بررسی اثر استفاده از نانو ذرات سرامیکی و کربن نانوتیوبها بر نفوذ پذیری و مقاومت بتن

سیمان و صنایع وابسته یکی از تولیدکنندگان بزرگ گازهای گلخانه ای بوده که 5 تا 8 درصد از کل گازهای گلخانه ای تولید شده توسط بشر را به خود اختصاص می دهند که این عامل یکی از اصلی ترین عوامل انگیزنده مهندسین برای تولید مصالح با کارایی و دوام بالا می باشد. انرژی خورشیدی سالانه حدود5×1024 ژول که 10,000 برابر کل انرژی مصرفی سالانه در جهان می باشد مهندسان و طراحان را ترغیب به ترکیب مصالح با دوام بالا با مواد پیشرفته در جهت کاهش هر چه بیشتر انرژی نموده است. نسل جدید از مصالح ساختمانی که به منظور برآورد این نیاز به وجود آمده اند مواد و مصالح فتوکاتالیست با دوام و عملکرد بالا می باشند که به سبب حضور عناصر با خاصیت فتوکاتالیستی دارای قابلیت خود تمیزشوندگی می باشند. کامپوزیتهای بر پایه سیمان، عمدتا در فرم بتن، موادی با محدوده گسترده ای از دانه بندی ها می باشند اما مهمترین عامل چسبندگی در آنها که همان ژل سیلیکات کلسیم هیدراته شده می باشد یک ماده نانو مقیاس طبیعی می باشد. بنابراین می توان گفت که عملکرد و کارایی این کامپوزیتها به میزان بسیار زیادی به واکنشهای شیمیایی و فیزیکی که در مقیاس نانومتری انجام می پذیرد بستگی دارد. نانو ذرات به دو دلیل عمده مورد توجه برای استفاده در بتن قرار گرفته اند که دلیل اول آن به قابلیت پرشدن منافذ نانومتری در ساختار این کامپوزیتها توسط این نانو ذرات و دلیل دوم به خواص کاملا متفاوت و نو که این مواد می توانند در قیاس با حالت بالک ارائه کنند بر می گردد. در این تحقیق اثر افزودن نانو ذرات اکسید قلع و اکسید منیزیم بر روی خواص مکانیکی و خود تمیزشوندگی در کامپوزیتهای پایه سیمان پرداخته می شود. آنالیزهای sem، edax،xrd و ft-ir بر روی نمونه ها انجام می شود تا اثر افزودن این نانو ذرات بر روی میکرو و نانو ساختار ماتریس زمینه و متعاقب آن تغییرات در مقاومتهای مکانیکی بررسی شود. خاصیت خود تمیزشوندگی در نمونه های حاوی نانو ذارت اکسید قلع با اندازه گیری قابلیت تجزیه یک رنگدانه آلی توسط این نمونه ها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج آزمونهای مقاومت مکانیکی افزایش بسیار چشمگیری را در مقاومتهای مکانیکی نمونه های حاوی نانو ذارت نشان می دهند که این مقاومتها در تمامی موارد به میزان چشمگیری از مقدار ثبت شده متناظر برای نمونه مبنا بیشتر می باشند. به عنوان مثال مقاومتهای فشاری 7 و 28 روزه ثبت شده برای نمونه های حاوی نانو ذارت اکسید منیزیم افزایش 103 و 80 درصدی را برای مقاومتهای در این سنین نشان می دهند. هدف این تحقیق همچنین بررسی اثر افزودن نانو پیگمنتهای سرامیکی بر مقاومت مکانیکی و خوردگی نمونه های در معرض محیطهای سولفات می باشد که نتایج آزمایشات متعدد خوردگی مقاومت بالای نمونه های حاوی نانو پیگمنتهای سرامیکی را نشان داده و همچنین نتایج آزمونهای مقاومت مکانیکی برای این نمونه ها با نشان دادن افزایش چشمگیر به نوعی نتایج مربوط به مقاومتهای خوردگی را نیز تایید می کنند.