عنوان پایان‌نامه
طرح اختلاط بتن متخلخل جهت حذف آلاینده های فلزی آب
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1319;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69854
- تاریخ دفاع
- ۲۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- علی یوسفی
- استاد راهنما
- عبدالرضا کرباسی, علیرضا پرداختی
- چکیده
- با افزایش جمعیت و تمرکز آن در نقاط شهری، وسعت شهرها روبه فزونی رفته و اراضی طبیعی به سطوح نفوذناپذیر شهری تبدیل می شوند. سطوح نفوذ ناپذیر از جذب طبیعی بارش توسط زمین جلوگیری کرده و موجب ایجاد جریان آب در شهر می گردند. این جریان آب، رواناب شهری نامیده شده و علاوه بر ایجاد مشکلات فراوان برای شهرنشینان موجب مشکلات زیست محیطی نیز می گردد. در حالی که می توان به رواناب به عنوان یک فرصت نگاه کرد و به عنوان یک منبع آب استفاده گردد. بتن متخلخل یکی از بهترین راهکارهای مدیریتی برای کنترل حجم و کیفیت رواناب شهری بوده که در تحقیق حاضر، طرح اختلاط این بتن جهت کاهش آلاینده های فلزی مس و نیکل و کاربرد این بتن به عنوان کفپوش پیاده رو مورد بررسی قرار گرفته است. در فاز اول با طرح آزمون فاکتوریل کسری با هفت فاکتور در دو سطح به بررسی تاثیر اجزای طرح اختلاط بر حذف فلزات مس و نیکل از محلول ساختگی پرداخته شد و با نرم افزار آماری Minitab 17 بهینه ترین طرح انتخاب گردید. در فاز دوم تاثیر افزودنی های زئولیت طبیعی، اکسید آهن و فوق روان کننده بر درصد حذف فلزات مس و نیکل، نفوذپذیری و هزینه، بررسی و با استفاده از روش RSM بهینه ترین طرح اختلاط انتخاب شد. نتایج حاکی از افزایش درصد حذف مس و نیکل توسط طرح اختلاطی بود که دارای حداکثر مقدار سنگدانه پامیس، میکروسیلیس و زئولیت با حداقل مقدار نسبت آب به سیمان و عیار سیمان بود. فوق روان-کننده بر پایه پلی کربوکسیلات تاثیر معنا داری در حذف یون مس و نیکل نداشت در حالیکه دو ماده زئولیت و اکسید آهن در حذف مس و نیکل تاثیر معنا داری داشته و در کل حذف مس توسط بتن متخلخل بیشتر از نیکل بود. در ادامه فاز های اول و دوم، آزمایش راستی آزمایی طرح منتخب (نسبت آب به سیمان 25/0، نسبت سنگدانه به سیمان 4، عیار سیمان 100 کیلوگرم بر مترمکعب بتن، میکروسیلیس 05/5 درصد وزن سیمان، زئولیت 5.45 درصد وزن سیمان، اکسیدآهن 5/0 درصد وزن سیمان، فوق روان کننده 11/0 درصد وزن سیمان با سنگدانه پامیس بین الک نمره4 و "8/3) انجام شد که نتایج آن حاکی از 5/84% حذف مس، 69% حذف نیکل با نفوذپذیری 6/1 سانتی متر بر ثانیه و مقاومت فشاری 2 مگا پاسکال، درصد تخلخل 30%، وزن مخصوص 1505 کیلوگرم بر متر مکعب و هزینه ساخت 260 هزار تومان به ازای هر مترمکعب، بود. در فاز سوم بر اساس نتایج بدست آمده مانند نفوذپذیری ب
- Abstract
- Due to the the world population increase and its focus on urban areas ,cities are expanding and the natural lands are changing into developed lands or impermeable surfaces. Impermeable surfaces prevent the rainfall to infiltrate into ground and cause water flow on the ground surface named urban runoff. Urban runoff causes many problems for citizens and is one of the reasons for environmental pollutions while it could be seen as an opportunity and be utilized as a water resource. Pervious Concrete (PC) is one of the Best Management Practices (BMPs) for controlling the volume and improving the quality of runoff. The aim of this research was to investigate the PC mixture and its evaluation as a pavement .Thus, in the first phase the effect of mix design on the removal of Cu and Ni from aqueous solution was investigated. For this purpose , a fractional factorial experiment was used and the results were analysed and optimized by using Minitab 17 software. Subsequently, in the second phase, appropriate amounts of natural zeolite, iron oxide and superplasticizer were optimized by Response Surface Methodology (RSM), with the goal of maximizing Cu and Ni removal as well as increasing permeability and minimizing the cost of concrete construction. The results indicated that the increase of heavy metals removal is due to the use of pumice aggregate, silica fume and zeolite in the mixture of PC with minimum W/C and cement content. Superplasticizer (P-value>0.05) has no significant effect on Cu and Ni removal while zeolite and iron oxide (P-value<0.05) are the effective factors on Cu and Ni removal. Then the optimum mixture which included pumice aggregate (grain size between No. #4 ~ No. 3/8" sieve), W/C (0.25), A/C (4), 100 Kg portland cement per cubic meter of concrete, silica fume (5.05 percentage of cement weight), zeolite (5.45 percentage of cement weight), iron oxide (0.5 percentage of cement weight), and superplasticizer (0.11 percentage of cement weight).) were used f
