بررسي دوام و خواص مكانيكي كامپوزيت هاي سيماني حاوي تركيب نانو گرافن اكسايد و پوزولان پوميس در شرايط حمله سولفاتي و كلريدي

كارشناسي ارشد

بتن به عنوان يكي از بادوام‌ترين و در‌دسترس‌ترين مصالح صنعت ساخت، در كنار ويژگي‌هاي مثبت، داراي ضعف‌هاي قابل‌تاملي مانند ضعف در كشش و نفوذپذيري است كه باعث شده محققان در پژوهش‌هاي خود به دنبال حذف يا كاهش ضعف‌ها و در كنار آن ارتقاي خواص مطلوب بتن باشند. اصلي‌ترين جزء تشكيل‌دهنده بتن سيمان است و كامپوزيت‌هاي سيماني عمده خواص خود را از سيمان كسب مي‌كند. اگر بتوان ساختار سيمان و ماتريس زمينه سيماني را دستخوش تغيير مثبت قرار داد، بسياري از ضعف‌هاي كامپوزيت سيماني مرتفع مي‌گردد. نانو صفحات گرافن اكسايد يكي از انواع نانو مواد است كه با داشتن دو ويژگي منحصربه‌فرد يعني مسلح‌كنندگي و سطح ويژه بسيار بالا، در بهبود ضعف كششي كامپوزيت سيماني و اصلاح نانو ساختار آن كه منجر به دوام بيشتر مي‌شود، نقش مفيدي ايفا مي‌كند. اصلي‌ترين چالش در استفاده از گرافن اكسايد كلوخه‌شدگي آن است؛ استفاده از انواع پوزولان يكي از راهكارهاي كاهش كلوخه‌شدگي است. در همين راستا، از پوزولان پوميس در اين پژوهش استفاده شده است تا از اثرات جانبي مثبت آن مانند كاهش مصرف سيمان نيز بهره گرفته شود. براي آن كه مشخص شود كامپوزيت سيماني حاوي تركيب گرافن اكسايد و پوميس از نظر مكانيكي و دوام چگونه عمل مي‌كند، تعدادي طرح مخلوط ملات كه حاوي درصدهاي گوناگون پوميس و مقدار ثابتي از گرافن اكسايد بودند انتخاب شدند و تحت آزمون‌هاي سنجش كارايي، مقاومت فشاري، مقاومت خمشي، تغيير طول در محلول سولفات، مهاجرت تسريع‌شده يون كلريد، جذب آب مويينه و تخلخل‌سنجي گازي قرار گرفتند. نتايج نشان مي‌دهد ملات حاوي تركيب گرافن اكسايد و پوميس مقاومت فشاري و خمشي بيشتر، مقاومت بيشتر در برابر نفوذ يونهاي سولفات و كلريد و همچنين رواني، تخلخل و نفوذپذيري كمتري نسبت به ملات كنترل دارد. ملات حاوي 0.05% درصد گرافن اكسايد و 20% پوميس مي‌تواند مقاومت فشاري و خمشي را به ترتيب 51.2% و 6% افزايش، و انبساط در محلول سولفات، ضريب مهاجرت يون كلريد، جذب آب مويينه و تخلخل را به ترتيب 51.9%، 38%، 48.4% و 79.7% كاهش دهد. با وجود بهبود خواص مكانيكي و دوام، انتظار مي‌رود ميزان بهبود با توجه به ويژگي‌هاي مثبت گرافن اكسايد بيش از اين مقادير باشد. اين به اين معناست كه پوميس اگرچه به پخش‌پذيري گرافن اكسايد كمك نموده است، اما حضور پوميس به تنهايي نمي‌تواند پخش‌پذيري را بهبود بخشد. با اين وجود، نقش پوميس در كاهش مصرف سيمان و افزايش مقاومت مكانيكي و دوام ملات سيماني –هرچند ناچيز- انكارشدني نيست؛ به خصوص كه پوميس يكي از پوزولان‌هاي طبيعي و در دسترس در جغرافياي كشور ايران است.

207555

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران

دكتر سيد سجاد ميرولد - دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم