مطالعه اثر نانو ذرات سیلیس، میکرو سیلیس و خاکستر بادی بر جنبه های مقاومتی، دوامی و ریزساختاری خمیر سیمان سخت شده و بتن

تحقیق حاضر نتایج مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانو ذرات سیلیس به همراه پوزولان های میکرو سیلیس و خاکستر بادی بر جنبه های مقاومت، دوام و ریزساختار خمیر سیمان و بتن را نشان می دهد. در این تحقیق از دو نوع نانو سیلیس، شامل نانو سیلیس کلوئیدی و پودری به ترتیب با قطر متوسط ذرات بیشتر و کمتر از 50 نانو متر، با حضور میکرو سیلیس و خاکستر بادی با مقادیر مختلف جایگزینی بخشی از سیمان مصرفی در ساخت مخلوط های خمیر سیمان و بتن با نسبت آب به مواد سیمانی 45/0 استفاده شده است. در بررسی جنبه های مقاومت، خواص مقاومت فشاری و کششی؛ در مطالعه جنبه های دوام، خواص جذب آب حجمی و مویینه، مقاومت الکتریکی و دوام بتن در برابر سیکل های ذوب و انجماد؛ و در نهایت جنبه های ریز ساختاری شامل تحلیل پراش پرتو ایکس، تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی eds، مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که نانو سیلیس کلوئیدی به همراه میکرو سیلیس موجب افزایش آهنگ کسب مقاومت فشاری در سنین مختلف، کاهش جذب آب حجمی و آهنگ جذب آب مویینه و افزایش چشمگیر در مقاومت الکتریکی مخلوط های بتنی می گردد، به گونه ای که بهترین خواص، مربوط به مخلوط حاوی 5/1 درصد نانو سیلیس و 6 درصد میکرو سیلیس بوده است. نتایج مطالعات نانو سیلیس پودری نیز نشان می دهد که جایگزینی مقادیر مختلف نانو سیلیس به تنهایی و یا به همراه میکرو سیلیس (به استثنای مقادیر بیش از 5 درصد وزنی) موجب بهبود مقاومت فشاری و مقاومت کششی و آهنگ کسب مقاومت به ویژه در سنین کوتاه مدت، کاهش میزان جذب آب حجمی و آهنگ جذب آب مویینه و افزایش محسوس مقاومت ویژه الکتریکی در مخلوط های خمیر سیمان و بتن شده است. نانو سیلیس موجب فعال سازی پوزولان خاکستر بادی در آهنگ کسب مقاومت فشاری به ویژه در سنین کوتاه مدت شده است. در تمامی آزمایش ها مقادیر زیاد نانو سیلیس (بیش از 5 درصد وزنی)، با یا بدون میکرو سیلیس و خاکستر بادی، اثر نامطلوبی بر خواص مورد مطالعه مخلوط های خمیر سیمان و بتن داشته است. نتایج آزمایش دوام بتن در برابر سیکل های ذوب و انجماد نشان می دهد که نه تنها میکروسیلیس، بلکه هر دو نوع نانو سیلیس کلوئیدی و پودری نیز اثر مطلوبی در بهبود دوام بتن در برابر ذوب و انجماد نداشته اند. همچنین نتایج آزمایش های مقاومت فشاری، جذب آب حجمی، تحلیل پراش پرتو ایکس و تحلیل تصاویر میکروسکوپ الکترونی و طیف سنجی eds نشان می دهد که استفاده از نانو سیلیس (به ویژه به مقدار 3و 5 درصد وزنی) در مخلوط های با یا بدون میکرو سیلیس و خاکستر بادی، از طریق کاهش منافذ و بلور های هیدروکسید کلسیم، موجب بهبود کیفیت ناحیه سطح مشترک خمیر سیمان و سنگدانه ها (ناحیه انتقال) در بتن شده است.