16620

بررسي عملكرد نانوذرات بر مقاومت خوردگي كلرايدي كامپوزيت‌هاي سيماني مسلح

1403

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم

دكتر ياسر رشيدي

با توجه به تأثير مخرب يون كلرايد بر دوام سازه‌هاي بتني در محيط‌هاي دريايي و صنعتي، اين سمينار به بررسي نقش نانوذرات در افزايش دوام بتن‌هاي مسلح در برابر خوردگي ناشي از يون كلرايد مي‌پردازد. در ابتدا سازوكار نفوذ كلرايد در ماتريس سيماني هيدراته، فرآيند آغاز خوردگي ميلگرد و عوامل مؤثر بر آن معرفي شد. همچنين روش‌هاي آزمايشگاهي متداول براي ارزيابي نفوذپذيري و شدت خوردگي مرور گرديد تا مبنايي علمي براي سنجش عملكرد نانوذرات فراهم شود. در بخش اصلي تحقيق، تأثير نانوذرات مختلف بر دوام بتن بررسي شد. نانو سيليس به‌عنوان ماده‌اي پوزولاني علاوه بر افزايش مقاومت فشاري، ميزان نفوذ يون كلرايد را تا 10 برابر كاهش مي‌دهد. نانوتيتانيوم توانسته است در مقادير 3 تا 5 درصد، نرخ خوردگي را حدود %70 بهبود ببخشد. نانو اكسيد آهن نيز رفتار مشابهي نسبت به نانوذرات ذكر شده از خود نشان داده است. در همين راستا، نانوآلومينيوم در مصرف بهينه حدود 3 درصد بيشترين تأخير در خوردگي فولاد را ايجاد كرده است، هرچند مصرف بيش از حد آن سبب تجمع ذرات و افت عملكرد مي‌شود. از سوي ديگر، نانولوله‌هاي كربني موجب افزايش حدود 20 درصدي مقاومت فشاري و كاهش جذب آب بتن مي‌شوند، اما اثر آنها بر كاهش نفوذ كلرايد محدودتر است. صفحات گرافن اكسايد به‌عنوان نانوماده‌اي دوبعدي با سطح ويژه بالا، حتي در مقادير بسيار اندك (1/0 تا 25/0 درصد) موجب كاهش بيش از 50 درصدي ضريب نفوذ كلرايد و تقليل بار عبوري آزمون نفوذ سريع يون كلرايد شده‌اند. نانوذرات رسي نيز عملكرد قابل‌توجهي دارند؛ نانولوله‌هاي هالوسيت در مقادير 5/1 تا 3 درصد عمق نفوذ كلرايد را تا 35 درصد بهبود بخشيده و به دليل ساختار لوله‌اي توانايي ذخيره و رهايش تدريجي بازدارنده‌هاي خوردگي را دارند. همچنين نانوصفحات مونتموريلونيت با ساختار لايه‌اي منفي خود علاوه بر سد كردن انتشار يون‌هاي كلرايد، جذب آنها توسط فازهاي سيماني را افزايش داده و تأخير محسوسي در آغاز خوردگي فولاد ايجاد مي‌كنند. جمع‌بندي نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از نانوذرات مناسب مي‌تواند از طريق كاهش تخلخل، افزايش مقاومت الكتريكي و اصلاح ريزساختار بتن، به‌طور مؤثر سرعت نفوذ كلرايد و نرخ خوردگي ميلگرد را كاهش دهد. با اين حال، دستيابي به عملكرد مطلوب وابسته به انتخاب نوع نانوذره، تعيين مقدار بهينه مصرف و پراكندگي يكنواخت در ماتريس سيمان است، چراكه تجمع ذرات مي‌تواند اثر معكوس داشته باشد. در پايان، تحليل نتايج و مرور مطالعات گذشته ضمن شناسايي خلأهاي پژوهشي، چشم‌اندازي روشن براي بهره‌گيري از فناوري نانو در ارتقاي دوام سازه‌هاي بتني مسلح ترسيم مي‌كند و زمينه را براي تدوين دستورالعمل‌هاي كاربردي و توسعه صنعتي اين فناوري در پروژه‌هاي عمراني و زيربنايي فراهم مي‌آورد.

11/17/2025 12:00:00 AM

89083

1404/09/12

Investigation of the Performance of Nanoparticles in Chloride Corrosion Resistance of Reinforced Cementitious Composites

نانوذرات , نفوذ يون كلرايد , خوردگي ميلگرد , دوام , كامپوزيت‌هاي سيماني مسلح

Nanoparticles , chloride ion penetration , rebar corrosion , durability , reinforced cementitious composites