصوص قابلیت نگهداری آلاینده در حضور پلیمر در سیستم رس-فلز سنگین و پلیمر، بین فرایندهای پیوند کووالانسی پلیمر و کاتیون های سرب و نقش کپسوله کردن آلاینده توسط پلیمر، کپسوله کردن آلاینده فلز سنگین توسط پلیمر، تاثیر بسیار بیشتری دارد.

    کلید واژگان: پلیمر, آلاینده فلز سنگین, قابلیت نگهداشت آلاینده, بنتونیت, سرب}
    Vahid Reza Ouhadi*, Taeebeh Zareie

    In recent years the use of nano materials in engineering projects has significantly increased. In fact, the impact of nano materials as a component in composite materials is one of the new horizons in engineering science. On the other hand, existence of heavy metal contaminated soils is one of the common problems in geo-environmental projects all around the world. In the process of retention of heavy metals by clayey soils, the pH of soil solution plays a significant role. In fact, an increase in pH of soil pore fluid causes a noticeable increase in contaminant retention. On the other hand, the use of additives in soil can increase the contaminant retention as well. In comparison with other additives such as cement, polymers do not require a long curing conditions. In addition, they have a positive impact on permeability of compacted soil, in which their presence decrease the soil permeability. In spite of several researches on the interaction process of clay minerals and polymer, there are very limited researches on the interaction process of polymer-clay minerals-heavy metal contaminant. Therefore, the main objective of this paper is to investigate the role of polyacrylamide polymer in retention of heavy metals in bentonite. To achieve the above mentioned objective, at the first step, the buffering capacity of polymer treated bentonite samples were measured. In this series of experiments, different concentrations of nitric acid from 0.002 to 0.02 molar were prepared. Then, 4 grams of bentonite and bentonite treated with different concentrations of polymer were poured in centrifuged tubes. Then, 40 cc of nitric acid were added to each centrifuge tube. After equilibrium period, the pH of soil suspension was measured and reported. In the second step of this research, two different series of experiments were performed. In the first series of experiments of this research, bentonite treated by polymer were exposed to different concentrations of heavy metal contaminants. In the second series of experiments, contaminated bentonite samples were treated by different percentages of polymer. The contaminant retention of these samples was investigated by performance of sets of batch equilibrium experiments. The achieved results indicate that the polymer treated bentonite sample (with 3% polymer), after exposure to 200 cmol/kg-soil has shown 19% increase in contaminant retention in comparison to bentonite sample. However, the addition of 3% polymer to contaminated bentonite with 200 cmol/kg-soil lead nitrate has shown 72% increase in contaminant retention in comparison to contaminant retention of bentonite sample. Based on the achieved experimental results it is concluded that there are three phases in heavy metal contaminants in interaction process of bentonite-polymer-heavy metal. These phases include retention by double-layer of clay, the contaminant retention in micro pores of clay minerals which are solidified by polymer, and the contaminate retention capability of polymer. According to the achieved results, the solidification effect of polymer has more contribution to the contaminant retention than the polymer buffering capacity. This proves that post-solidification of contaminated bentonite is a practical method for efficient prevention of contaminant transport in clayey soils.

    Keywords: Bentonite, Heavy metal contaminant, Polymer, Buffering capacity, Solidification}
  • A. Esparham*

    Geopolymers can be mentioned as a new class of green cement adhesives. Geopolymers have recently been introduced as a greener alternative to conventional Portland cement (OPC) with the potential to minimize the negative environmental consequences of OPC such as carbon footprint and energy consumption. In this experimental study, the effects of different alkaline activating solutions on compressive, tensile, and indirect flexural strength, water absorption, and acid resistance of bentonite-based geopolymer concrete (GPC) were investigated. Also in this study, a new type of alkaline activator was used. In this study, GPC samples made from bentonite were produced and baked at 90 ° C. The results showed that the addition of NaOH to the mixture after 3 minutes of mixing KOH and Na2SiO3 with dry components (1/3 of the total mixing time) increases the compressive, tensile, and flexural strength and we also see that with this new method, water absorption capacity and the amount of weight loss of geopolymer concrete samples are reduced in acidic conditions.

