بررسی آزمایشگاهی اثر نانوذرات اکسیدمنیزیم بر روی خواص مکانیکی و ضریب نفوذپذیری بتن

بتن یکی از مهمترین مواد تولیدی در جهان است که از اجزا و ذراتی با ابعاد نانومتر تا میکرومتر تشکیل شده است. امروزه فناوری نانوتکنولوژی، نگاه بشر را به زندگی در عرصه های مختلف تغییر داده است. یکی از بخش های مهم علم نانو که توانسته در سال های اخیر رشد قابل توجهی داشته باشد، صنعت بتن می باشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از تجربیات قبلی نوع نانوذرات اکسیدفلزی تعیین شده، در طرح اختلاط های بتن به جای سیمان جایگزین گردیده است. سپس تاثیر افزودن این نانوذرات با استفاده از آزمایش های تعیین مقاومت های مکانیکی در سنین مختلف، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای نشان دادن چگونگی عملکرد نانوذرات و نحوه قرارگیری و آرایش آن ها در بتن از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده گردید. جنبه نوآوری بودن این پژوهش، اولا استفاده از اکسیدفلزی جدید می باشد که تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته و ثانیا مطالعه بر روی نفوذپذیری سازه های هیدرولیکی می باشد. به منظور بررسی تاثیر درصد افزایش نانوذرات مدنظر بر روی خواص مکانیکی بتن و یافتن درصد افزایش بهینه، از نسبت های مختلف آب نسبت به سیمان استفاده شد. همچنین به دلیل پیچیدگی رفتار بتن و تغییر در مشخصات آن که ناشی از تغییر در کیفیت و کمیت مصالح و شرایط حاکم بر مسئله می باشد، ارایه طرح اختلاط مناسب با توجه به شرایط اجرا و نیازهای طرح بسیار پیچیده است. این پیچیدگی همزمان با افزایش تعداد پارامترهای موثر بر مسئله در حالتی مانند بتن حجیم، نمود بیشتری می یابد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد، با افزایش مقدار جایگزینی نانوماده تا حد مشخصی، مقاومت های فشاری و کششی بتن افزایش می یابد. البته همانطورکه آزمایش ها مشخص کرده است جایگزینی درصد بالای نانوماده به جای اثر مطلوب بر روی خواص مکانیکی بتن، اثر نامطلوبی بر ساختار و در نتیجه خواص مکانیکی بتن می گذارد. علت این امر را می توان در انرژی سطحی زیاد نانوذرات به علت سطح ویژه بالای آن ها جستجو کرد. این امر باعث ایجاد توده های کم مقاومت در ساختار بتن می گردد که در نتیجه موجب ایجاد ساختاری به ظاهر متراکم ولی سست می شود.

Keywords:

نانوذرات اکسیدمنیزیم , خواص مکانیکی , ضریب نفوذپذیری , SEM.