تاثیر خصوصیات ارتعاشی اولتراسونیک و همگن سازی نانو سیلیس بر مشخصات مکانیکی ملات
The effect of ultrasonic vibration characteristics and homogenization of nano silica on mechanical properties of mortar
/پروین یاوری
: عمران
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۰۵ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
سازه
۱۳۹۸/۰۶/۱۶
تبریز
بتن یکی از پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی میصباشد که سیمان جزء اصلی تشکیل دهنده آن است .تولید سیمان نیازمند مصرف مقادیر زیاد انرژی بوده و نقش عمده ای در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه ای دارد .کاهش مصرف سیمان یکی از راهکارهای حفظ محیط زیست میصباشد .به عنوان مثال، نانو ذرات با توجه به دارا بودن ویژگی های خاص فیزیکی و شیمیایی، در بخش صنعت بتن، چه از نظر استحکام وچه از نظر دوام به عنوان یک روش کاهش مصرف سیمان مورد توجه قرار گرفته است .یکی از این مواد نانو سیلیس است که به عنوان ماده افزودنی در بتن استفاده میصگردد و می-تواند با هیدروکسید کلسیم ناشی از هیدراتاسیون سیمان وارد واکنش شده و باعث تراکم بیشتر بتن یا ملات گردد .با توجه به اینکه نانو ذرات دارای سطح ویژه بالایی هستند و واکنش پذیری و سرعت واکنش پوزولانی، با مقدار سطح ویژه قابل دسترسی برای واکنش متناسب است، اضافه کردن ذرات نانو سیلیس موجب بهبود خواص مکانیکی بتن میصشود .نکته قابل توجه در استفاده از نانو ذرات، تجمع یا ته نشینی آنها (agglomeration) در ماتریس سیمانی میصباشد که این پدیده بر رفتار رئولوژیک و خواص ملات سیمانی سخت شده تاثیر میصگذارد .بنابراین به افزایش نیروهای دافع بین ذرات کلوئیدی مجاور و پراکندن ذرات جامد در محلول آبی با روش های مختلف نیاز است .در این پایان نامه از دستگاه اولتراسونیک و همزن مغناطیسی برای پراکندن ۳ و ۵ و ۷ درصد نانو سیلیس در ملات سیمانی استفاده گردیده است که سطح قدرت های مختلف اولتراسونیک و زمان های عملیات پراکنده سازی متفاوتی در نظر گرفته شده است و مقاومت های فشاری و کششی نمونه های ملات برای هر یک از سطح قدرت و زمان، بدست آمده است .جهت مطالعه ریزساختار ملات سسمان حاوی نانو سیلیس از تصاویر میکروسکوپ الکترونی بهره گرفته شده است .نتایج آزمایش ها نشان دهنده برتری سطح قدرت ۱۰۰ یعنی ۴۰۰ وات و زمان ۲۵ دقیقه در افزایش مقاومت فشاری و کششی بخصوص در سنین اولیه است .مطالعه ریز ساختار ملات سیمان نیز حاکی از اثر قابل ملاحظه سطح قدرت اولتراسونیک و زمان عملیات در افزایش تراکم و بهبود ریزساختار خمیر سیمان در سنین اولیه میصباشد
Concrete is one of the most used building materials, where cement is the main component of it. Cement production requires high energy consumption and plays a major role in environmental pollution and greenhouse gas emissions. Reducing cement consumption is one of the ways to protect the environment. For example, nanoparticles have been considered in terms of strength and durability as a method of reducing cement consumption due to their specific physical and chemical properties, in the concrete industry sector. One of these materials is nano silica, which is used as an additive in concrete and can be reacted with calcium hydroxide due to hydration of cement and cause higher density of concrete or mortar. Given that nanoparticles have a high surface area and the reactivity and pozzolanic reaction speed is proportional to the amount of surface available for the reaction, the addition of nano-silica particles improves the mechanical properties of the concrete. A remarkable point in the use of nanoparticles is their agglomeration or sedimentation in the cementitious matrix, which affects the rheological behavior and properties of hardened cement mortar. Therefore, it is necessary to increase the repulsive forces between adjacent colloidal particles and to disperse solid particles in aqueous solution in different ways. In this thesis, an ultrasonic device and a magnetic stirrer have been used to disperse 3, 5, and 7 percent nano silica in a cement mortar that has different levels of ultrasonic strength and different dispersion operating times, and compressive and Tensile strength of mortar samples are obtained for each power level and time. An electronic microscope image was used to study the microstructure of cement containing nano silica. The results of the tests indicate a superior of power level of 400 watts and 25 minute in increasing compressive and tensile strength specially at early ages. The study of microstructure of cement mortar also indicates the significant effect of ultrasonic power level and operating time on increasing the density and improving the microstructure of cement paste in the early age
The effect of ultrasonic vibration characteristics and homogenization of nano silica on mechanical properties of mortar