بررسي اثر افزودن نانو گرافن اكسايد و الياف كربني بر ميرايي خميره سيمان

كارشناسي ارشد

با پيشرفت علم و تكنولوژي در صنايع مختلف و بنا به نياز روزافزون، بشر به سمت ساخت ساختمان‌هاي بلند مرتبه روي آورده است كه اين ساختمان‌ها در معرض خطرات ناشي از بارهاي ديناميكي به مانند باد، زلزله و... مي‌باشند. در سال‌هاي اخير تحقيقات زيادي براي بهبود عملكرد مكانيكي و ديناميكي كامپوزيت‌هاي سيماني انجام شده است. محققين به استفاده از افزودني‌هاي مختلفي از ابعاد ماكرو مقياس تا نانو مقياس مانند آرماتورهاي فولادي و نانو صفحات گرافن اكسايد روي آورده‌اند. يكي از مشخصات ديناميكي كامپوزيت‌هاي سيماني ميرايي آن مي‌باشد كه يكي از چالش‌هاي اين تحقيقات رابطه معكوس ميرايي با مشخصات مكانيكي مانند مقاومت فشاري و خمشي مي‌باشد. در اين تحقيق اثر توأمان نانوصفحات گرافن‌اكسايد و الياف كربن بررسي گرديد. نانو صفحات گرافن‌اكسايد به دليل شركت در فرايند هيدراتاسيون و كاهش تخلخل موجب افزايش مقاومت فشاري شده و همين امر باعث كاهش ميرايي مي‌شود، از طرفي الياف كربن به عنوان يك ميكرو ماده با مقاومت كششي بسيار بالا باعث ايجاد اصطكاك در ماتريس سيماني و استهلاك انرژي شده و باعث افزايش ميرايي مي‌شود. براي بررسي دقيق تر اين موضوع نمونه‌هاي خميره سيمان شامل نانو‌صفحات گرافن‌اكسايد و الياف كربن ساخته شد و آزمايشات مكانيكي شامل آزمون مقاومت فشاري، خمشي و همچنين آزمون ارتعاش آزاد تير‌يكسر‌گيردار براي محاسبه ميرايي انجام شد. آزمون تخلخل سنج گازي براي درك بهتر نتايج و توجيه آنها انجام شد، همچنين مشخصات كارايي خميره سيمان نيز با آزمون ميني‌اسلامپ برآورد شد. نتايج نشان داد كه الياف كربن به تنهايي باعث افزايش ميرايي خميره سيمان تا 31 درصد مي‌شود، و در مقابل گرافن اكسايد به تنهايي باعث كاهش 48 درصدي ميرايي خميره ‌سيمان مي‌شود. استفاده توأمان اين دو ماده در خميره سيمان باعث خنثي شدن اثر منفي گرافن‌اكسايد بر ميرايي مي‌شود و مشخصات مكانيكي را بهبود مي‌بخشد. گرافن‌اكسايد و الياف كربن باعث كاهش تخلخل و رواني مي‌شوند كه اين كاهش هنگام افزودن گرافن‌اكسايد و الياف كربن به ترتيب 65 و 15 درصد مي‌باشد. همچنين نتايج نشان دهنده‌ي آن بودند كه حضور تو‌أمان نانوصفحات گرافن‌اكسايد و الياف كربن در سن 28 روزه خميره سيمان، مقاومت فشاري و مقاومت خمشي را به ترتيب 18 و 87 درصد افزايش داده و همچنين باعث كاهش 2 درصدي در ميرايي شده‌است.

211732

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم ، دكتر پدرام قادري