بررسي تاثير نانوذرات اكسيد گرافن بر ويژگي حرارتي كامپوزيت هاي سيماني

كارشناسي ارشد

هدايت حرارتي يكي از پارامترهاي كليدي و مهم در مشخص كردن توانايي بتن در انتقال حرارت است. بتن با هدايت حرارتي كم براي عايق بندي ساختمانها مفيد است درحاليكه بتن با هدايت حرارتي بالا براي كاهش گراديان حرارتي مفيد است. تنشهاي حرارتي كه به علت گراديان حرارتي به وجود ميآيد ممكن است باعث تأثير منفي بر مشخصات مكانيكي بتن شود. به عنوان مثال، پلها به علت تفاوت دمايي سطوح بالا و پايينشان ممكن است دستخوش اين تنشها شوند و لذا بتن با هدايت حرارتي بالا در ساخت پلها و سازههاي مرتبط ميتواند كاربرد داشته باشد و در بتنريزيهاي حجيم از جمله در سدهاي بتني، بتن با هدايت حرارتي بالا ميتواند از تركهاي ناشي از حرارت هيدراتاسيون سيمان بكاهد. در تحقيقات گذشته تأثير افزودنيهاي ميكرو مقياسي چون خاكستر بادي و سرباره كوره آهنگدازي جهت بهبود عملكرد حرارتي بتن مورد ارزيابي و تحقيق قرار گرفته است. اما نگاه خاصي به استفاده از نانوذرات نوظهوري چون اكسيد گرافن با مشخصات مكانيكي منحصر به فرد و خواص حرارتي ايدهآل صورت نگرفته است. لذا در اين تحقيق تأثير عملكرد نانوذرات اكسيد گرافن بر عملكرد حرارتي كامپوزيت سيماني بررسي شده است. نانوذرات اكسيد گرافن به ميزان 0.02 ، 0.04 و 0.06 درصد وزني سيمان به ملات ماسه سيمان اضافه شده و تأثير آن بر كارايي، خواص مكانيكي، نفوذپذيري، ريزساختار و خواص حرارتي مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايشها نشانگر آن بود كه افزودن نانو ذرات اكسيد گرافن با درصدهاي 0.02 ، 0.04 و 0.06 به ترتيب 5% ، 19% و 17% افزايش مقاومت خمشي 13% ، 18% و 17% افزايش مقاومت فشاري و 4% ، 48% و 28% افزايش هدايت حرارتي را موجب گرديد. همچنين نفوذپذيري و جذب آب نمونههاي حاوي نانوذرات اكسيد گرافن از نمونه شاهد فاقد اين نانوذرات كمتر بود. بررسي ريزساختار ملات ماسه سيمان بيانگر آن بود كه نانوذرات اكسيد گرافن با ايجاد كانونهاي هستهزايي محصولات هيدراتاسيون بيشتر و متراكمتري را ايجاد ميكنند كه ميتواند مانع توسعه تركها در ملات شده و همچنين تخلخل آن را كاهش دهد. نتايج اين تحقيق ميتواند به كاربرد نانوذرات در توليد بتنهاي كاراتر و پربازدهتر كمك كرده و زمينه بهرهمندي از فناوري نانو را در صنعت ساخت و ساز فراهمتر كند. واژههاي كليدي: كامپوزيت سيماني، اكسيد گرافن، هدايت حرارتي ، مشخصات مكانيكي.

190428

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر صادق صادق زاده

سازه

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم