اثر تركيبي نانو گرافن‌اكسايد و پوزولان پوميس بر خواص مكانيكي و نفوذپذيري كامپوزيت سيماني

كارشناسي ارشد

با افزايش كاربرد نانو ذرات در علوم مختلف به‌كارگيري افزودني‌هاي نانو مقياس در محيط سيماني موردتوجه محققين قرارگرفته است. نكته قابل‌توجه در مورد اين نانو ذرات اين است كه اگر با روش مناسب پخش‌شدگي به كار گرفته نشوند نمي‌توانند موجب بهبود خواص كامپوزيت سيماني گردند. يكي از نانو ذراتي كه اخيراً موردتوجه محققين قرارگرفته است گرافن‌اكسايد مي‌باشد. ازجمله خواص گرافن‌اكسايد مي‌توان به سطح ويژه خيلي زياد، مقاومت كششي و مدول الاستيسيته بالا، خواص الكتريكي و حرارتي عالي آن اشاره كرد كه متعاقباً موجب كاربرد فراوان آن در كامپوزيت سيماني گرديده است. اما استفاده از روش مناسب براي پخش يكنواخت گرافن‌اكسايد در محيط سيماني بسيار مهم است، چراكه باوجود آب‌دوست بودن گرافن‌اكسايد و توانايي بالاي آن در پخش شدن در آب، اين نانوماده در محلول حاصل از سيمان هيدراته شده كه اساساً شامل يون‌هاي قليايي از جمله پتاسيم، سديم و كلسيم هست و درجه قلياييت بالايي هم دارد، تمايل شديدي براي كلوخه شدن از خود نشان مي‌دهد. با توجه به فرآيند پخش‌شدگي گرافن‌اكسايد كه علاوه بر وقت‌گير و هزينه‌بر بودن حتي مي‌تواند موجب آسيب رساندن به شبكه ورقه‌هاي گرافن شود، رفع مشكل كلوخه شدن اين نانوذره از اهميت فراواني برخوردار است به‌نحوي‌كه استفاده نكردن از روش پخش‌شدگي مناسب اين نانو ذرات حتي مي‌تواند سبب ايجاد نقاط ضعف در كامپوزيت حاصل و نتيجتاً كاهش مقاومت گردد. با توجه به اهميت اين موضوع، در تحقيق حاضر از تركيب همزمان نانو صفحات گرافن‌اكسايد و پوزولان پوميس براي بهبود پخش‌شدگي نانو صفحات گرافن‌اكسايد در محيط سيماني و در نتيجه بهبود خواص كامپوزيت سيماني استفاده شده است. در اين تحقيق ابتدا تأثير دو عامل يون‌هاي آزاد و درجه قلياييت بتن تازه به‌عنوان عواملي كه مي‌توانند موجب ايجاد و يا تشديد پديده كلوخه شدن شوند موردبررسي قرارگرفته است و سپس آزمايش‌هاي خواص مكانيكي و نفوذپذيري بر روي كامپوزيت سيماني حاوي اين دو افزودني انجام شده است. نمونه‌هاي كامپوزيت سيماني با درصد مشاركت 0.02 و 0.04 گرافن‌اكسايد به همراه 10، 15 و 20 درصد پوزولان پوميس و طبق مقالات معتبر و طرح مخلوط استاندارد تهيه شده و از آزمايش‌هاي ميز جريان، گيرش، ميني اسلامپ، مقاومت فشاري، مقاومت كششي، مقاومت خمشي، نرخ جذب مويينگي، مقاومت الكتريكي و تخلخل‌سنج استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه پوزولان پوميس در محيط سيماني و همزمان با واكنش هيدراتاسيون موجب متعادل نگه داشتن قلياييت و مانع از بالا رفتن PH محيط ميگردد و از اين طريق موجب بهبود پخش‌شدگي گرافن اكسايد در محيط سيماني ميگردد. در ادامه طبق آزمايش هاي ملات تازه ميتوان گفت گرافن اكسايد كارايي و گيرش اوليه كامپوزيت را بدليل فعاليت خيلي بالا و سطح ويژه بالا كاهش ميدهند همچنين كامپوزيت‌هاي حاوي تركيب 0.04 درصد گرافن‌اكسايد و 15 درصد پوزولان پوميس موجب افزايش 27 و 22 درصدي مقاومت فشاري، 39 و 44 درصدي مقاومت خمشي، 22 و 25 درصدي مقاومت كششي،27 و 18 درصدي مقاومت الكتريكي در سنين 28 و 90 روزه، كاهش 20 درصدي تخلخل نمونه در سن 90 روزه و كاهش 24 و 17درصدي نرخ جذب مويينه،18 و 16درصدي جذب حجمي آب در سنين 28و 90 گرديده است.

193894

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

دكتر حبيب نژاد - دكتر سيد سجاد ميرولد