27050

تاثير خاكستر پوسته برنج بر پخش پذيري گرافن اكسيد در محيط قليايي سيماني

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-سازه

1397

1400/08/26

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم- دكتر سجاد ميرولد

عمران

افزايش مصرف روزانه سيمان و افزايش توليد آلاينده¬هاي زيست¬محيطي مانند گاز كربن دي¬اكسيد و مخاطرات زيست¬محيطي ناشي از آن، محققان را بر آن داشت تا به جهت تحقق كاهش مسائل زيست¬محيطي از موادي براي جايگزيني بخشي از سيمان موجود در كامپوزيت¬هاي سيماني استفاده كنند. امروزه استفاده از پوزولان¬ها به جهت خواص بسيار مناسب آن¬ها براي دست¬يابي به موارد ذكرشده و بدون كاهش خصوصيات مكانيكي و فيزيكي كامپوزيت¬ سيماني رونق زيادي داشته¬است. در اين ميان خاكستر پوسته برنج به عنوان يك پوزولان مصنوعي بسيار مناسب هم به جهت نيل به اهداف مذكور و نيز بهبود عملكرد مكانيكي و دوام كامپوزيت¬هاي سيماني مطرح مي¬باشد. پيشرفت در مواد نانو فرصت¬هاي بي¬نظيري را براي اصلاح ريزساختار در مقياس نانو و افزايش عملكرد كامپوزيت¬هاي سيمان فراهم كرده است. در اين ميان نانوماده گرافن¬اكسيد به علت خاصيت مكانيكي الكتريكي و حرارتي بسيار مناسب در دو دهه اخير توجه محققان را براي بهبود خواص كامپوزيت¬هاي سيماني به خود جلب كرده¬است. اين ماده باوجود خواص بالقوه بسيار مناسب خود براي عملكرد مناسب در محيط سيماني نيازمند پخش¬شدگي مناسب در اين محيط مي¬باشد، چرا كه خاصيت قليايي بالاي اين محيط و وجود يون¬هاي متعدد به¬خصوص يون كلسيم باعث كلوخه¬شدن بسيار سريع اين ماده شده و عملكرد مناسب آن را مختل مي¬كند. اين مشكل توسط محققان مختلف با روش¬هاي متعدد مورد بررسي قرار گرفته¬است. در اين تحقيق اثر استفاده از خاكستر¬پوسته برنج بر پخش¬شدگي گرافن¬اكسيد در محيط¬سيماني بررسي گرديد.. آزمايش¬هاي متعددي شامل طيف فرابنفش-مرئي، پتانسيل زتا و توزيع اندازه ذرات، آزمايش مقاومت فشاري، خمشي انجام¬گرفت. در نهايت مشخص شد كه علي رغم تاثير منفي اين ماده بر پخش¬پذيري گرافن اكسيد در محيط آبي تاثير بسيار مناسبي بر پخش¬پذيري گرافن اكسيد در محيط شبه¬سيماني داشته و پراكندگي نسبتا پايداري را ايجاد مي¬كند. با بررسي نسبت¬هاي مختلف خاكستر پوسته برنج بر گرافن اكسيد مشخص گرديد بهترين نسبت براي دستيابي به بهترين پخش¬شدگي گرافن اكسيد در محيط قليايي سيماني برابر 500 بود. از طرفي با بررسي نمونه¬هاي خميره سيماني ساخته¬شده با نسبت¬هاي بهينه، مشخص شد كه استفاده از اين پوزولان خواص كامپوزيت¬هاي سيماني را بهبود مي¬بخشد. به گونه اي كه استفاده هم¬زمان اين دو ماده در كامپوزيت سيماني منجر به افزايش مقاومت فشاري و خمشي به ميزان 7/46 و 7/38 درصد در 56 روز به ترتيب مي¬شود. اين تحقيق مي¬تواند راه بررسي¬هاي بيشتر در اين زمينه را هموارتر كند.

1401/07/02

Effect of rice husk ash on dispersion of graphene oxide in alkaline environment of cementitious materials

11/17/2022 12:00:00 AM

Increasing daily of cement consumption and production of environmental pollutants such as CO2 and the environmental hazards of cement production, led researchers to reduce the environmental problems by partial replacement of cement with using some materials in cementitious composites. Nowadays, uasage of pozzolans due to their very suitable properties to achieve the aforementioned targets and without reducing the mechanical and physical properties of cement composite has flourished. Rice husk ash is considered as a very suitable synthetic pozzolan both to achieve the mentioned goals and to improve the mechanical performance and durability of cementitious composites. Advances in nanotechnology have provided unparalleled opportunities to improve microstructure at the nanoscale and increase the performance of cementitious composites. Meanwhile, graphene oxide nanomaterials have attracted the attention of researchers to improve the properties of cementitious composites due to their excellent electrical, mechanical and mechanical properties in the last two decades. This material, Despite its very good potential properties, this material needs proper dispersion in this environment for proper performance in cement environment, because the high alkalinity of this environment and the presence of divalent ions, especially calcium ions, cause agglomeration very quickly. It becomes a substance and interferes with its proper functioning. This problem has been studied by various researchers in various ways. In this study, the effect of using rice husk ash on the dispersion of graphene oxide in a cement medium was investigated. Numerous experiments including Uv-vis spectrum, zeta potential, particle size distribution, compressive strength and flexural testing were performed. Finally, it was found that despite the negative effect of this substance on the dispersion of graphene oxide in aqueous medium, it has a very good effect on the dispersion of graphene oxide and creates a relatively stable dispersion. By examining different ratios of rice husk ash on graphene oxide, it was determined that the best ratio for achieving the best dispersion of graphene oxide in alkaline cement medium was 500. On the other hand, by examining the samples of cement paste made with optimal ratios, it was found that the use of these pozzolans improves the properties of cement composites. Simultaneous use of these two materials in cementitious composites leads to an increase in compressive and flexural strength of 46.7 and 38.7% in 56 days, respectively. This research could pave the way for further research in this area.

خاكستر پوسته برنج , گرافن اكسيد , پخش شدگي , محيط سيماني , خميره سيماني

rice husk ash , graphene oxide , cementitous environment , dispersion , cement paste

mohamad amin atrian

dr asghar habibnejad korayem