تحقیق بررسی اثرآلودگی هوا بر انحلال و زوال پذیری نمونه هایی از سنگ های ساختمانی

Word 528 KB 35432 11
مشخص نشده مشخص نشده محیط زیست - انرژی
قیمت قدیم:۲,۰۰۰ تومان
قیمت: ۱,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • چکیده

    یکی از مشکلات ناشی از آلودگی هوا، بارش بارانهای اسیدی است. سولفات (SO4)  و نیترات (NO3)  از آلایندههای شاخص اتمسفرهای شهری هستند که در اثر ترکیب شدن با یونهای هیدروژن محلولهای اسید سولفوریک و اسید نیتریک را تشکیل میدهند که از عوامل مهم در انحلال و زوالپذیری سنگهای ساختمانی هستند. در این تحقیق به منظور ارزیابی اثر آلودگی هوا بر انحلال سنگهای ساختمانی، آزمایش دوام وارفتگی Slake Durability Test  در محلولهای اسید سولفوریک و اسید نیتریک با PH=5 ,PH=3  و آب شرب تا 15 چرخه انجام شده است. مقایسه نتایج شاخص دوام وارفتگی نشان میدهد که اسید سولفوریک اثر انحلالی بیشتری نسبت به اسید نیتریک داشته است. همچنین با کاهش PH هر کدام از این اسیدها، انحلال نمونهها بیشتر شده است. علاوه بر این، نتایج نشان میدهد نمونههای با ترکیب سیلیکاته در برابر این اسیدها مقاوم و نمونههای کربناته نامقاوم هستند

    ، کلمات کلیدی: اسید سولفوریک، اسید نیتریک، PH، شاخص دوام وارفتگی

     

    مقدمه

    مصالح سنگی یکی از مصالح پر مصرف در ساختمانسازی و کارهای عمرانی هستند. این مصالح به عنوان

    سنگ نما در قسمتهای داخلی و بیرونی ساختمان، سنگ کف و پلکان، سنگفرش خیابان و پیادهروها، دیوار و

    شالودهها، کارهای معماری و غیره مورد استفاده قرار میگیرند. سنگهایی که به عنوان نما در بیرون از ساختمان

    استفاده میشوند با توجه به شرایط اقلیمی حاکم بر منطقه، به دلیل اینکه در معرض عوامل مختلف محیطی مانند

    بارانهای اسیدی قرار دارند بعد از مدتی کارایی و دوام خود را از دست میدهند . بنابرین لازم است تأثیر این

    عامل روی سنگهای مختلف بررسی شود و مناسبترین سنگ از لحاظ دوام و مقاومت پیشنهاد شو د . یکی از مشکلات حاصل از آلودگی هوا، بارش بارانهای اسیدی است. باران اسیدی هنگامی به وجود میآید که PH باران بر اثر حل شدن گازهایی مانند دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن کاهش یافته و به مقدار کمتر از 5 برسد (Winkler, 1994, Bell, 2004). سولفات (So4) و نیترا ت (NO2)  از آلایند ههای شاخص اتمسفرهای شهری هستند که در زوالپذیری بناهای تاریخی و ساختمانها نقش مهمی را دارند (Zappia et al,2008). در اثر ترکیب شدن سولفات و نیترات با یونهای هیدروژن محلولهای اسید سولفوریک (H2SO4)  و اسید نیتریک (HNO3)  تشکیل میشوند که به عنوان یکی از عوامل مهم در انحلال و تجزیه سنگهای ساختمانی هستند (Winkler, 1994) . سولفات قدرتمندترین خورنده برای بیشتر سنگها و مصالح ساختمانی است که به صورت باران اسیدی (Acid Rain) یا ریزش خشک(Dry fallout) در سطح مواد رسوب و با آنها واکنش میدهد. نیترات در حضور اکسید کنندهها باعث تشکیل اسید نیتریک میشود.  Moreiras et al(2008)  بیان کردند که در شهرهای بزرگ صنعتی به دلیل وجود آلایندههایی مانند اکسیدهای گوگرد و نیتروژن، منو اکسید کربن و دی اکسید کربن، این آلایندهها با سنگها واکنش میدهند و باعث تجزیه و زوال پذیری آن ها می شوند.. Baedecker et al (1992)  نشان دادند هنگامی که آهک و مرمر تحت تأثیر بارانهای اسیدی قرار میگیرند انحلال نمونههایی که تخلخل بالاتری داشتهاند، بیشتر بوده است. نقل از .(Bravo et al,2006)

    اسید سولفوریک طبق معادله زیر با کربنات کلسیم واکنش میدهد و باعث حل شدن کربنات کلسیم و موجب  تشکیل ژیپس میشود رابطه (1) .(Zappia et al, 1998, Giavarini et al, 2008)

    رابطه (1)  H2SO4 + CaCO3 + H2O → CaCO4 .H2O + CO2

     

    واکنش اسید نیتریک با کربنات کلسیم به صورت معادله زیر است رابطه (2). .(Bravo et al, 2006)

    رابطه (2)  2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

    در این تحقیق 14 نمونه سنگ ساختمانی با منشاءهای مختلف تهیه و بعد از آمادهسازی مقاطع نازک، ترکیب

    کانیشناسی آنها در زیر میکروسکوپ پلاریزان مورد مطالعه قرار گرفته شده است. به منظور بررسی دوام نمونهها

    در برابر محلولهای اسید سولفوریک و اسید نیتریک و همچنین مقایسه اثر انحلالی هر یک از این اسیدها آزمایش دوام وارفتگی مطابق استاندارد ISRM( 1981) ISRM تا 15 چرخه در هر یک از این محلولها با PH=5 ،PH=3 و همچنین آب شرب با PH=7.3   انجام شد. در نهایت شاخص دوام وارفتگی (Slake Durability Index)  در چرخه  15 Id15))  برای هر کدام از این اسیدها در PH های  مختلف و آب شرب محاسبه و نتایج با هم مقایسه شده اند.

    بررسی های سنگشناسی

     

    مطالعات پتروگرافی نه تنها اطلاعاتی در مورد ترکیبشناسی و منشاء سنگ میدهند، اما همچنین در

    ارزیابی دوام و پتانسیل انحلالپذیری و تجزیه سنگها در برابر محلولهای اسیدی، نیز یک ابزار مهم است

    .(Dreesen & Dusar, 2004) دوام سنگ در برابر این محلولها به مقدار زیادی به پارامترهای ذاتی سنگ از جمله کانیشناسی بستگی دارد. طبیعی است که سنگها به دلیل دارا بودن ترکیب کانیشناسی متفاوت، دوامهای

    متفاوتی در برابر این محلولها از خود نشان میدهند. در این تحقیق با تهیه مقطع نازک از نمونهها، ترکیب

    کانیشناسی آنها در زیر میکروسکوپ پلاریزان مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آن در جدول ( 1) آورده شده

    است.

    آزمایش دوام وارفتگی در محلولهای اسیدی و آب شرب

     به منظور بررسی اثر انحلالی محلو ل های اسید سولفوریک  (H2SO4)  و اسید نیتریک (HNO3)  روی نمونهها آزمایش دوام وارفتگی Slake Durability Test) ) مطابق استاندارد ISRM (1981)  تا 15 چرخه در هر یک از این محلولها با PH=5 ،PH=3  و همچنین آب شرب با PH=7.3  انجام و شاخص دوام وارفتگی در چرخه (Id15) 15 برای هر یک از نمونهها محاسبه شد. شکل های (1) و (2)   شاخص دوام وارفتگی نمونهها در چرخه 15  (Id15) محلولهای اسید سولفوریک و اسید نیتریک با PH=5 ،PH=3   و آب شرب با PH=7.3  را نشان می دهد . با مقایسه شاخص دوام وارفتگی (Id15)  در آب شرب با اسید سولفوریک و اسید نیتریک مشاهده می شود که نمونههای با ترکیب سیلیکاته در برابر این اسیدها مقاوم و نمونه های با ترکیب کربناته نامقاوم هستند. همچنین با کاهش   PH،  شاخص دوام وارفتگی نمونه های کربناته کاهش مییابد. این موضوع نشان دهنده افزایش اثر انحلالی هر یک از این اسیدها با کاهش PH است. نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج به دست آمده توسط Gupta & Ahmed (2007)  که اثر  PH  آب و ویژگیهای کانیشناسی روی دوام وارفتگی سن گ هایی با منشاءهای مختلف را مورد بررسی قرار دادند مطابقت دارد. نتایج این محققین نشان داد که سنگ های غنی از

