تاثیر نانو ذرات گرافن بر روی مشخصات مکانیکی و دوام بتن های معمولی

میزان تخلخل بتن تاثیر قابل توجهی روی جذب آب در ساختار بتن دارد. نفوذ پذیری بالای بتن به مولکول های واکنش زا اجازه ورود می دهد که در نهایت ممکن است منجر به از بین رفتن پایداری شیمیایی محصولات سیمانی شود. از طرفی، وجود گرادیان دمایی در سطح داخلی و خارجی قطعه بتن می تواند دوام بتن را تهدید کند و در نهایت افزایش هدایت الکتریکی مواد مرکب پتانسیل استفاده از بتن را در کاربردهایی که در آن اتلاف الکترواستاتیکی موضوعیت دارد، مطلوب است نانوصفحات گرافن ساختار صفحه ای دارند که هیدروفوب است و آب به دلیل تمایل نداشتن به سطح گرافن در آن جاری نمی شود. علاوه بر این به دلیل هدایت حرارتی و الکتریکی بالا می تواند موارد مطرح شده در بالا را مرتفع سازد. به دلیل مساحت سطح بالا و دانسته پایین در کمترین مقدار می تواند تاثیر چشمگیری در خواص بتن داشته باشد بدون انکه وزن بتن را افزایش دهد. اما به دلیل ذات هیدروفوب پراکنش یکنواخت آن مشکل ساز است. به دلیل عدم پراکنش مناسب گرافن، ابتدا نانوصفحات گرافن اکسید به روش هامر اصلاح شده از پولک های گرافیتی تهیه و بعد از پراکنش در بتن از طریق حرارت به گرافن احیاء شد. در این پژوهش آزمایشگاهی از 4 طرح اختلاط بتنی با برنامه های آزمایشگاهی 7 و 14 و 28 و 90 روزه بهره گرفته شده است. طرح اول شامل طرح اختلاط نمونه های شاهد است، طرح دوم شامل نمونه های بتنی در شرایط محیطی اتوکلاو است، طرح سوم شامل نمونه های بتنی با جایگزینی نانو اکسید گرافن نسبت به سیمان با درصد 0/05 و طرح چهارم نمونه های بتنی با جایگزینی نانوگرافن نسبت به سیمان با درصد 0/05 در شرایط محیطی اتوکلاو می باشد. نتایج XRD نشان داد، پولک های گرافیتی به خوبی با استفاده از روش هامر اصلاح شده به نانوصفحات گرافن اکسید تبدیل شده است. اندازه گیری خواص مکانیکی تعیین نمود با افزودن 0/05 درصد وزنی گرافن اکسید به بتن که در محیط اتوکلاو به نانو صفحات گرافن احیا شده است مقاومت فشاری 32/25 تا 17/14 درصد ، مقاومت کششی 56/22تا 65/15 درصد و مدول الاستیسیته دینامیکی 16/4 درصد افزایش داشته است. درصد جذب آب تا 60/2 درصد کاهش داشته است و مقاومت الکتریکی 38/5 درصد کاهش داشته، که ویژگی رسانایی با مقاومت و دوام بیشتر را به بتن اضافه کرده است

کلیدواژه ها:

گرافن اکسید ، گرافن ، مقاومت مکانیکی ، جذب آب ، مقاومت الکتریکی