تاثیر مصالح سنگی آلوده به آلاینده‌های آلی از منظر ریزساختار بر پارامتر‌های مقاومتی و دوام بتن

فعالیت در بخش‌های مختلف صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها، طیف گسترده‌ای از آلودگی‌های آلی را به محیط‌زیست وارد کرده است. امروزه آلودگی مصالح سنگی در اثر نشت نفت خام یا فرآورده‌های نفتی به‌طور عمدی یا سهوی افزایش‌یافته است و به‌عنوان یک نگرانی زیست‌محیطی بزرگ در سراسر جهان شناخته‌شده است. از سوی دیگر در بسیاری از پروژه‌های عمرانی و ژئوتکنیکی نیاز به تثبیت مصالح سنگی آلوده به مواد آلی توسط سیمان است. در این مقاله، تاثیر مصالح سنگی آلوده به نفت خام و گازوئیل بر فرآیند هیدراتاسیون سیمان، از منظر ریزساختاری و ویژگی‌های مکانیکی بررسی‌شده است. در این پژوهش حدود 90 نمونه بتنی حاوی مصالح سنگی آلوده ساخته و ارزیابی‌شده است. نمونه‌ها به مدت 6 ماه در حوضچه آب شرب نگهداری شدند و آزمایش‌های مقاومت فشاری و درصد جذب آب در سنین 1، 3، 7، 28، 90 و 180 روز روی آزمونه‌ها انجام شده است. برای بررسی ریزساختاری از آزمایش تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (sem) و برای تجزیه‌وتحلیل ساختاری از آزمایش طیف‌سنجی پراش انرژی پرتوایکس (edx) استفاده‌شده است. همچنین آزمایش پراش پرتوایکس (xrd) برای بررسی تشکیل محصولات هیدراتاسیون، تاثیر آلاینده‌های آلی بر فرآیند هیدراتاسیون و محصولات هیدراتاسیون و آنالیز ساختار بلورین مواد انجام‌شده است. بر اساس نتایج حاصل‌شده مقاومت فشاری نمونه حاوی مصالح سنگی آلوده به نفت خام و گازوئیل بعد از گذشت 90 روز نسبت به نمونه شاهد به ترتیب حدود 47٪ و 31٪ کاهش یافته است و مقاومت فشاری نمونه از mpa 36 به mpa 19 و mpa 25 رسیده است.از سوی دیگر میزان درصد جذب آب و ضریب نفوذپذیری در نمونه های آلوده افزایش یافته است. درواقع بر اساس تصاویر sem, ، xrd و نتایج edx استفاده از مصالح سنگی آلوده به آلاینده های آلی در بتن با افزایش تولید اترینگایت و کاهش نانو ساختار c-s-h باعث کاهش مقاومت فشاری و دوام بتن و افزایش جذب آب و نفوذپذیری در بتن شده است

the effect of organic contaminants on the microstructure-based mechanical and durability parameters of concrete containing polluted aggregate materials

industrial activities in various sectors, such as the petrochemical and refinery industries, have introduced a wide range of organic pollutants into the environment. pollution of aggregate materials intentionally or unintentionally with crude oil or petroleum products has become a significant global environmental concern. conversely, the stabilization of aggregate materials contaminated with organic substances using cement is necessary in many geotechnical projects. this study examines the impact of aggregate materials contaminated with crude oil and diesel on the cement hydration process from both microstructural and mechanical properties. around 90 concrete samples containing polluted aggregate materials were prepared and evaluated in this research. the samples were submerged in drinking water tanks for 6 months, and compressive strength tests and water absorption percentage tests were conducted on the samples at ages of 1, 3, 7, 28, 90, and 180 days. scanning electron microscopy (sem) was utilized for microstructural analysis, while energy dispersive x-ray spectroscopy (edx) was employed for structural analysis. x-ray diffraction (xrd) analysis was also performed to investigate the formation of hydration products, the influence of organic pollutants on the hydration process and products, and the analysis of material crystal structure. the results indicated that the compressive strength of samples containing aggregate materials contaminated with crude oil and diesel decreased by approximately 47% and 31% after 90 days compared to the control sample, with compressive strengths reducing from 36 mpa to 19 mpa and 25 mpa, respectively. additionally, water absorption percentage and permeability coefficient increased in the polluted samples. sem images, xrd analysis, and edx results revealed that the utilization of aggregate materials contaminated with organic pollutants in concrete led to increased ettringite production, decreased nanostructure of calcium silicate hydrate (c-s-h), reduced compressive strength and durability of concrete, and increased water absorption and permeability in the concrete.