    کربنات کلسیم و منیزیم به طور شدیدی تحت تأثیر محلولهای اسیدی قرار میگیرند و سنگهای غنی از کوارتز، فلدسپات و مسکوویت مستقل از PH محلول آزمایش هستند. همچنین سنگهای ریز دانه در مقایسه با سنگ های درشت دانه بیشتر مستعد زوالپذیری در آزمایش دوام وارفتگی هستند

    4- مقایسه اثر انحلالی اسید سولفوریک و اسید نیتریک

    در شکلهای (3) و (4)   اثر انحلالی اسید سولفوریک و اسید نیتریک در PH های مختلف برای نمونههای کربناته با هم مقایسه شده است. همانطور که مشاهده میشود شاخص دوام وارفتگی این نمونهها در اسید سولفوریک نسبت به اسید نیتریک با PH های  یکسان کمتر است که نشان دهنده بیشتر بودن اثر انحلالی اسید سولفوریک است. همچنین با کاهش PH اختلاف بین شاخص دوام وارفتگی نمونهها در این دو اسید افزایش مییابد

  • فهرست:

    ندارد
     

    منبع:

     

    .، وست.، هالر.، (1380) "مبانی شیمی تجزیه"  ترجمه ویدا توسلی و همکاران، جلد اول، چاپ چهارم، تهران، مرکز نشر جهاد دانشگاهی.

    Bell, F.G., (2004), “Engineering Geology and Construction”, Frist Edition, Spon Press.

    Bravo, A., Soto A, R., Sosa E, R., Sanchez A, P., Alarcon J, A.L., Kahl, J., Ruiz B., (2006), “Effect

    of acid rain on building material of the El Tajin archaeological zone in Veracruz, Mexico”,

    Environmental Pollution 144, pp 655-660.

    Dreesen, R., Dusar, M., (2004), “Historical building stones in the province of Limburg (NE

    Belgium): role of petrography in provenance and durability assessment”, Materials

    Characterization 53, pp 273– 287.

    Giavarini, C., Santarelli, M.L., Natalini, R., Freddi, F., (2008), “A non-linear model of sulphation

    of porous stones: Numerical simulations and preliminary laboratory assessments”, Journal of

    Cultural Heritage 9, pp 14-22.

    Gupta, V., Ahmed, I., (2007), “The effect of pH of water and mineralogical properties on the slake

    durability (degradability) of different rocks from the Lesser Himalaya, India”, Engineering

    Geology 95, pp79-87.

    I.S.R.M. Rock characterization., (1981), In: Brown ET, editor. Testing and monitoring - ISRM

    suggested methods. Oxford, UK: Pergamon Press,; 211p.

    Moreiras, S., Paraguassu, A., Ribeiro, R., (2008), “Dimension stone for building fac¸ades:

    methodology for structural design”, Bull Engineering Geology Environmental 67, pp 53-57.

    Winkler, E. M., (1994), “Stone in Architecture”, Thired Edition, Springer-Verlag , Printed in

    Germany.

    Zappia, G., Sabbioni, C., Riontino, C., Gobbi, G., Favoni, O., (1998), “Exposure tests of building

    materials in urban atmosphere”, The Science of the Total Environment 224, pp 235-244.

