17496

17496

بررسي تاثير افزودني هاي نانوسيليس و متاكائولن بر خواص مكانيكي، شيميايي و ريزساختاري ملات هاي حاوي سيمان پرتلند

كارشناسي ارشد

سراميك

بهمن ماه 1395

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر جعفر جوادپور

دكتر علي اله وردي

مواد و متالورژي

به منظور كاهش مشكلات زيست محيطي توليد كلينكر سيمان پرتلند كه باعث خروج مقادير CO2 زياد از كوره مي¬شود، طرح جايگزيني بخشي از سيمان پرتلند با موادي كه خود داراي خاصيت چسبندگي كم هستند يا اصلا خاصيت چسبندگي ندارند ولي مي¬¬توانند با Ca(OH)2 حاصل از هيدراته شدن فازهاي اصلي سيمان واكنش كنند مطرح شد. در اين پروژه بررسي جايگزيني بخشي از سيمان با متاكائولن¬هاي مختلف و همچنين نانوسيليس مطرح گرديد. دو نوع كائولن با نام¬هاي كائولن كاشمر ايراني و كائولن A301S خارجي و دو نوع بال¬كلي به نام¬هاي بال¬كلي ايراني آباده از نوع Spv1 و بال¬كلي Claymot خارجي انتخاب شدند ابتدا مواد اوليه فوق از نظر شيميايي و مينرالي مورد بررسي قرار گرفتند پس از رسم نمودارهاي آناليز حرارتي افتراقي و آناليز وزن¬سنجي(DTA/TG) دماي كلسيناسيون كائولن¬ها و بال¬كلي¬ها 700°C تعيين شد. متاكائولن¬هاي حاصل از نظر الگوي پراش اشعه ايكس(XRD) و همچنين تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) مورد بررسي قرار گرفتند كه نتايج حاكي از تشكيل احتمالي متاكائولن بود. فعاليت پوزولاني متاكائولن¬هاي فوق با مخلوط كردن آن¬ها با 2Ca(OH) و ساخت خمير مربوطه و عمل¬آوري 7 و 28 روز آن و سپس آناليز حرارتي خميرهاي فوق مورد بررسي قرار گرفت. كاهش ميزان پيك گرماگير در حوالي دماي 500 تا 700 درجه سانتي¬گراد نشان¬دهنده ميزان عملكرد پوزولان مي¬باشد كه بر اين اساس براي متاكائولن خارجي A301S فعاليت پوزولاني 5/75 % پس از 28 روز بدست آمد كه فعال¬ترين متاكائولن از اين نظر از بين متاكائولن¬هاي مورد مطالعه بود. براي بررسي بيشتر خاصيت پوزولاني استحكام ملات¬هاي حاوي سيمان پرتلند + 30 % جايگزيني متاكائولن به جاي سيمان و ماسه استاندارد با نسبت ماسه به چسب(سيمان¬ پرتلند+ متاكائولن+نانوسيليس) برابر سه در زمان¬هاي 7 ، 28 و 90 روز عمل¬آوري مورد مطالعه قرار گرفت كه نتايج اين قسمت حاكي از عملكرد بهتر متاكائولن حاصل از بال¬كلي Claymot بود كه شاخص فعاليت استحكام 85% را در 28 روز نشان داد سپس خميرها و ملات¬هاي حاوي نانوسيليس يا نانوسيليس+ متاكائولن مورد بررسي قرار گرفت. متاكائولن¬هاي انتخابي براي اين مرحله متاكائولن¬هاي claymot و متاكائولن كاشمر بود. در مجموع استفاده از نانوسيليس به تنهايي هم از نظر ميزان افزايش استحكام و هم از نظر مصرفCa(OH)2 عملكرد بهتري نسبت به مخلوط متاكائولن+نانوسيليس داشت. در قسمت سوم كار، براي بررسي مقاومت شيميايي، ليچينگ كلسيم نمونه¬ها در محلول آمونيوم نيترات در 21 و 42 روز انجام گرفت و با روش¬هاي SEM و استحكام فشاري بررسي شد. نتايج؛ اصلاح ملات سيمان توسط نانوذرات سيليس را نشان داد. حضور نانوسيليس باعث كاهش سرعت اين پديده مي¬شود و استحكام را در روزهاي اوليه (21 روز) به خوبي حفظ مي¬كند و ملات حاوي تركيب دو افزودني نانوسيليس و متاكائولن Claymot كمترين كاهش استحكام را در 21 روز نشان داد.

1396/03/28

1/1/1900 12:00:00 AM

This project was introduced partial replacement of cement with different Metakaolin and nano-SiO2. Two Kaolin with names Kaolin A301S of foreign and Kashmar kaolin of iraninan and two types of Iranian ballclay called Abade of Spv1 and foreign Claymot ballclay were selected. The above raw materials were eva​luated in terms of chemical and mineralogical analysis and were determined after drawing diagrams gravimetric and differential thermal analysis (DTA / TG) kaolin and ballclay calcination temperature of 700 ° C. Metakaolins obtained from X-ray diffraction pattern (XRD) and Fourier transform infrared (FTIR) were studied and the results indicated that the metakaolin was composed likely. Pozzolanic activity of metakaolin above Was eva​luated by mixing them with Ca (OH)2 and the paste making and curing 7 and 28 days and then thermal analyze of pastes . Reducing the amount of endothermic peak around 500 to 700 ° C temperature for the level of performance that is pozzolan metakaolin accordingly for foreign A301S after 28 days was 75.5% pozzolanic activity of metakaolin of the view that the most active of the metakaolin the study. To further explore the properties of pozzolanic strength Portland cement mortars containing + 30% replacement ratio of metakaolin standard sand instead of cement paste (cement + metakaolin + nano) against three in the 7, 28 and 90 days of curing was studied these results indicate better performance overall wing Claymot metakaolin of the strength activity index showed 85% in 28 days then paste and mortar containing nano or nano + metakaolin were studied. Mtakayvlnhay choice for this stage of claymot metakaolin and metakaolin was Kashmar. In general, the use of nano alone in terms of strength and in terms of consumption of Ca (OH) 2 + nano was better than the mixture of metakaolin. In the third part, for chemical resistance, leaching calcium ammonium nitrate samples in solution was performed at 21 and 42 days and was examined by SEM and compressive strength. Results; modified silica nanoparticles showed mortars