نانو سیمان چیست؟

 

نانو سیمان چیست

نانو سیمان در زمینه کاربرد فزاینده نانو مواد مختلف در ساخت و ساز ، این مقاله با تمرکز بر اسناد مربوطه منتشر شده در دهه گذشته ،

 دانش به روز فناوری نانو را در مواد مبتنی بر سیمان بررسی می کند. افزودن نانومواد به مواد مبتنی بر سیمان ، 

مربوط به پراکندگی آنها در کامپوزیت های سیمان ، برای ارزیابی تأثیر آنها در مقاومت مواد بر پایه سیمان در برابر زوال فیزیکی 

، زوال شیمیایی و خوردگی تقویت کننده بررسی شده است. 

این بررسی همچنین مدل پیشنهادی مقیاس نانو از فعل و انفعالات بین نانومواد مخلوط و

 محصولات هیدراتاسیون سیمان را بررسی می کند. سرانجام ، 

خلاصه ای از پیشرفت های اخیر در عملکرد پیشرفته که به طور خلاصه تکنیک های توصیف خصوصیات مواد مبتنی بر سیمان در مقیاس نانو را جمع بندی می کند.

 

نانو سیمان

در صنعت ساخت و ساز ، خمیر سیمان ، ملات و بتن به دلیل سهولت تولید ، کم هزینه بودن ،

عملکرد خوب و کاربردهای انعطاف پذیر ، از متداول ترین مصالح هستند.

با این حال ، معایب این مواد مبتنی بر سیمان (CBMS) ، از جمله مقاومت کششی کم ، حساسیت به ترک خوردگی

(اگر تنش کششی ناشی از خرابی بیش از مقاومت کششی باشد) و احتمال آسیب ناگهانی

(به دلیل ماهیت شکننده آنها) ، منجر به چندین مسیر تخریب در خصوصیات فنی CBMS و هزینه های بالای تعمیر شد

[1]. به عنوان محصول اصلی برای هیدراتاسیون سیمان ، هیدراتهای سیلیکات کلسیم (C – S – H)

فاز اصلی ترکیب سنگدانه ها با یکدیگر ، تشکیل مقاومت و سایر خصوصیات مهندسی ماکروسکوپی CBMS است.

اندازه واحد ساختاری اساسی C – S – H در محدوده نانومتر است.

درک ویژگی های C – S – H در مقیاس نانو باید دستکاری موثر در ماهیت فیزیکوشیمیایی CBMS را تسهیل کند

[2]. بنابراین ، استفاده از نانومواد در CBMS ، که تأثیر قابل توجهی در اصلاح C – S – H دارد ،

یکی از بهترین راه ها برای رفع نگرانی های فوق در مورد CBMS است.

اخیراً ، استفاده از نانومواد برای بهبود خواص مکانیکی و دوام CBMS مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

اعتقاد بر این است که اثرات بهبود یافته با مخلوط کردن نانو مواد در CBMS عمدتا از طریق دو روش تحقق می یابد:

(1) نقش یک پرکننده عالی و (2) شامل هیدراتاسیون سیمان [3،4].

اثر فوتوکاتالیستی نانوتیتان نیز به طور معمول در ادبیات گزارش می شود ،

که به سطح CBMS توانایی تمیز کردن خود در حضور نور ماوراlet بنفش را می دهد [5].

با این حال ، کاربردی شدن کامپوزیت های سیمان با مخلوط کردن نانومواد از حوصله این بررسی خارج است.

این کار بر روی افزایش مقاومت CBMS در برابر زوال فیزیکی ، زوال شیمیایی و خوردگی میلگرد با استفاده از فناوری نانو متمرکز است.

علی رغم این واقعیت که نانومواد می توانند در برخی از خواص CBMS نقص ایجاد کنند ،

مانند کاهش کارایی به دلیل تقاضای زیاد آب برای این ذرات فوق ریز ، اثرات مفید آن بر خصوصیات فنی CBMS به وضوح نشان داده شده است

[4]. متداول ترین نانومواد ، ذرات کروی در مقیاس نانو (nano-SiO2 ، TiO2 ، Al2O3 ، Fe2O3 و غیره) ،

نانولوله ها و الیاف (نانولوله های کربنی و نانوالیاف کربنی) و نانوترومبوسیت ها (نانو رس ، گرافن و گرافیت o) هستند.

شرکت هایی که در زمینه نانو سیمان خدمات ارائه میدهند عبارتند از نانو شیلد و ساختمان چی و فابر شیمی 

 

پراکندگی نانو مواد در CBMS

نوع و دوز نانومواد و فناوری های نانو مرتبط با آن در ادبیات دانشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است

ممکن است با واقعیت های موجود در عمل متفاوت باشد

[5]. یک مشکل اساسی که از استفاده از مواد نانو در CBMS جلوگیری می کند ،

پراکندگی آنهاست که برای اثربخشی باز کردن قفل پتانسیل نانومواد ناخالصی و

بهبود خواص کامپوزیت های سیمانی بسیار مهم است.

تا به امروز ، روش کمی پذیرفته شده برای تعیین مقدار پراکندگی نانومواد در یک ماتریس سیمان وجود نداشته است.

بیشتر مطالعات یک روش غیرمستقیم را اتخاذ می کند که خصوصیات مکانیکی CBMS را اندازه گیری می کند

تا منعکس کننده وجود تجمع مواد نانو در کامپوزیت های سیمان باشد.

این امر بر این اساس استوار است که نانومواد ضعیف پراکنده موجود در ماتریس تمایل به جمع شدن دارند

و به دلیل مقاومت جذاب ون در والس ، دسته ها ، خوشه ها یا دسته هایی را تشکیل می دهند ،

برخی از آنها به عنوان نقص در ماتریس عمل می کنند و در نتیجه خواص مکانیکی را خراب می کنند.

کامپوزیت های سیمان [11،12،13]. به عنوان مثال ، پراکنده شدن نانولوله های کربنی

(CNT) از نوع آبگریز به طور یکنواخت در کامپوزیت های سیمان دشوار است [5،11].

یک مطالعه توسط Rocha و Ludvig [11] نشان داد که دوز بهینه 0.05٪ از نظر وزنی برای CNT وجود دارد

که باید در ماتریس سیمان گنجانده شود ، که در خارج از آن تجمع CNT می تواند رخ دهد و

منجر به افزایش مکانیکی خواص خمیر سیمان. در این مطالعه ، CNT با تیمار سطحی عملکردی نشد ،

اما در یک محیط ایزوپروپانول غیرآبی با استفاده از سونوگرافی به مدت 2 ساعت پراکنده شد.

به طور کلی ، دو روش وجود دارد که CNT را برای ترویج پراکندگی و جلوگیری از تجمع آن عملکرد می بخشد ،

یعنی روش های کووالانسی و غیر کووالانسی [13،14].

روش عملکرد کووالانسی شامل القا induc گروههای عملکردی شیمیایی در دیواره های جانبی CNT و

در نتیجه چسبندگی CNT به ماتریس سیمان است.

در نتیجه می توان به پراکندگی خوب CNT در کامپوزیت های سیمان دست یافت.

با این حال ، برخی از نویسندگان [15] پیشنهاد می کنند که گروه های عملکردی ناشی از آن می توانند

مقاومت مکانیکی CNT ها را کاهش دهند ، بنابراین بر عملکرد کامپوزیت ها تأثیر منفی می گذارد.

به همین ترتیب ، روش عملکرد غیر کووالانسی ، که سطح CNT را با یک سورفکتانت (مثلاً فوق روان کننده) تصفیه می کند

یا از نانومواد دیگر همراه با CNT استفاده می کند ، محبوب شده است

[14،16،17]. منگ و همکاران [13] نشان داد که فوق روان کننده اتر پلی کربوکسیلات (PCE) می تواند

پراکندگی CNT را بهبود بخشد و تمایل تجمع آن در آب را کاهش دهد.

در مطالعه آنها ، یک فوق روان کننده خاص ، یعنی یک ابر روان کننده

پلی کربوکسیلات اصلاح شده با سیکلودکسترین (PACD) ، به عنوان سورفاکتانت

برای پراکندگی CNT چند دیواره (MWCNT) استفاده شد. شکل 2 مکانیسم پراکندگی

MWCNT را با استفاده از PACD نشان می دهد ، که اثر دو برابر تداخل استریک و

دافعه الکترواستاتیکی را نشان می دهد ، که هر دو از نزدیک شدن CNT به یکدیگر جلوگیری می کنند.

با استفاده از روش سل-ژل ، استینوسکی و همکاران. [18] CNT را با نانوسیلیکون

کاربردی کرد و گزارش داد که ثبات پراکندگی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

=======================================================================================

 , , ,

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>