انواع نانو ذرات به کار برده شده در بتن خود تراکم – قسمت دوم

در قسمت اول مقاله به معرفی نانو تکنولوژی، چالش های نانو تکنولوژی در صنعت بتن و تاثیر نانو سیلیس ها در بتن خود تراکم پرداختیم. در این بخش به تاثیر برخی دیگر از نانو ذرات بر بتن خود تراکم می پردازیم.

نانو ذرات اکسید آهن در بتن خود تراکم

افزایش درصد وزنی نانو ذرات اکسید آهن، برای مقادیر بیش از 4 درصدی، موجب افزایش مقاومت فشاری، ترک خوردگی و پیچشی بتن خود تراکم می گردد. همچنین این نانو مواد می توانند مانند پرکننده ها عمل کرده و باعث افزایش مقاومت بتن در برابر نفوذ آب شوند، که این حالت برای درصد های وزنی بالای 4 درصد رخ می دهد.

بتن خود تراکم
بتن خود تراکم

نانو اکسید تیتانیوم در بتن خود تراکم

تحقیقات ثابت کرده است که استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم علاوه بر خاصیت خود تمیز کنندگی بتن، باعث افزایش سرعت هیدراتاسیون و کاهش زمان گیرش بتن می شوند.

همچنین استفاده از این ذرات باعث افزایش مقاومت خمشی و مقاوت فشاری بتن می شود. تاثیر اضافه نمودن نانو ذرات اکسید تیتانیوم به بتن خود تراکم این گونه است که ریز ساختار بتن بهبود یافته و حفره های داخلی بتن کوچک تر می شود. این امر موجب بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن می شود.

با بررسی رابطه بین تغییرات مقاومت ترک خوردگی بتن، با تغییرات مقاومت فشاری بتن بر اساس درصد های مختلف نانو ذرات اکسید تیتانیوم از صفر تا پنج درصد نشان می دهد که با افزایش میزان درصد نانو ذرات اکسید تیتانیوم از صفر تا پنج درصد، در ابتدا میزان تنش ترک خوردگی، افزایش می یابد، ولی بعدا، از این مقدار افزایش، قدری کاسته می شود. اما در مورد تنش های فشاری با تغییر درصد نانو ذرات اکسید تیتانیوم، در میزان تنش فشاری تغییری به وجود نمی آید.

بتن خود تراکم
بتن خود تراکم

نانو اکسید آلومینیوم دربتن خود تراکم

افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم به مخلوط بتن باعث افزایش قابل ملاحظه مدول الاستیسیته بتن می شود. تجربه ثابت کرده است که با افزودن 5 درصد نانو اکسید آلومینیوم، مدول الاستیسیته بتن به اندازه 143 درصد افزایش پیدا می کند ولی تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی مقاومت بتن ندارد.

با بررسی تاثیر اضافه نمودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم بر هیدراتاسیون بتن مشخص می شود که اضافه نمودن این ذرات موجب کاهش حرارت آزاد شده و شتاب بخشی به پیک زمانی آزاد شدن این حرارت می شود. به طوری که با افزودن 3 درصد وزنی از نانو ذرات اکسید آلومینیوم به بتن، مقدار حرارت آزاد شده بیشترین افت را خواهد داشت.

با بررسی تاثیر کار پذیری بتن اصلاح شده با این ذرات برای نسبت های وزنی 0.5، 1.0، 1.5 و 2 درصدی مشخص می شود که افزایش میزان نانو ذرات اکسید آلومینیوم موجب کاهش کار پذیری بتن می شود. استفاده از حداقل میزان استاندارد آب، به میزان اندکی کار پذیری بتن را کاهش می دهد. افزایش درصد این ذرات در بتن موجب افزایش تراکم آن می شود.

نانو لوله های کربنی و نانو الیاف ها در بتن خود تراکم

نانو لوله های کربنی و نانو رشته های کربنی به عنوان گزینه های اصلی نانو تکنولوژی برای مسلح کردن سیمان ها مطرح هستند. مدول الاستیسیته و مقاومت بسیار بالای این نانو مواد، در کنار مقاومت کششی عالی و مشخصات منحصر به فرد الکتریکی و شیمیایی آنها، توانایی مطلوب آنها را برای ایجاد نسل جدیدی از مصالح ساختمانی نشان می دهد.

استفاده از این نانو مواد به بهبود مشخصات مکانیکی، مقاومت در برابر گسترش ترک ها، محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس و ایجاد قابلیت خود ترمیمی در مصالح سیمانی منجر می شود. نانو رشته های کربنی برخلاف نانو لوله ها بسیار راحت تر در مخلوط سیمان توزیع می شوند و همچنین فرآوری آنها راحت تر بوده و هزینه تمام شده آنها برخلاف نانو لوله ها بسیار پایین تر است. یکی از مشکلات اصلی این نانو مواد، عدم امکان توزیع یکنواخت آنها در مخلوط سیمان به دلیل آب گریزی بسیار بالای آنها و جاذبه درونی بالای این نانو مواد است. مشکل دیگر این نانو مواد عدم چسبندگی مناسب بین آنها با خمیر سیمان است.

بتن خود تراکم
بتن خود تراکم

نانو رس ها در بتن خود تراکم

استفاده از ذرات نانو رس موجب بهبود رفتار بتن، مانند ایجاد بتن خود تراکم، افزایش مقاومت فشاری، کاهش نفوذ پذیری، مقاومت در مقابل نفوذ کلرید ها و کاهش جمع شدگی در بتن، می شود. در بین درصد های نانو ذرات رس، میزان یک درصد وزنی از این ذرات بیشترین مقاومت فشاری بتن را دارا می باشد ولی با افزایش درصد وزنی این ذرات، مقاومت فشاری بتن، به تدریج کاهش می یابد.

تغییرات مقاومت فشاری بتن خود تراکم، در هنگام استفاده از نانو ذرات رس با درصد های متفاوت برای بتنی با سن های 7، 28 و 56 روزه، نشان می دهد که افزایش سن بتن، موجب افزایش مقاومت فشاری آن می شود. از طرفی دیگر، با افزایش درصد این ذرات در بتن خود تراکم، تا حدود 0.5درصدی، مقاومت فشاری بتن به تدریج، افزایش می یابد، ولی برای نانو ذرات با درصد 0.5 الی 1.0، مقاومت فشاری بتن خود تراکم، به تدریج کاهش می یابد. بنابراین بیشترین مقاومت فشاری برای بتنی با سن 7 و 28 روز با نانو ذرات رس برابر 0.5 درصد و برای بتن با سن 56 روز با 0.25 درصد می باشد.

افزایش درصد نانو ذرات رس، موجب کاهش نفوذ پذیری آب در بتن خود تراکم می شود، که این امر از عملکرد پوزولانی این ذرات نشات می گیرد.

تحریریه به تام
دیدگاه کاربران 2 دیدگاه
  • سعید مرجانی 13 تیر 1396 / 5:52 ب.ظ

    با سلام
    مطالبتون مفید می باشد. اگر از منابع قابل استنادی استفاده نموده اید ، می خواهم آنها را البته با اجازه شما در متن پایان نامه ام استفاده کنم.
    با تشکر مرجانی

    • به تام کلینیک ساختمانی 14 تیر 1396 / 10:46 ق.ظ

      با سلام و وقت بخیر
      استفاده از تمامی مطالب کلینیک ساختمانی به تام با ذکر منبع بلامانع است

دیدگاه ها بسته شده.