بررسي خواص مكانيكي و فيزيكي سيمان تقويت شده با نانوكامپوزيت گرافن- اكسيد تيتانيوم

كارشناسي ارشد

اگر چه سيمان داراي عملكرد بالا و خواص عالي مي باشد اما شكنندگي ذاتي آن يك نقطه ي ضعف است. سطح ويژه ي بالا و قابليت تغيير در ساختار نانوذرات اخيرا براي بهبود اين نقطه ي ضعف ذكر شده، استفاده شده است. در اين پژوهش اثر افزودن كامپوزيت دوتايي گرافن-نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم با مقدار ثابت گرافن و مقادير متغير 〖TiO〗_2 به سيمان پرتلند براي بررسي ويژگي هاي استحكامي انجام گرفت. خمير سيمان با نسبت آب به سيمان 0.38 آماده شد. نانوذرات 〖TiO〗_2 در مقادير مختلف 0.5 و 1 و 1.5 درصد وزني با 0.05 درصد وزني نانودرات گرافن اكسايد كامپوزيت شدند و به سيمان اضافه شدند. خمير سيمان مخلوط شده با اكسيد تيتانيوم در استحكام خمشي، استحكام فشاري ، آناليز XRD، تصاوير SEM مورد بررسي قرار گرفت. مشخص شد كه نمونه حاوي نانوذرات 〖TiO〗_2 به اندازه ي 1 درصد وزني داراي مقادير استحكام فشاري، خمشي بالاتري نسبت به ديگر نمونه‌ها در تمام سنين هيدراتاسيون بود. همچنين اين نمونه بهترين نتايج در آزمون‌ها تخلخل سنجي را نشان داد. افزودن اين مقدار به خمير سيمان در سن 7 روز سبب افزايش 54، 56 درصدي به ترتيب در استحكام فشاري و خمشي شد. علاوه بر اين تخلخل به ميزان قابل توجهي كاهش يافت. افزودني اكسيد گرافن به نمونه بهينه حاوي اكسيد تيتانيوم اضافه شد تا اثر تقويت كنندگي نانوكامپوزيت هيبريدي -GO 〖TiO〗_2 بر خواص سيمان مورد بررسي قرار گيرد. نتايج نشان مي دهد كه اضافه كردن نانوكامپوزيت اكسيد گرافن- اكسيد تيتانيوم به خمير سيمان با افزايش زبري سطح و بهبود پراكندگي، خواص آن را در تمام سنين هيدراتاسيون به ميزان قابل توجهي بهبود مي بخشد. بهينه مقدار نانوكامپوزيت -GO 〖TiO〗_2 (0.05 درصد وزني اكسيد گرافن) در سن 7 روز سبب افزايش 54 و 56 درصد به ترتيب در استحكام فشاري، خمشي شد. علاوه بر اين تخلخل به ميزان 37 درصد كاهش يافت. بررسي‌هاي ميكروسكوپي گواه آن بودند كه نانوكامپوزيت اكسيد گرافن- اكسيد تيتانيوم با ايجاد ساختاري بسيار متراكم و به هم پيوسته باعث انحراف ترك ها و بهبود در زوال آن ها شد .

209074

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم

نانوفناوري-نانومواد

دكتر ميثم جلالي