    Keywords: : Eco-Friendly Cement, Geopolymer Concrete, Bentonite, Mechanical Strength, Alkaline Solution, Compressive Strength, Acid Resistance}
  • احلام الجنابی، مجید قلهکی*، امید رضایی فر
    تولید سیمان یکی از مهم ترین عوامل آلودگی محیط زیست و و دماهای بالا یکی از عوامل آسیب به سازه های بتنی می باشد. در این مقاله تاثیر جایگزینی زیولیت (6 و 10 درصد وزنی سیمان) و بنتونیت (6 و 10 درصد وزنی سیمان) در ابعاد و اشکال مختلف (استوانه ای و مکعبی) و در دماهای 28، 150، 300 و 700 درجه سانتی گراد بر مشخصات مکانیکی بتن مورد بررسی قرار گرفته است. ابعاد مورد بررسی برای نمونه های مکعبی 100×100×100، 150×150×150 و 200×200×200 میلی متر و برای نمونه های استوانه ای 100×200 و 150×300 میلی متر می باشد. نتایج نشان می دهد که جایگزینی سیمان با زیولیت و بنتونیت در سن 90 روز و در دمای محیط سبب افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه بتن معمولی می شود. این بررسی در دماهای مختلف نشان می دهد که با حرارت دادن به نمونه های مکعبی و استوانه ای حاوی 10 درصد بنتونیت در دمای 150 درجه سبب افزایش 40 درصدی مقاومت فشاری نسبت به نمونه حرارت ندیده نظیر خود شده است. دمای 300 و 700 درجه سانتی گراد به ترتیب حدودا 10 و 78 درصد سبب کاهش مقاومت کششی در نمونه های استوانه ای حاوی مواد پوزولانی شده است. تحلیل xrd بر روی نمونه های بتنی در سن 28 روز انجام شده است. اختلاف ضریب تبدیل نمونه های مکعبی و استوانه ای در این پژوهش نسبت به ضرایب آیین نامه کمتر از 10 درصد می باشد.
    کلید واژگان: بنتونیت, زئولیت, مواد مکمل سیمانی, دما, مقاومت فشاری}
    Ahlam Aljenabi, Majid Gholhaki *, Omid Rezayfar
    Cement production is one of the major pollution contributors owing to its large rates of energy consumption and gas emission. Moreover, high temperatures could detrimentally impact the concrete infrastructure and thus, it would be essential to study performance of such structures under exposure to the elevated temperatures. In this paper, post-heat performance of the concrete whose cement has been replaced by zeolite and bentonite at ratios of 6 and 10% (by cement weight) under exposure to temperatures of 28, 150, 300 and 700°C, was studied. For this purpose, cubic specimens with sizes of 100×100×100, 150×150×150 and 200×200×200mm and cylindrical specimens with sizes of 200×100 and 300×150mm, were produced. Based on the results, replacing cement by zeolite and bentonite at the age of 90 days under ambient temperature, increases the compressive strength compared to the control specimen. Moreover, it was observed that heating the cubic and cylindrical specimens containing 10% bentonite at 150°C, increase the compressive strength by 40%.Conversely, the results indicate that when exposed to temperatures of 300 and 700°C, a decreasing trend is seen in the tensile strength of both cubic and cylindrical specimens containing the pozzolans. Besides, to study micro-structure of the specimens, the X-ray diffraction tests were carried out on the specimens at the age of 28 days. The difference between conversion ratio of the cubic and cylindrical specimens in this study, to the values provided by the codes, is less than 10%.
    Keywords: Bentonite, Zeolite, Supplementary Cementing Materials, Temperature, Compressive strength}
  • وحیدرضا اوحدی*، نسیم صحرایی

    در سال های اخیر استفاده از نانو مواد در پروژه های مختلف علوم و مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، مطالعه تاثیر نانو مواد در ترکیب با دیگر مصالح از زمینه های نوین در علوم مهندسی ژیوتکنیک و ژیوتکنیک زیست محیطی است. این تحقیق به منظور تعیین مکانیزم نگهداشت آلاینده فلز سنگین کادمیوم در فرآیند تثبیت و جامدسازی پایه سیمانی بنتونیت آلوده درحضور نانو سیلیس انجام شده است. مکانیزم نگهداری آلاینده با بررسی نتایج آزمایش های تعیین رفتار کادمیوم و نانو سیلیس با تغییر pH محیط، جذب، آبشویی آلودگی (TCLP) و منحنی های پراش پرتو ایکس (XRD) تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که قابلیت جذب و نگهداری فلز سنگین کادمیوم توسط بنتونیت، نسبت به سایر فلزات سنگین، از جمله سرب، مس و روی، کمتر است. با توجه به روند افزایش مقدار کادمیوم آبشویی شده از آزمایش TCLP در نمونه های حاوی درصدهای مختلف سیمان، می توان نتیجه گیری نمود که معیار 28 روز پیشنهاد شده توسط استاندارد EPA، برای تثبیت و جامدسازی کادمیوم، مناسب و مطمین نبوده و لازم است این آزمایش را در فاصله زمانی بیشتری انجام داد و سپس نتایج آن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین ارزیابی نتایج آزمایش های اشعه ایکس بیانگر پیشرفت موثرتر واکنش های پوزولانی در حضور نانو سیلیس است. میزان کادمیوم آبشویی شده از آزمایش TCLP، با توجه به حضور درصد زیاد سیمان و نانو سیلیس که به تبع دارای میزان قابل توجهی C-S-H هستند، نشان می دهد که نقش اصلی در نگهداشت آلاینده فلز سنگین کادمیوم، فرآیند رسوب هیدروکسید و مقدار pH قلیایی محیط به طور توام با اثر جامدسازی C-S-H است.

    کلید واژگان: کادمیوم, بنتونیت, سیمان, نانو سیلیس, جامدسازی, pH}
    Vahid Reza Ouhadi*, Nasim Sahraie

    In recent years, the use of nano-materials in different engineering and science projects has increased. The study of the impact of nano-materials in combination with other civil engineering constituents in different geotechnical and geo-environmental engineering projects is very common. This study is aimed to investigate the mechanism of cadmium retention in the process of cement based solidification/stabilization of cadmium contaminated bentonite in the presence of nano-silica. The mechanism of contaminant retention is investigated with the evaluation of cadmium and nano-silica behaviour with change in pH of the environment, adsorption, TCLP results, and evaluation of XRD experimental achievements. The bentonite sample for this research is taken from Iran-Barit Company. To establish the availability of silica ions for interaction with cement and bentonite at different pH, a series of solubility experiments of nano-silica at different pH levels were performed. The results of solubility experiments show that as the pH increases to the alkaline range, the solubility of nano-silica noticeably increases. This fact proves that at the high range of pH due to the use of cement, the required pH conditions for solubility of nano-silica will be provided. Therefore, there will be more possibility for the formation of CSH component. Cadmium nitrate was used to contaminate the bentonite sample for the experimental part. For this purpose, bentonite samples were mixed with 10, 30, and 50 cmol/kg-soil of cadmium nitrate in the electrolyte soil ratio of 20:1. Then, these samples were shaken for two hours in every 24 hours. This process was repeated for 96 hours. After this equilibrium step, the soil suspension was centrifuged. After drying these laboratory contaminated samples, they were solidified/stabilized with different percentages of cement and nano-silica. The results of this paper indicate that the contaminant adsorption and retention of cadmium by bentonite is less than that of adsorption for zinc and lead. The achieved results of TCLP experiments for solidified/stabilized samples with different percentages of cement indicate that the EPA criteria for TCLP experiment which emphasizes for test performance after 28 days, is not suitable for solidification and stabilization of cadmium. In fact, a longer period is necessary to achieve equilibrium and stable results. Furthermore, the results show that due to the low adsorption of cadmium by bentonite and due to the noticeable reduction of pH at the presence of cadmium ions, the required percentages of cement for solidification/stabilization of cadmium contaminated bentonite is much more than the required quantity of cement for other heavy metal contaminated bentonite samples. In addition, the results of XRD experiments show that the pozzolanic interaction process is more efficient in the presence of nano-silica. Furthermore, based on the results of TCLP experiments, the formation of CSH in the presence of nano-silica contributes to the contaminant retention by solidification/stabilization of cement based cadmium contaminated bentonite. Finally, according to the results of this study, in solidified/stabilized samples by mixtures of cement and nano-silica, it is shown that due to the contribution of silica ions in pozzolanic interactions, the solidification is the governing phenomenon for the prevention of heavy metal leachate from solidified/stabilized samples.

    Keywords: Cadmium, Bentonite, Cement, Nano Silica, Solidification, pH}
  • Aazam Dinari, Jafar Mahmoudi *
    In this research, a modified TiO2/Bentonite (Be) composite with various values of zinc oxide was used as a photocatalyst in the degradation of methyl orange as a dye pollutant. The synthesized composites were characterized by X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray fluorescence (XRF), and Thermal gravimetric analysis (TGA). The results showed that the composite synthesized by 6.5% zinc oxide had the highest anatase phase and appropriate thermal stability. Moreover, the simultaneous effect of different parameters was investigated using the central composite (CC) design defined under response surface methodology (RSM). The results showed that the polynomial model obtained from the analysis of variance (ANOVA) correctly predicted the experimental data. The optimal conditions of dye degradation for the synthesized composite with 6.5% zinc oxide using 4 g/L of photocatalyst for 30 minutes at a pH=5 and a dye concentration of 20 ppm had the highest degradation percentage equal to 95% with a high desirability of 0.981. Also, the photocatalytic activity of TiO2/Be/ZnO (6.5%) in certain conditions for reuse in five consecutive steps showed a slight decrease in the degradation of methyl orange.
    Keywords: TiO2, Bentonite, zinc oxide, Methyl orange, Response surface methodology}
  • فهیمه مهرانفر*

    یکی از مراحل مهم در فرآیند حذف کدورت آب، استفاده از مواد منعقد‏ کننده است. یکی از موادی که کاربرد مهمی دارد، پلی آلومینیوم کلراید (PAC) است که به‎منظور ته نشینی ذرات کلوییدی از آن استفاده می شود. استفاده از این ترکیب در فرآیند انعقاد به‎دلیل داشتن آلومینیوم، باعث باقی‎ماندن مقداری آلومینیوم در آب می شود. برای کاهش اثرات استفاده بیش از حد مجاز از پلی آلومینیوم کلراید می توان از کمک منعقد کننده های طبیعی و مصنوعی کمک گرفت. در این مطالعه، اثر کمک منعقدکننده های بنتونیت و پلی الکترولیت در حذف کدورت تصفیه خانه آب باباشیخعلی مورد تحقیق قرار گرفته است. نتایج نشان داد که pH بهینه برای حذف کدورت 8 و مقدار غلظت بهینه PAC در pH بهینه برابر mg/L 10 به‎دست آمد و در حضور بنتونیت و پلی الکترولیت، غلظت بهینه PAC به mg/L 4 کاهش یافته و راندمان حذف کدورت به 92% افزایش یافت. هم‎چنین نتایج نشان داد که از ترکیب PAC و پلی الکترولیت در کنار هم می توان برای کاهش غلظت فلزات سنگین آب ورودی استفاده کرد. بنابراین، مواد کمک منعقد کننده بنتونیت و پلی الکترولیت می توانند به‏عنوان گزینه مناسبی در کنار پلی آلومینیوم کلراید برای حذف کدورت آب تصفیه خانه مورد استفاده قرار بگیرند.