با پيشرفت فناوري و رشد چشمگير شهر نشيني در دهه هاي اخيرشاهد تغييراتي جدي در وضع آب و هواي کره زمين و بخصوص در مناطق شهري بوده و هستيم. يکي از پديده هايي که در سال هاي اخير مورد توجه محققين بوده است، آلودگي هاي شهري و اثرات ناشي آز آن بوده است. باران

چکیده با پیشرفت فناوری و رشد چشمگیر شهر نشینی در دهه های اخیرشاهد تغییراتی جدی در وضع آب و هوای کره زمین و بخصوص در مناطق شهری بوده و هستیم. یکی از پدیده هایی که در سال های اخیر مورد توجه محققین بوده است، آلودگی های شهری و اثرات ناشی آز آن بوده است. باران های اسیدی و اثرات مخرب آن یکی از مسائلی است که خسارات زیادی را متوجه محیط زیست بشر نموده است. این صدمات بیشتر ناشی از ورود ...

آلودگي هوا و باران هاي اسيدي مقدمه: يکي از مشکلات جدي محيط زيست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگير است، باران اسيدي مي‌باشد. باران اسيدي به پديده‌هايي مانند مه اسيدي و برف اسيدي که با نزول مقادير قابل توجهي اسيد از آسمان همراه هستند، اط

واحد هاي قديم مجتمع : براي اولين بار در سال 1338 اقدام به احداث يک کارخانه کود شيميايي در مرودشت شيراز گرديد که سرمايه آن بالغ بر 2900 ميليون ريال بوده است اين کارخانه در سال 1342 مورد بهره برداري قرار گرفت و در سال 1344 به شرکت ملي صنايع پ

باران اسیدی چیست؟ یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در دو دهه اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیت‌های کارخانه‌ها میزان دی‌اکسید گوگرد و دی‌اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت‌های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت ...

مقدمه : باران یکی از لازمه های اساسی حیات است . آبی که از باران به دست می آید اساس بقای حیات موجودات زنده روی زمین است . این آب برای آبیاری محصولات کشاورزی تامین غذای مصرفی خودمان و نیز حیواناتی که از گوشت و شیرشان استفاده می کنیم به کار می رود . هر چند باران باران در حالت طبیعی خاصیت اسیدی دارد . اما میزان اسیدیته آن توسط آلودگیهای ناشی از کارخانه ها نیروگاهها خودروها و خانه ها ...

مقدمه : بتن در 80 سال گذشته در بسیاری از رشته های ساختمانی کاربرد داشته و با عمر مفید طولانی خود، مصالح با دوامی را به اثبات رسانده است. به هر حال بتن در پروژه های صنعتی بکار برده شده و در معرض شرایط بسیار سخت محیطی قرار گرفته و صدمات ساختاری و کاربردی را در طول عمر خود نشان داده است، که این صدمات از 3 منبع اصلی سرچشمه گرفته اند شامل : 1- پروژه های صنعتی که عموماً توسط طراحان ...

معدن آهنگران ملاير از معادن سرب و نقره کشور مي باشد که از سال 1337 توليد سرب و نقره در اين معدن شروع شده است و در سال 1351 يک کارخانه فلوتاسيون با ظرفيت توليد 3000 تن کنسانتره در سال احداث شده است. با توجه به کار کارخانه در طول 20 سال ذخيره باط

سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده‌است. سنگ یا خاک از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده‌است. در مقابل خاک توده‌ای از ذرات با دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ‌ها و به طور برجا تشکیل شده‌است. لیکن در ...

چدنهاي آلياژي پرسيليسم مقاوم به خوردگي مقدمه چدنهاي آلياژي به خانواده‌اي از چدنهاي خاکستري، با گرافيک کروي و سفيد گفته مي‌شود که محتوي مقادير بالائي از عناصر آلياژي (3 تا 40%) هستند. اگر چه اين خانواده از چدنها داراي خواس فيزيک

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول