ساخت و ارزیابی ویژگی های مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت سبز ژئوپلیمری تقویت شده با الیاف کنف و نانولوله کربنی

این تحقیق با هدف ساخت و ارزیابی ویژگی های مکانیکی و فیزیکی (جذب آب) کامپوزیت سبز ژئوپلیمر تقویت شده با الیاف کنف و نانولوله کربنی انجام شد. برای این منظور تاثیر مقدار الیاف کنف، نانولوله کربن و نیز مقدار آب هر کدام در ۵ سطح (درصد وزنی) نسبت به ژئوپلیمر مبتن ی بر متاکائولن و سرباره فولاد بر خواص مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفتند. از روش آماری سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی برای انتخاب اختلاط ها استفاده شد. بر روی نمونه ها، آزمون های خمش (مقاومت خمشی، مدول الاستیستیه و چقرمگی شکست)، فشار و جذب آب انجام گردید. همچنین، ریزساختار ژئوپلیمر و کیفیت پراکندگی نانولوله کربن و الیاف کنف در ماتریس کامپوزیت با استفاده از تصاویرFESEM ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که با اضافه کردن مقدار الیاف کنف تا سطح ۷.۵ درصد مقاومت خمشی، فشاری، چقرمگی شکست و جذب آب افزایش یافتند، در حالی که در مقادیر بالاتر الیاف مقادیر مقاومت مکانیکی روند نزولی داشتند. همچنین حضور نانولوله کربن به عنوان تقویت کننده، تا سطح ۰.۶ درصد تاثیر مثبت در افزایش مقادیر مقاومتی کامپوزیت داشتند. بررسی های FESEM نیز افزایش اندازه منافذ ماده زمینه را با افزایش مقدار نانو الیاف و نانولوله کربن نشان داد. به طور کلی در این تحقیق، با توجه به نتایج آماری، نمونه با ترکیب شرایط اختلاط الیاف کنف ۷.۵ درصد، نانولوله کربن ۰.۶ درصد و آب به مقدار ۲۹ درصد به عنوان ترکیب بهینه معرفی می گردد.

Keywords:

کامپوزیت , ژئوپلیمر , نانولوله کربن , الیاف کنف , چقرمگی شکست