    کلید واژگان: تصفیه خانه آب باباشیخعلی, پلی آلومینیوم کلراید, بنتونیت, پلی الکترولیت, کدورت}
    Fahimeh Mehranfar *

    One of the important steps in the process of removing water turbidity is the use of coagulants. Amongst the most applied materials is poly aluminum chloride (PAC) which is used to precipitate colloidal particles. The use of this compound, which contains Aluminum, in the coagulation causes some residual aluminum in the water. Natural and synthetic coagulants aid can be used to reduce the effects of overuse of poly aluminum chloride. In this study, the effect of bentonite and polyelectrolyte coagulant aid in the turbidity removal process of Babasheikhali water treatment plant is investigated. The results showed that optimum pH for turbidity removal was 8 and the optimal concentration of poly aluminum chloride at the optimum pH was 10 mg/L. In the presence of bentonite, the optimal PAC concentration decreased to 4mg/L and the turbidity removal efficiency increased to 92%. The results also showed that the combination of PAC and polyelectrolyte together can be used to reduce the concentration of heavy metals in the incoming water. Therefore, bentonite and polyelectrolyte coagulants aid can be used as a suitable option along with poly aluminum chloride to remove turbidity from the water treatment plant.

    Keywords: Babasheikhali water treatment, Poly aluminium chloride, Bentonite, Polyelectrolyte, Turbidity}
  • مرتضی گل محمدی*، هادی نصیری
    آب فوق بحرانی به دلیل خواص منحصربه فرد خود محیطی مناسب برای تولید نانوذرات مختلف است. در این تحقیق امکان نشاندن نانوذرات دی اکسید قلع بر روی پایه معدنی بنتونیت در محیط آب فوق بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. فرآیند تولید نانوکامپوزیت بنتونیت-دی اکسید قلع در یک راکتور از جنس فولاد زنگ نزن L316 به حجم 20 میلی لیتر انجام شد. دمای سنتز دمای ºC 480 و مدت زمان آن دو ساعت بود. نانوکامپوزیت تولیدی سپس جهت تایید نشانده شدن نانوذرات دی اکسید قلع بر روی پایه توسط آنالیزهای مختلف نظیر پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین سطح ویژه، اندازه و حجم حفرات نانوکامپوزیت نیز با استفاده از آنالیز BET تعیین شد. ظهور پیک های مربوط به دی اکسید قلع در طیف XRD نانوکامپوزیت، موید سنتز موفق نانوذرات بر روی بنتونیت است. نشسته شدن نانوذرات دی اکسید قلع با اندازه کمتر از 15 نانومتر بر روی صفحات بنتونیت با توجه به تصاویر SEM و TEM تایید شد. نانوکامپوزیت تولیدی به دلیل داشتن بنتونیت در ساختار خود دارای سطح ویژه m2/g 36/50 و حجم حفرات cm3/g 13/0 بود که آن را مستعد استفاده به عنوان کاتالیست در واکنش های مختلف می کند.
    کلید واژگان: آب فوق بحرانی, نانوکامپوزیت, بنتونیت, دی اکسید قلع, مشخصه یابی}
    Morteza Golmohammadi *, Hadi Nasiri
    In this research, the possibility of decorating SnO2 nanoparticles on bentonite as a support in supercritical water environment has been investigated. Synthesis process of bentonite-SnO2 nanocomposite was performed in a reactor made of L316 stainless steel with a volume of 20 ml. The synthesis temperature and the duration was 480 °C and two hours, respectively. The manufactured nanocomposite was evaluated by various analyzes such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) to confirm the immobilization of SnO2 nanoparticles on the support. The specific surface area, size and volume of nanocomposite cavities were determined using BET analysis. The appearance of SnO2 peaks in the XRD spectrum of the nanocomposite confirmed the successful synthesis of nanoparticles on bentonite. The immobilization of SnO2 nanoparticles with a size of less than 15 nm on bentonite plates was confirmed according to SEM and TEM images. The produced nanocomposite possessed a specific surface area of 50.36 m2/g and a pore volume of 0.13 cm/g due to the presence of bentonite in its structure, which makes it suitable for use as a catalyst in various reactions.
    Keywords: Supercritical water, Nanocomposite, bentonite, SnO2, characterization}
  • مریم صحرائی، عبدالمجید لیاقت*، آرزو نازی قمشلو
    تقاضای جهانی آب پیوسته در حال افزایش است، این در حالی است که منابع آب شیرین به دلیل افزایش تقاضا و اثرات تغییر اقلیم به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک مانند کشور ایران با محدودیت مواجه هستند. هزینه آب تولید شده، یکی از مهم ترین عوامل موثر در انتخاب روش نمک زدایی است. در روش جذب با استفاده از مواد طبیعی می توان هزینه نمک زدایی را کاهش داد. در این پژوهش با استفاده از دو ماده زیولیت، بنتونیت ایرانی برای کاهش شوری به روش آزمایش پیمانه ای استفاده شد. جاذب ها به وسیلهEDx, XRD, BET شناسایی شدند. همچنین رس ها به وسیله اسید هیدروکلریک یک مولار اصلاح شدند. نتایج نشان داد که زیولیت و بنتونیت ایرانی استفاده شده در این پژوهش به عنوان جاذب های معدنی کارایی لازم برای کاهش شوری را نداشته و سبب افزایش هدایت الکتریکی و مقدار سدیم آب می شوند. بیشترین افزایش غلظت سدیم در نمونه ها مربوط به بنتونیت طبیعی به مقدار 5/102 میلی گرم در گرم در بیشترین غلظت شوری معادل 64000 میلی گرم در لیتر و کمترین افزایش غلظت سدیم مربوط به زیولیت طبیعی به مقدار 066/0 میلی گرم در گرم در کمترین غلظت شوری معادل 640 میلی گرم در لیتر بود. همچنین بیشترین افزایش هدایت الکتریکی مربوط به بنتونیت طبیعی با افزایش 3/4 دسی سیمنز بر متر بود. قابل ذکر است که پس از اصلاح با اسید، مقدار هدایت الکتریکی به طور قابل ملاحظه ای در هر دو رس افزایش یافت. بنابراین با توجه به تفاوت های موجود بین رس ها، بهتر است ابتدا از نظر ساختمانی بررسی و سپس در زمینه نمک زدایی استفاده شوند.
    کلید واژگان: زئولیت, بنتونیت, نمک زدایی, جذب}
    Maryam Sahraei, Abdolmajid Liaghat *, Arezoo Nazi Ghameshlou
    Global water demand is constantly increasing, while freshwater resources are limited due to increased demand and the effects of climate change, especially in arid and semi-arid regions such as Iran. The cost of water production is one of the most important factors in choosing a desalination method. In the adsorption method using natural materials, the cost of desalination can be reduced. In this study, Iranian zeolite and bentonite were used to reduce salinity by batch test. The adsorbents were identified by EDx, XRD, and BET. Clays were also modified with 1 M hydrochloric acid. The results showed that Iranian zeolite and bentonite used in this study as mineral adsorbents do not have the efficiency to reduce salinity and increase the electrical conductivity and sodium content of water. The highest increase in sodium concentration in samples was related to natural bentonite (102.5 mg/g) at the highest salinity concentration (64000 mg/L) and the lowest increase in sodium concentration was related to natural zeolite at 0.066 mg/g in the lowest salinity concentration (640 mg/L). Also, the highest increase in electrical conductivity was related to natural bentonite with an increase of 4.3 dS/m. It is noteworthy that after acid correction, the amount of electrical conductivity increased significantly in both clays. Therefore, due to the differences between the clays, it is better to first examine them in terms of construction and then use them in the field of desalination.
    Keywords: Zeolite, Bentonite, Desalination, Adsorption}
  • زهرا السادات زرگر، امید رضایی فر*، مجید قلهکی

