-
شماره ركورد
31685
-
پديد آورنده
ياسر رشيدي
-
عنوان
بررسي اثر تركيبي نانولوله هاي هالوسيت و زيست پليمرها بر خواص مكانيكي و دوام ملات سيماني در معرض يون هاي كلرايد
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران-سازه
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1403/09/12
-
استاد راهنما
دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم
-
استاد مشاور
دكتر Lily Li
-
دانشكده
مهندسي عمران
-
چكيده
هدف اصلي از انجام اين رساله بررسي اثر تركيبي نانولوله هاي هالوسيت و زيست پليمرها بر خواص مكانيكي و دوام ملات سيماني در معرض يون كلرايد مي باشد. از اين رو سه نوع اصلاح زيست پليمري مختلف، به نامهاي كازئين، گوارگام و زانتان گام، براي آمادهسازي پخش شدگيهاي كلوئيدي نانولوله هاي هالوسيت در محيط قليايي سيماني، مورد استفاده قرار گرفتند. بررسي پخش شدگي و پايداري وابسته به زمان نانولوله هاي هالوسيت اصلاح نشده در محلول قليايي سيماني نشان داد كه آن ها به سرعت دچار كلوخه شدگي و تهنشيني ميشوند. با اين حال، پايداري نانولوله هاي هالوسيت اصلاح شده با زانتان گام در مقايسه با نانولوله هاي هالوسيت اصلاح شده با زيست پليمرهاي گوارگام و كازئين از عملكرد بهتري برخوردار بود. علاوه بر اين، نانولوله هاي هالوسيت اصلاح شده با زانتان گام در تعليق پذيري با قلياييت برابر با 13، به صورت نانوذرات پراكنده شده با متوسط اندازه ذرات حدود 20 نانومتر وجود داشتند، در حاليكه نانولوله هاي هالوسيت اصلاح نشده بهصورت نانوذرات پراكنده شده با اندازه ذرات مابين 200 نانومتر تا 7000 نانومتر وجود داشتند. در ادامه اثر تركيبي نانولوله هاي هالوسيت و زيست پليمرها بر خواص ريز ساختار و كلان ساختار ملات سيماني مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج حاصل از آزمايش هاي ريز ساختاري نشان داد كه تركيب نانولوله هاي هالوسيت اصلاح شده با زانتان گام در ملات سيماني منجر به كاهش محتواي كلسيم هيدروكسيد از طريق واكنش پوزولاني شد؛ علاوه بر اين تسريع فرآيند هيدراسيون سيمان و تشكيل بيشتر ساختارهاي ژل را به دنبال داشت. همچنين، اصلاح ملات سيماني با هالوسيت-زانتان گام منجر به انتقال توزيع اندازه منافذ به سمت منافذ با قطر كوچكتر و بهبود مورفولوژي ريزساختاري شد. نتايج حاصل از آزمايش هاي كلان ساختاري نيز حاكي از آن بود ملات حاوي هالوسيت-زانتان گام بالاترين بهبودها را در خواص مكانيكي، نفوذپذيري و دوام در معرض يون كلرايد در مقايسه با ساير مخلوط¬هاي مورد بررسي از خود نشان داد. مخلوط 90 روزه هالوسيت-زانتان گام افزايش¬هايي را به ترتيب برابر با 29.4، 37.1 و 35.3 درصدي در مقاومت فشاري، سرعت موج فراصوت و مقاومت الكتريكي نشان داد. در نمونه مذكور تخلخل كل، جذب آب حجمي اوليه و نرخ جذب آب مويينه اوليه به ترتيب 23.4، 15.8 و 30.1 درصد در مقايسه با نمونه شاهد كاهش يافت. همچنين كاهش هايي به ميزان 41.9 و 28.4 درصد در هدايت الكتريكي و ضريب مهاجرت يون كلرايد مشاهده گرديد. نهايتاً حضور نانولوله هاي هالوسيت اصلاح شده با زانتان گام در سيستم سيماني منجر به افزايش مقاومت در برابر شروع خوردگي ميلگردهاي فولادي شده و نرخ خوردگي نمونه ملات مسلح شده 90 روزه هالوسيت-زانتان گام در مقايسه با نمونه شاهد 43.4 درصد كاهش يافت.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/09/19
-
عنوان به انگليسي
Investigating the hybrid effect of halloysite nanotubes and biopolymers on the mechanical properties and durability of cement mortar exposed to chloride ions
-
تاريخ بهره برداري
12/2/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ياسر رشيدي
-
چكيده به لاتين
The primary objective of this thesis is to investigate the hybrid effect of halloysite nanotubes (HNTs) and biopolymers on the mechanical properties and durability of cement mortar exposed to chloride ions. To this end, three different biopolymer treatments—casein (C), guar gum (GG), and xanthan gum (XG)—were employed to prepare colloidal dispersions of HNTs in an alkaline cementitious environment.
The evaluation of the dispersion and time-dependent stability of untreated HNTs in alkaline cement solutions revealed rapid agglomeration and sedimentation. However, XG-treated HNTs demonstrated superior stability compared to those treated with GG and C. Additionally, XG-treated HNTs exhibited a well-dispersed state in suspensions at a pH of 13, with an average particle size of approximately 20 nm, whereas untreated HNTs displayed particle sizes ranging from 200 nm to 7000 nm.
Subsequently, the hybrid effect of HNTs and biopolymers on the microstructural and macroscopic properties of cement mortar was examined. Microstructural analyses revealed that incorporating XG-treated HNTs into cement mortar reduced the calcium hydroxide (CH) content through pozzolanic reactions, accelerated cement hydration, and promoted the formation of additional gel structures. Moreover, the modification with HNT-XG shifted the pore size distribution toward smaller diameters and enhanced the microstructural morphology.
Macroscopic test results indicated that cement mortar containing HNT-XG achieved the greatest improvements in mechanical properties, permeability, and durability under chloride ion exposure compared to other mixtures studied. After 90 days, the HNT-XG mixture demonstrated increases of 29.4%, 37.1%, and 35.3% in compressive strength, ultrasonic pulse velocity (UPV), and electrical resistivity, respectively. Furthermore, reductions of 23.4%, 15.8%, and 30.1% were observed in total porosity, initial water absorption, and the capillary water absorption rate, respectively. Significant decreases of 41.9% and 28.4% were also recorded in electrical conductivity and the chloride ion migration coefficient.
Finally, the presence of XG-treated HNTs in the cementitious system enhanced resistance to the initiation of steel reinforcement corrosion. The corrosion rate of the 90-day HNT-XG reinforced mortar was reduced by 43.4% compared to the control sample.
-
كليدواژه هاي فارسي
نانولوله هاي هالوسيت , زيست پليمرها , پخش شدگي , ملات سيماني , خواص ريز ساختار , خواص كلان ساختار
-
كليدواژه هاي لاتين
Halloysite nanotubes , Biopolymers , Dispersion , Cement mortar , Microstructure propertices , Macrostructure properties
-
Author
Yaser Rashidi
-
SuperVisor
Dr. Asghar Habibnejad Korayem
-
لينک به اين مدرک :