26362

بررسي تاثير گرافن اكسايد و دياتوميت بر مشخصات رئولوژي و مكانيكي خمير سيمان

ارشد

عمران

1397

ابان 1400

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم

دكتر جودت تاشان

عمران

مي¬توان گفت كه زتاپتانسيل كليه¬ي پوزولان¬ها به دليل وجود گروه¬ عاملي فراوان سيلانول (سيلونيت) در ساختار SiO_2 آن¬ها منفي است. همين گروه¬¬ عاملي نقش حياتي در واكنش¬پذيري و پخش¬پذيري داياتوميت دارد و كلوخه‌شدن آن در ماتريس سيماني از پتانسيل اين ماده براي بهبود مشخصات مكانيكي مي¬كاهد. بنابراين پخش¬پذيري مناسب داياتوميت باعث بهتر شدن مشخصات مكانيكي خواهد شد. از طرفي ديگر دياتوميت داراي ساختاري متخلخل و بعضا توخالي و ترد است. اين ساختار مي¬تواند با ايجاد پيوند با گرافن اكسايد كه داراي مقاومت ذاتي فوق¬العاده است بهبود يافته و منجر به افزايش بيشتر مقاومت كامپوزيت سيماني گردد. فلذا پيوند مناسب بين دياتوميت و گرافن اكسايد ساختاري منحصربفرد در ماتريس سيماني ايجاد مي‌كند و اما نحوه¬ي اين پيوند يكي از معماهاي حل نشده در حوزه نانو كامپوزيت¬هاي بتني است. در اين تحقيق ما آزمايش‌هاي جامعي بروي كارآيي، مقاومت فشاري و خمشي خمير سيمان با درصدهاي متفاوت جايگزيني داياتوميت (%5، %10 و %15) انجام داديم. براي بررسي پخش¬پذيري دياتوميت و نقش آن در بهبود مشخصات مكانيكي از فوق روان‌كننده پلي‌كربوكسيلات در غلظت‌هاي متفاوت (%0.5 و %1) در طرح اختلاطي جديد استفاده نموديم. همچنين بررسي اثر گرافن اكسايد كليه آزمايش‌هاي با افزودن دو غلظت مختلف آن (%0.03 و %0.05 وزني سيمان) تكرار گرديد. نتايج تحقيقات ما نشان مي¬دهد كه نمونه‌هاي حاوي دياتوميت و پلي¬كربوسيلات مقاومت فشاري و خمشي را به نسبت نمونه شاهد تا %96.74 و %23.64 افزايش مي¬دهند. از طرفي ديگر افزودن گرافن اكسايد اين مشخصات (به ويژه خمشي) را افزايشي بيش از پيش مي¬دهد. نتايج حاكي از آن است كه غلظت %0.03 گرافن اكسايد تاثير مناسب¬تري به نسبت غلظت %0.05 دارد و باعث افزايش مقاومت فشاري و خمشي تا %103.91 و %64.45 به نسبت نمونه شاهد مي‌شود.

1401/01/28

the effect of graphene oxide and diatomite on rheological and mechanical properties of cement paste

11/21/2022 12:00:00 AM

It can be said that the zeta potential of all pozzolans is negative due to the presence of a large functional group of silanol (silonite) in their SiO2 structure. The same functional group plays a vital role in the reactivity and dispersibility of diatomite, and its agglomeration in the cement matrix reduces the potential of this material to improve its mechanical properties. Therefore, proper dispersion of diatomite will improve the mechanical properties. On the other hand, diatomite has a porous, sometimes hollow, and brittle structure. This structure can be improved by bonding with graphene oxide, which has extraordinary inherent strength and leads to a further increase in the strength of the cementitious composite. Therefore, the proper bond between diatomite and graphene oxide creates a unique structure in the cement matrix, but how this bond is one of the unsolved puzzles in concrete nanocomposites. In this study, we performed comprehensive experiments on the efficiency, compressive strength and flexural strength of cement paste with different percentages of diatomite replacement (5%, 10% and 15%). To investigate the dispersibility of diatomite and its role in improving the mechanical properties, we used polycarboxylate superplasticizer in different doses (0.5% and 1%) in the new mixing scheme. Also, the effect of graphene oxide was repeated in all experiments by adding two different doses (0.03% and 0.05% by weight of cement). The results of our research show that samples containing diatomite and polycarboxylate increase compressive and flexural strength compared to the control sample by 96.74% and 23.64%. On the other hand, the addition of graphene oxide improved these properties (especially bending) more and more. The results show that a dose of 0.03% graphene oxide has a more favorable effect than 0.05% and increases the compressive and flexural strength up to 103.91% and 64.45% compared to the control sample.

دياتوميت، گرافن اكسايد، پلي‌كربوكسيلات، مقاومت فشاري، مقاومت خمشي

diatomite, graphene oxide, polycarboxylate, compressive strength, flexural strength

Ahmad Mohammadnezhad

Asghar Habibnejad Korayem