    سیمان یکی از مصالح پرمصرف در صنعت ساخت و ساز است که در هنگام تولید مقدار زیادی گاز دی اکسید کربن در محیط منتشر می کند. چالش های زیست محیطی پیش‎ آمده و کاهش مصرف انرژی و استفاده از مواد خام طبیعی سبب افزایش مطالعه و تحقیق در جهت یافتن جایگزین مناسب برای سیمان شده است. زیولیت و بنتونیت دارای خواص سیمانی هستند این مواد قابلیت سازگاری با محیط زیست را داشته و به راحتی قابل استخراج می باشند و همچنین نسبت به سیمان هزینه تولید کمتری دارند. از آن جایی که بتن در کشش ضعیف عمل می کند از الیاف کاه که الیافی طبیعی می باشد نیز استفاده شده است. در این پژوهش 9 نسبت اختلاط متفاوت با مقدار سیمان kg/m3 250 ساخته شده که در آن ها درصدهای مختلف بنتونیت و زیولیت جایگزین بخشی از سیمان اولیه شده است و میزان درصد الیاف به صورت 1% و 3% متغیر می باشد. پس از ساخت، به مقایسه مقاومت فشاری و مقاومت کششی نمونه ها نسبت به نمونه مرجع در سنین 7 و 28 روز پرداخته شده است. سپس دو مخلوط بتن با میزان 6% زیولیت، یک درصد الیاف کاه و میزان بنتونیتهای 6% و 16% انتخاب شده و آزمایش مقاومت خمش سه نقطه ای بر روی تیر هایی به ابعاد cm10*10*50 انجام گرفته است. میزان مقاومت خمشی نمونه مرجع در این بخش که حاوی مقدار سیمان kg/m3 350 سیمان می باشد،Mpa 5/37 حاصل شده است. بهترین ترکیب حاوی 6% زیولیت، 6% بنتونیت و یک درصد الیاف کاه بوده که توانسته به 98% مقاومت خمشی نسبت به نمونه مرجع دست یابد.

    کلید واژگان: زئولیت, بنتونیت, الیاف کاه, مقاومت خمشی, پتانسیل گرمایش جهانی}
    Zahra sadat Zargar, Omid Rezaifar *, Majid Gholhaki

    Cement is one of the most widely used materials in the construction industry, which emits large amounts of carbon dioxide into the environment during production. Environmental challenges and the reduction of energy consumption and the use of natural raw materials have led to increased study and research to find a suitable alternative to cement. Zeolite and bentonite have cement properties. These materials are environmentally friendly and can be easily extracted and also have lower production costs than cement. Since concrete has a low tensile strength, straw fibers, which are natural fibers, have also been used. In this research, 9 different mixing ratios with the amount of 250 kg / m3 cement were made in which different percentages of bentonite and zeolite replaced part of the original cement and the percentage of fibers varied by 1% and 3%. After fabrication, the compressive strength and tensile strength of the samples compared to the reference sample at 7 and 28 days have been compared. Then, two concrete mixtures with 6% zeolite, 1% straw fiber and 6% and 16% bentonites were selected and three-point bending strength test was performed on beams with dimensions of 10 * 10 * 50 cm. The flexural strength of the reference sample in this section, which contains 350 kg / m3 of cement, is 5.37 MPa. The best composition contains 6% zeolite, 6% bentonite and 1% straw fiber, which was able to achieve 98% flexural strength compared to the reference sample.

    Keywords: zeolite, Bentonite, straw fiber, Bending strength, Global warming potential}
  • سیده مرضیه قیامی تکلیمی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی
    رشد جمعیت و نیازهای متعدد جوامع، سبب افزایش روز افزون تقاضای سیمان شده است. استفاده از مواد پوزولانی در ساخت بتن، راه حل مناسبی برای کاهش مصرف منابع انرژی، تولید گازهای گلخانه ای و مصرف سیمان می باشد. در این مطالعه تاثیر استفاده از بنتونیت سمنان به جای بخشی از سیمان بررسی شده است. در این مقاله هفت طرح اختلاط به همراه طرح اختلاط نمونه کنترل (CM) ساخته و مقایسه شده است. متغیر اصلی، تغییر نسبت بنتونیت به وزن سیمان می باشد که در بازه 5%، 10%، 15%، 20%، 25%، 30% و 35% در نظر گرفته شده است. آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی شکافتگی نمونه ها و پیش بینی مدول گسیختگی برای بررسی خواص بتن، انجام شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش مقاومت فشاری، استفاده از بنتونیت به جای بخشی از سیمان به میزان 5 درصد، سبب افزایش 8 درصدی مقاومت فشاری 28 روزه نسبت به نمونه کنترل (Control Mix-CM) شده است. با جایگزین کردن 35% بنتونیت نسبت به وزن سیمان، مقاومت فشاری 28 روزه به میزان 21% کاهش یافته است. با توجه به نتایج مخلوط های حاوی بنتونیت در صورتی که مقدار بنتونیت بیش از 20% وزن سیمان باشد، مقاومت کششی 28 روزه نسبت به CM تا 45% کاهش می یابد. با توجه به نتایج، در صورت جایگزینی 5% و 10% بنتونیت، مدول گسیختگی پیش بینی شده نسبت به نمونه CM، به ترتیب 7/3% و 1/3% افزایش می یابد.
    کلید واژگان: جایگزین سیمان, بنتونیت, مقاومت فشاری, مقاومت کششی, مدول گسیختگی}
    Seyedeh Marzieh Qiyami Taklimi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki
    The continuous growth of the population will guarantee a massive demand for cement in the near future. Using pozzolanic materials in concrete manufacturing is intended as an optimal solution to lower the rate of greenhouse gas emission, and diminish energy resources and cement consumption. This research is aimed at evaluating Semnan Bentonite as partial replacement of cement. Seven bentonite mixes and control mix (CM) were examined. The main variable is the proportion of bentonite (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% and 35% by weight of cement) in replacement mode while the amount of cementitious material, water to cementitious material ratio, fine aggregate content were kept constant. To study properties of hardened concrete, compressive strength, splitting tensile strength tests and prediction of the modulus of rupture were performed. According to the results of compressive strength test, using 5% bentonite as partial replacement of cement, results in 8% increase in compressive strength 28 days as compared with the control mix. By replacing 35% of bentonite with the weight of cement, the compressive strength 28 days is reduced by 21%. According to the results in mixtures containing bentonite, if the amount of bentonite is more than 20% by weight of cement, the tensile strength 28 days is reduced by 45% compared to CM. According to the results, replacing 5% and 10% (by weight) of cement with bentonite, the predicted rupture modulus will increase by 3.7% and 3.1% compared to the CM, respectively
    Keywords: Replacement of Cement, Bentonite, Compressive strength, tensile strength, rupture modulus}
  • الهام اسراری*، محمدامین نجابت

    کادمیوم (Cadmium) فلزی سنگین با اثرات مخرب زیست محیطی زیاد است که در صنایع مختلف در دسترس می باشد. با توجه به استفاده بتن به عنوان پرمصرف ترین مصالح عمرانی، در این تحقیق به بررسی حذف فلز سنگین کادمیوم توسط بتن اختلاط سبز اصلاح شده با بنتونیت، پرداخته شد. بنتونیت به عنوان جاذب از خانواده رس دارای مونت موریلونیت (Mount Morillonite) است. بنتونیت خاصیت خوب جذب و همچنین اختلاط خوب با مصالح بتن را داراست. در این پژوهش تمامی پارامترهای مهم نظیر (pH، غلظت زمان و جاذب) لحاظ گردید. لازم به ذکر است زمان ها در بازه (30، 60، 120، 240، 360، 480، 720، 1440) دقیقه و pH در بازه (2، 4، 6، 8 و 10) و غلظت ها در بازه (10، 25، 50، 75 و 100) میلی گرم در لیتر و جاذب 0 تا 15 (0، 2، 5، 8، 10، 15) درصد حجم مصالح مصرفی در محیط آزمایشگاهی با دمای 25 درجه انجام شد. شرایط بهینه در این پژوهش برای حذف فلز سنگین کادمیوم به صورت pH برابر 6 و زمان تماس برابر 360 دقیقه و غلظت برابر 50 میلی گرم در لیتر و جاذب 8 درصد به دست آمد. در پایان نتایج برای حذف فلز کادمیوم، جذب 67/97 درصد با محلول ساختگی و جذب در شرایط فاضلاب واقعی 88/99 درصد حاصل شد. همچنین مقدار مقاومت 7 روزه بتن بهینه ساخته شده برابر 88 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و 28 روزه برابر 114 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بود. این مقاومت پس از تماس با محلول حاوی کادمیوم با پارامترهای بهینه آزمایشگاهی 38/99 و پس از تماس با نمونه واقعی فاضلاب حاوی کادمیوم 35/124 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به دست آمد. این پژوهش از سنتیک (Senetic) جذب شبه درجه دوم و مدل ایزوترم (Isoterm) جذب فروندلیچ (Ferondlich) پیروی کرده است.

    کلید واژگان: کادمیوم, بتن اختلاط سبز, بنتونیت, فاضلاب صنعتی, بتن}
    Elham Asrari *, Mohammad Amin Nejabat

    Cadmium is a heavy metal with many environmental degradation effects that is available in various industries. Considering the use of concrete as the most expensive construction materials, this study investigates the removal of heavy cadmium metal by concrete modified with bentonite, Bentonite, as a clay absorber from the clay family, has a Monte Morillonite. Bentonite has good absorption properties as well as good mixing with concrete materials. In recent years, the use of various wastes, including glass and bricks in concrete has been greatly appreciated. In this study, the construction and testing of green mixing concrete (concrete in accordance with the plan for the use of recycled materials and reducing environmental damage) using recyclable glass and brick materials. This concrete has non-structural standard concrete properties with bentonite. Green mixing concrete has the property of removing cadmium, one of the most hazardous materials and heavy metals. It is a concrete for use with various constructional concrete, and especially industrial sewage ponds.

    Keywords: Cadmium, Concrete mixing green, Bentonite, Industrial sewage, Concrete}
  • حمید گرانیان*

    بنتونیت یک خاک صنعتی با کاربردهای فراوان است. اکثر معادن بنتونیت کشور (خصوصا معادن استان خراسان جنوبی که قطب بنتونیت کشور محسوب می شود) به دلیل کم بودن ذخیره و پراکنده بودن به صورت نیمه تعطیل و یا بهره برداری محدود مشغول به کار هستند. احداث کارخانه های فرآوری سیار باعث رونق این معادن، ایجاد ارزش افزوده، ایجاد اشتغال در مناطق محروم و بهره برداری مناسب از ذخایر کشور خواهد شد. علاوه بر آن انعطاف پذیری، کاهش هزینه های حمل و نقل مواد خام، نیاز به سرمایه گذاری کم، نصب سریع و آسان و ارتقاء دانش ساخت تجهیزات و معدنکاری نیز از مهمترین مزیت های این واحدهای فرآوری می باشد. یک کارخانه فرآوری سیار برای تولید کنسانتره بنتونیت نیاز به واحدهای سنگ شکنی اولیه (سنگ شکن فکی)، سنگ شکنی ثانویه (سنگ شکن ضربه ای)، جداکننده واسطه سنگین (سیکلون واسطه سنگین یا دایناویرپول)، خشک کنی (خشک کن استوانه ای دوار)، آسیا کنی (آسیای غلطکی)، بسته بندی، تامین انرژی و کنترل و مونیتورینگ دارد که هر کدام می توانند بر روی یک تریلر سوار شوند. مطالعات و بررسی های فنی و اقتصادی نشان می دهد که چنین کارخانه فرآوری سیاری با ظرفیت 200 تن در روز، نیاز به حدود 530 میلیارد ریال سرمایه ثابت و حدود 5/30 میلیارد ریال سرمایه در گردش دارد. همچنین هزینه های عملیاتی سالیانه این طرح نیز حدود 180 میلیارد ریال تخمین زده شده است. با این مشخصات، این طرح دارای دوره بازگشت سرمایه 8/1 سال، ارزش خالص فعلی مثبت و نرخ بازده ای داخلی 48 درصد خواهد بود که از نظر سرمایه گذاری مناسب و مقرون به صرفه است. همچنین مهمترین ریسک های این طرح از نظر سرمایه گذاری شامل فرآیندها عملیاتی، نوسانات نرخ ارز و قیمت ها است. سایر پارامترها این طرح دارای ریسک متوسط و کم می باشند.

