بررسي تاثير نانو صفحات اكسيد گرافن بر كارايي و دوام بتن خودتراكم

نانو ذرات دوبعدي اكسيد گرافن، به دليل خواص مكانيكي بالا و نيز ساختار دوبعدي كه دارند به عنوان يك افزودني موثر در بهبود خواص مختلف كامپوزيت‌هاي سيماني مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف اين تحقيق شرح مقايسه‌اي اثر اين نانوذرات بر خواص مختلف ملات و بتن خودمتراكم است. در اين تحقيق ابتدا ديسپرسيون نانوذرات اكسيد گرافن در محيط قليايي سيماني مورد بررسي قرار گرفته و سورفكتانت پلي‌كربوكسيلات به عنوان يك فوق‌روان‌كننده مناسب جهت ديسپرسيون يكنواخت و پايدار نانوذرات اكسيد گرافن در محيط سيماني انتخاب گرديد. سپس تاثير اين نانوذرات بر كارايي، مشخصات مكانيكي و نفوذپذيري كامپوزيت سيماني خودمتراكم مشتمل بر ملات خود متراكم و بتن خود متراكم مورد تحقيق و بررسي قرار گرفت. نتايج تحقيقات نشانگر آن بود كه نانوذرات اكسيد گرافن قابليت بهبود خواص مكانيكي و نفوذپذيري كامپوزيت سيماني خودمتراكم را دارند اگر چه افزودن اين نانوذرات موجب كاهش كارايي كامپوزيت سيماني مي‌گردد. گنجاندن % 01/0تا % 06/0 درصد وزني GO در ماتريس سيمان با اثر مثبت بر خواص گزارش شده است افزايش مقاومت در برابر نفوذ مايع و نفوذ الكتريكي پس از آن، كه مي‌تواند نقش مهمي در ممانعت خوردگي فولاد داشته باشد، به توزيع اندازه منافذ بستگي دارد. مي‌توان انتظار داشت كه با اضافه كردن GO به ملات سيمان مقاومت در برابر حمل و نقل مايعات‌، نفوذ و حمله مواد شيميايي‌، نفوذ كلريد و مقاومت كلي در برابر انتقال يون افزايش يابد بهترين درصد براي افزايش اين مقاومت % 01/0 است[1-3] در بحث مقاومت‌هاي مكانيكي، تنها با افزودن 03/0 درصد وزني GOارتقا قابل توجه در استحكام كششي به (% 6/78) مقاومت خمشي به (% 7/60) و مقاومت فشاري به (% 9/38). و در 05/0 درصد از GO در ماتريس سيمان OPC در دوره‌هاي آب رساني مختلف‌؛ مقاومت خمشي به ميزان %41 تا % 59 و مقاومت فشاري % 15 تا % 33 ارتقا تثبيت شده است بعلاوه، تست هاي آزمايشگاهي نشان مي دهد كه % 05/0 GOدر بهبود ساختار خلل و فرج و كاهش تخلخل كل از % 6/32 تا % 2/28 موثرند. اين ذرات در بهبود ميزان هيدراتاسيون سيمان و افزايش چگالي ماتريس سيمان، در راستاي ايجاد يك محصول با دوام ترنيزمانند گرافن عمل مي‌كنند از مهم‌ترين ويژگي‎هاي اين نانوذرات بر ماتريس‎هاي سيماني مي‎توان به بهبود خواص مكانيكي (مقاومت‌هاي خمشي، فشاري)، كارايي، دوام، سرعت هيدراتاسيون، كاهش تخلخل و بهبود ميكروساختار تركيبات سيماني خودتراكم اشاره كرد. اين مواد به دليل سطح ويژه بالايي كه دارند در مقايسه با نانوذرات صفر بعدي يا تك بعدي با درصدهاي پايين‌تري قابليت بهبود خواص ماتريس سيماني مورد نظر را دارند. نتايج اين تحقيق مي‌تواند به كاربرد فناوري نانو در توليد محصولات بتني پربازده‌تر و دوستدار محيطزيست كمك كند.

191583

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي اله وردي

سازه

دكتر اصغر حبيب نژاد كواريم