22791

ارزيابي عملكرد گرافن‌اكسايد بر ديسپرسيون نانو ذرات SiO2 در آب و تأثير آن بر خصوصيات دوامي و مكانيكي ملات‌هاي حاوي پوزولان‌هاي طبيعي

كارشناسي ارشد

مهندسي و مديريت ساخت

1399

1399/3/13

دكتر علي اكبر رمضانيانپور - دكتر سجاد ميرولد

عمران

در پژوهش حاضرتاثير يك كامپوزيت نانو مواد برخصوصيات مكانيكي، دوام و انتقالي ملات‌هاي حاوي زئوليت و پوميس مورد بررسي قرار گرفته است. اين نانو كامپوزيت از طريق رسوب‌گذاري نانوذرات اكسيد سيليس، حاصل از هيدروليز (TEOS)Tetraortho silicate بر روي صفحات گرافن اكسايد (GO) استفاده شده است. ويژگي‌هاي كامپوزيت‌‌ ‌NS&GO با استفاده از دستگاه طيف‌سنج پرتو مرئي، ميكروسكوپ الكتروني عبوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف‌سنج پراش انرژي پرتو ايكس و آناليزMap مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. همچنين، 12 طرح مخلوط جهت مقايسه عملكرد نانوسيليس و گرافن‌اكسايد به صورت منفرد و كامپوزيت در نظر گرفته‌شد. به دنبال ارزيابي مكانيكي ملات‌ها، مقاومت فشاري و كششي در 7، 28 و 90 روز اندازه‌گيري شد. محاسبه تغيير طول آزمونه‌هاي منشوري به همراه آناليز كمي و كيفي پراش پرتو ايكس و مشاهده ريزساختار با ميكروسكوپ الكترون عبوري پس از 24 هفته مجاورت با محلول حاوي 5% سديم سولفات در نظر گرفته شد. مقاومت در برابر نفوذ يون كلرايد از طريق آزمايش مهاجرت تسريع يافته يون كلرايد و تخلخل‌سنج گاز هليوم پس از 90 روز عمل‌آوري مورد ارزيابي قرار گرفت. سرانجام، ملات ZNS&GO حاوي 02/0 درصد گرافن‌اكسايد، 5/0 درصد نانوسيليس و 15 درصد زئوليت (درصد وزني از سيمان) به ترتيب بهترين نتيجه را در مقاومت فشاري و كششي با 34% و 68% افزايش نسبت به طرح كنترل 28 روزه داشت. همچنين، پس از 90 روز ضريب مهاجرت يون كلرايد و نتايج تخلخل‌سنج گاز هليوم به ترتيب 67% و 53% نسبت به ملات كنترل بهبود يافت. به علاوه عملكرد ملات ZNS&GO در كاهش فاز اترينگايت در مقابله با حمله سولفات قابل قبول بود. استفاده از ملات حاوي نانو كامپوزيت و پوزولان‌هاي طبيعي مقدار زيادي از فرسايش را كاهش مي‌دهد. علاوه بر اين، كامپوزيت نانو مواد از طريق هسته‌زايي و پوزولان‌هاي طبيعي از طريق فعاليت پوزولاني خصوصيات مكانيكي و انتقالي ملات را بهبود مي‌بخشد.

1399/09/03

Performance evaluation of GO-nanosheets on dispersion of SiO2 particles in water and its effect on mechanical and durability properties of mortars containing natural pozzolans

6/3/2021 12:00:00 AM

In the present study, the effects of a Nano-composite on the mechanical, durability and transfer properties of mortars containing Zeolite and Pumice is discussed. This Nano-composite is obtained by the sedimentation of Nano-SiO2 (NS) particles of Tetraortho silicate (TEOS) hydrolysis on Graphene oxide (GO) Nano-sheets. The NS&GO Nano-composite properties were investigated by Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Map analysis, all of which indicate a better distribution of NS in the presence of GO. Also, 12 mortars mixed designs were considered to compare the single and hybrid effects of NS and GO. Following the mechanical evaluation of mortars, compressive and tensile strength were measured at 7, 28 and 90 days of age. The calculation Length Change of Mortars, Scanning Electron Microscopy (SEM) and quantitative and qualitative analysis of X-ray diffraction (XRD) after 24 weeks, exposure to a solution containing 5% Sodium sulfate were considered. The resistance to chloride ion penetration was evaluated by rapid chloride migration (RCM) test and helium gas porosity. Over the control design of 28 days, ZNS&GO mortar that contained 0.02% GO, 0.5% SiO2 and 15% zeolite (by mass of cement) had the best results in compressive and tensile strength with 34.0% and 68.0% improvements, respectively. Also, compared to the control mortar, after 90 days, the chloride migration coefficient and helium gas porosimeter results was improved by 67.0% and 53.8%, respectively. In addition, the performance of ZNS&GO mortar against sulfate attack in terms of Ettringite reduction percentage was evaluated acceptable. Using mortars containing Nano-particles and natural pozzolans can greatly reduce corrosion in concrete. Additionally, Nano hybrid materials through nucleation and natural pozzolans through pozzolanic properties improved the mechanical and transfer properties of mortars.