بررسي تاثير افزودني هاي نانوسيليس و متاكائولن بر خواص مكانيكي، شيميايي و ريزساختاري ملات هاي حاوي سيمان پرتلند

كارشناسي ارشد

به منظور كاهش مشكلات زيست محيطي توليد كلينكر سيمان پرتلند كه باعث خروج مقادير CO2 زياد از كوره مي¬شود، طرح جايگزيني بخشي از سيمان پرتلند با موادي كه خود داراي خاصيت چسبندگي كم هستند يا اصلا خاصيت چسبندگي ندارند ولي مي¬¬توانند با Ca(OH)2 حاصل از هيدراته شدن فازهاي اصلي سيمان واكنش كنند مطرح شد. در اين پروژه بررسي جايگزيني بخشي از سيمان با متاكائولن¬هاي مختلف و همچنين نانوسيليس مطرح گرديد. دو نوع كائولن با نام¬هاي كائولن كاشمر ايراني و كائولن A301S خارجي و دو نوع بال¬كلي به نام¬هاي بال¬كلي ايراني آباده از نوع Spv1 و بال¬كلي Claymot خارجي انتخاب شدند ابتدا مواد اوليه فوق از نظر شيميايي و مينرالي مورد بررسي قرار گرفتند پس از رسم نمودارهاي آناليز حرارتي افتراقي و آناليز وزن¬سنجي(DTA/TG) دماي كلسيناسيون كائولن¬ها و بال¬كلي¬ها 700°C تعيين شد. متاكائولن¬هاي حاصل از نظر الگوي پراش اشعه ايكس(XRD) و همچنين تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) مورد بررسي قرار گرفتند كه نتايج حاكي از تشكيل احتمالي متاكائولن بود. فعاليت پوزولاني متاكائولن¬هاي فوق با مخلوط كردن آن¬ها با 2Ca(OH) و ساخت خمير مربوطه و عمل¬آوري 7 و 28 روز آن و سپس آناليز حرارتي خميرهاي فوق مورد بررسي قرار گرفت. كاهش ميزان پيك گرماگير در حوالي دماي 500 تا 700 درجه سانتي¬گراد نشان¬دهنده ميزان عملكرد پوزولان مي¬باشد كه بر اين اساس براي متاكائولن خارجي A301S فعاليت پوزولاني 5/75 % پس از 28 روز بدست آمد كه فعال¬ترين متاكائولن از اين نظر از بين متاكائولن¬هاي مورد مطالعه بود. براي بررسي بيشتر خاصيت پوزولاني استحكام ملات¬هاي حاوي سيمان پرتلند + 30 % جايگزيني متاكائولن به جاي سيمان و ماسه استاندارد با نسبت ماسه به چسب(سيمان¬ پرتلند+ متاكائولن+نانوسيليس) برابر سه در زمان¬هاي 7 ، 28 و 90 روز عمل¬آوري مورد مطالعه قرار گرفت كه نتايج اين قسمت حاكي از عملكرد بهتر متاكائولن حاصل از بال¬كلي Claymot بود كه شاخص فعاليت استحكام 85% را در 28 روز نشان داد سپس خميرها و ملات¬هاي حاوي نانوسيليس يا نانوسيليس+ متاكائولن مورد بررسي قرار گرفت. متاكائولن¬هاي انتخابي براي اين مرحله متاكائولن¬هاي claymot و متاكائولن كاشمر بود. در مجموع استفاده از نانوسيليس به تنهايي هم از نظر ميزان افزايش استحكام و هم از نظر مصرفCa(OH)2 عملكرد بهتري نسبت به مخلوط متاكائولن+نانوسيليس داشت. در قسمت سوم كار، براي بررسي مقاومت شيميايي، ليچينگ كلسيم نمونه¬ها در محلول آمونيوم نيترات در 21 و 42 روز انجام گرفت و با روش¬هاي SEM و استحكام فشاري بررسي شد. نتايج؛ اصلاح ملات سيمان توسط نانوذرات سيليس را نشان داد. حضور نانوسيليس باعث كاهش سرعت اين پديده مي¬شود و استحكام را در روزهاي اوليه (21 روز) به خوبي حفظ مي¬كند و ملات حاوي تركيب دو افزودني نانوسيليس و متاكائولن Claymot كمترين كاهش استحكام را در 21 روز نشان داد.

189877

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي اله وردي

سراميك

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر جعفر جوادپور