    کلید واژگان: بنتونیت, واحد فرآوری سیار, روش واسطه سنگین, ارزیابی اقتصادی طرح معدنی, تحلیل ریسک}
    Hamid Geranian *

    Bentonite is an industrial soil with thousands of applications. Most of the Iranian bentonite mines, especially the mines of South Khorasan province, which is the center of the Iranian bentonite, are operating in a semi-closed or limited operation due to lack of reserves and dispersion. The construction of mobile processing plants will boost these mines, create added value, create jobs in deprived areas and make proper use of the country's reserves. In addition, flexibility, reducing the cost of transporting raw materials, the need for low investment, quick and easy installation and improving the knowledge of equipment manufacturing and mining are also the most important advantages of these processing plants. A mobile processing plant to produce bentonite concentrate requires primary crushing (jaw crusher), secondary crushing (impact crusher), heavy intermediate separator (cyclone or Dyna whirlpool), drying (rotary dryer), grinding (roller mill), packaging, power supply and control and monitoring units, that each of them can be mounted on a trailer. Technical and economic studies show that such a mobile processing plant with a capacity of 200 tons per day requires about 530 billion rials of fixed capital and about 30.5 billion rials of working capital. Also, the annual operating costs of this project are estimated at about 180 billion rials. With these specifications, the plan will have a payback period of 1.8 years, a positive net present value and an internal rate of return of 48%, which is appropriate and cost-effective in terms of investment. Also, the most important risks of this plan in terms of investment include operating processes, exchange rate fluctuations and prices. Other parameters of this plan are medium and low risk>

    Keywords: Bentonite, Mobile processing unit, Heavy media method, Economic evaluation of mining project, Risk Assessment}
  • محمد حسین زاده، محمود حسنلوراد*، سید ابوالحسن نائینی

    گسترش مناطق صنعتی در طی چند دهه گذشته و به دنبال آن افزایش پساب های صنعتی، سبب افزایش آلودگی فلزات سنگین در خاک ها و منابع آب زیرزمینی گردیده است. یکی از مهم ترین فرآیندهای موثر بر سرنوشت آلاینده ها در خاک، جذب آن توسط جاذب های موجود در ترکیب خاک است. از طرفی با توجه به اینکه ملاحظات اقتصادی همواره به عنوان یکی از اصول اساسی در طرح ها مطرح می گردد، استفاده از جاذب های طبیعی و ارزان قیمت مانند زیولیت و رس ها در خاک هایی که در معرض نشت آلاینده های فلزات سنگین قرار دارند، به عنوان یکی از راهکارهای بهسازی معرفی شده است. در این تحقیق به کمک آزمایش های سه محوری تحکیم یافته زهکشی نشده، به بررسی رفتار خاک ماسه حاوی %15 کایولینیت به عنوان خاک پایه به همراه %10 از جاذب های طبیعی غیر خمیری (کایولینیت و زیولیت) و خمیری (بنتونیت) در دو حالت آلوده با فلز سنگین سرب و غیرآلوده پرداخته شده است. نتایج نشان داد افزایش غلظت آلاینده در خاک هایی که جاذب آن دارای خاصیت خمیری کم می باشد، تغییرات ساختاری ایجاد شده در جاذب، به طور متوسط باعث کاهش %20 و 14% درصدی در مقاومت نهایی و زاویه اصطکاک داخلی خاک می شود. با تغییر در نوع کانی جاذب، پارامترهای مقاومتی خاک آلوده روند متفاوتی خواهند داشت، به طوری که افزایش غلظت سرب در خاک حاوی جاذب بنتونیت، منجر به ایجاد ساختار فلوکوله ای و افزایش حدودا 18% درصدی در مقاومت برشی و زاویه اصطکاک داخلی می گردد. چسبندگی در ترکیب خاک و جاذب با خاصیت خمیری کم و زیاد به ترتیب در حدود 30% و 19% افزایش و کاهش می یابد.

    کلید واژگان: ماسه رس دار, نیترات سرب, زئولیت, بنتونیت, آزمایش سه محوری}
    Mohmmad Hossein Zade, Mahmuod Hassanlou Rad *, Seyed Abolhasan Naeini

    In past few decades, the expansion of industrial areas and increasing the effluents has led to increase the contamination of heavy metal in soil and groundwater resources. Adsorption is one of the most important processes that affecting in the leakage of contamination. Prevention the leakage of heavy metal contamination and economic considerations are always one of the basic principles in designs. Thus the use of natural and inexpensive adsorbents ,like clay and zeolite, is feasible procedure for the improvement of contaminated soil. In this study, with triaxial tests, the behavior of mixed sandy clay (base composition) with 10% of different low plasticity (kaolinite and zeolite) and high plasticity (bentonite) adsorbents is studied in both contaminated and uncontaminated states. The results show, as the concentration of lead heavy metal increase in soils with low plasticity adsorbent, the shear strength and internal friction angle decrease by about 20% and 14% respectively. As the type of adsorbent mineral changed, the resistance parameters of contaminated soil show different trend. Increasing the concentration of lead in the soil with bentonite adsorbent, has led to form the flocculation structure and it cause shear strength and internal friction angle increase a bout 18% than uncontaminated state. Also, cohesion in compositions with low and high adsorbent increases and decreases by about 30% and 19%, respectively.

    Keywords: Lead nitrate, Sandy clay, zeolite, Triaxial Test, Bentonite}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال