مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانو ذرات گرافن اکساید بر روی رفتار مکانیکی کامپوزیت های سیمانی و مشخصه های انتقال آب در بتن

در این مطالعه، یک برنامه آزمایشگاهی به منظور بررسی تاثیر گرافن اکساید (GO) بر روی رفتار مکانیکی ماتریس های سیمانی و همچنین نفوذپذیری بتن تدوین شده است. نانو ذرات گرافن به دلیل مساحت سطح بالا و دانسیته پایین در کمترین مقدار می توانند تاثیر چشمگیری در خواص بتن داشته باشند. این نانو صفحات ساختار صفحه ای دارند که هیدروفوب است و آب به دلیل تمایل نداشتن به سطح گرافن در آن جاری نمی شود. با عاملدار کردن این نانوذره می توان خواص آبگریزی را به خواص آبدوستی تبدیل کرد. در این پژوهش نمونه های ملات سیمان ۲۸ روزه با درصدهای متفاوت گرافن اکساید (از ۰ % تا ۲/۰ % وزنی سیمان (bwoc)) تحت آزمایش های کشش، فشار و خمش، نمونه های خمیره سیمان ۲۸ روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (۰۵/۰-۰) % تحت آزمایش های کشش و فشار، نمونه های بتن ۲۸ و ۹۰روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (۲/۰-۰) % تحت آزمایش فشار و نمونه های ۲۸ روزه بتن با درصد های گرافن اکساید bwoc (۲/۰-۰) % تحت آزمایش نفوذپذیری با استفاده از دستگاه "محفظه استوانه ای" قرار گرفتند. مطالعات نشان می دهد که گرافن اکساید باعث بهبود رفتار کششی، خمشی و فشاری ملات سیمان می شود به طوری که افزایش در مقاومت های خمشی و کششی بیش تر از مقاومت فشاری است. در نمونه های ملات مسلح با bwoc۰۵/۰ % گرافن اکساید افزایش در مقاومت کششی ۷۰ % و در مقاومت خمشی ۲۲ % مشاهده شد. نمونه های خمیره سیمان با bwoc۰۳/۰ % گرافن اکساید هم افزایش ۴۳ % در مقاومت فشاری و ۵۲ % در مقاومت کششی را نشان دادند. همچنین اندازه گیری مقاومت فشاری بتن نشان داد با افزودن bwoc ۱/۰ % گرافن اکساید به بتن، مقاومت فشاری ۲۸روزه تا ۲۵ % و ۹۰روزه تا ۵۰ % افزایش می یابد. نتایج آزمایش نفوذپذیری نشان می دهد که افزودن گرافن اکساید به بتن می تواند به طور موثری از نفوذ بیشتر آب به داخل بتن جلوگیری کرده و باعث بهبود دوام بتن شود.

کلیدواژه ها:

گرافن اکساید ، بتن ، نانوذرات ، مقاومت فشاری ، نفوذپذیری ، محفظه استوانه ای