_hhbf.jpg)
تاثیرات ژل نانوسیلیس بر مقاومت سایشی بتن
خلاصه : مقاومت بتن میتواند با افزودن مقداری اندکی (ژل نانوسیلیس ) به طور چشمگیری افزایش یابد و باعث طول عمر بتن شود.
در این پژوهش به اثر ژل نانوسیلیس بر مقاومت سایشی بتن پرداخته ایم
در مورد تاثیرات شگرف ژل نانوسیلیس استحکام بخش و آببند بتن ، که علاوه بر افزایش مقاومت سایشی ، باعث افزایش مقاومت های فشاری و کششی و همچنین باعث آببندی بتن و رنگی شدن بتن نیز میشود در مقاله ای دیگر توضیح خواهیم داد
آغاز :
همه آزمایشها در آزمایشگاه بتن در دوره های عمل آوری ۷، ۲۸ و ٤۲ روزه انجام شد و آزمایشهای سایشی متعدد روی نمونه ها انجام شد.
نتایج نشان دهنده اینست که با اضافه کردن ژل نانوسیلیس به بتن، مقاومت سایشی آنها در مقایسه با بتن ،معمولی افزایش یافت تکنولوژی نانو یک تکنولوژی بسیار موثر در صنعت است و منظور از کاربرد مواد در مقیاس نانو ، حصول نتایج بیشتر و بهینه تر از مواد ساختمانی است .
کاربرد بتن در سازه ها همواره توسعه مییابد و در پژوهش ها، برای کاربرد بتن در سازه ها، تلاشها به گونه ای است که بتوان مقدار آب بـتن را کم کرد چون افزایش مقاومت های بـتن با
کم شدن مقدار آب مصرفی صورت می‌گیرد و بـا افزایش پیوستگی بین عناصر بـتن، مقاومـت سایشـی نیز افزایش پیدا می‌کند
در ترکیب بـتن هـر مقدار آب
کمتر شود ( منوط براینکه تـراکم و عمـل آوری بتن بطور صحیح بوده باشد ) درصد کیفیت بالا خواهد رفت و از طرف دیگر ، سیلیس نقـش بسزایی در پرکنندگی بتن دارد
اضافه کردن نانوسیلیس ، باعث کاهش زمـان گیـرش اولیه میشود
ژل نانوســیلیس باعث تراکم زیاد بتن می شود و در مقایسه با بتن معمولی ، نفوذناپذیری و فعالیـت پوزولانی بتن حاوی ژل نانوسـیلیس بسـیار زیادتر اسـت .
برخی محققین ، تأثیر ات میکروسیلیس و پلیمـر R.B.S در مقاومـت سایشی بـتن را بررسی و نتیجـه گرفتنـد بـا کـه افـزایش 10 درصد میکروسیلیس ،مقاومت سایشی بتن ۱۵ درصـد افزایش یافت و
بـا افـزایش 10 درصـد پلیمـر، مقاومـت سایشـی بـتن 30 درصـــد افـــزایش یافت
تأثیر ژل نانوسیلیس در مقاومت فشاری بتن
با افـزایش مقـدار ژل نانوسـیلیس ، مقاومـت فشاری بتن نیز افزایش می یابـد امـا بـا افـزایش درصـد
نانوآهن و مونتموریلونیت تغییر سـاختار آلـی ،ایجاد میشـود و میـزان مقاومـت فشـاری کاهش می یابـد محقق دیگری در تحقیقـات ، به بررسی تأثیر مـواد نـانویی بـر خـواص بـتن خـودمتراکم پرداخت. نتایج کار وی نشـان مـی دهـد کـه دسـتیابی بـه ساخت بتن خودمتراکم با مواد نانوسیلیس، مقاومت فشاری
90 روزه را تا ۵۲ مگاپاسکال افزایش داده است .
پژوهشگر دیگر در پژوهش خود ، تـأثیر نانوسیلیس بر خواص چسبندگی خمیر سیمان سخت شده را بر مقاومت خمیر سیمان بررسـی کردنـد و نتـایج نشــان دهنده افــزایش 3 درصــد نانوســیلیس بـه خمیــر ســیمان، فضـاهای خـالی ، کم می شود و چسبندگی با افـزودن نانوسیلیس ، بهبود پیدا می‌کند و مقاومت افزایش مییابد .
محققان دیگری با بررسی خصوصیات ملاتهـای سـیمان حاوی ذرات نانوسیلیس نتیجـه گرفتند کـه
مقاو مت فشـاری مـلات دارای ذرات نانوسـیلیس بسیار بیشـتر از مقاومت فشاری ملات حـاوی دودة سیلیسـی 28 و 7 روزه است.
پژوهشگران ایرانی بـا بررسـی اثـر نانوسـیلیس در مقاومت فشاری و سایشی بتن به این نتیجه رسیدند که بـا استفاده از ۳ درصد نانوسیلیس و کاهش نسـبت آب بـه سیمان ، مقاومت های فشاری و سایشی 28 روزه بـه ترتیـب 36/13و 34/4 درصـــد افـــزایش یافت
محققان خارجی با بررسی استفاده از ژل نانو سیلیس در بتن برای افزایش مقاومـت سایشـی آن ، نتیجه گرفتند که تأثیر نانوسیلیس در ترکیـب بـتن، مقاومت سایشـی بـتن را ۱۷ درصد افـزایش داد .
هنگامی که هدف، رسـیدن بـه مقـاومتی بـالا باشد ، مصـرف فوق روان کننـده هـای قـوی (پادنار ) میتواند درصد مصرف آب را به میزان 35 تـا 25 درصد کـاهش دهـد در نتیجه با استفاده از نسبت پایین آب به سیمان، بتن با مقاومت های بالا ساخته میشود
در آزمایش مذکور ،از فوق روان کننده با نام تجاری پادنار اسـتفاده شده است.که با کاهش آب مصرفی همـراه بوده اسـت و مقاومـتهــای اولیــه و نهــایی بـتن را افــزایش مــی دهــد.
همچنــین ، مصــرف ایــن مــاده از انقبــاض و خــزش بــتن جلـوگیری مـیکنـد، سـبب کـاهش نفوذپـذیری بـتن میشود و هوای اضافی بتن را تا 70 درصد خارج مـی کنـد
نانو سیلیس ترکیب شده با فوق روان کننده که تبدیل به ژل نانوسیلیس میشود باعث چسـبندگی و پرکننـدگی بـتن بـا عملکـرد بـالا میشود .
همچنین ژل نانوسیلیس مـدت زمـان گیـرش اولیـه را کـاهش میدهد
در بتن حاوی ژل نانوسـیلیس، واکـنش شیمیایی سیمان تغییر کرده و باعـث کـاهش حـرارت
هیدراتاسیون آن میشود و با توجه به نانویی بودن ذرات (کــه بســیار کو چــک اســت) و فضــاهای ریــز بــین سنگدانه ها و ذرات سـیمان را پـر مـیکند ، چسـبندگی در ترکیب سیمان را بالا میبرد که ایـن امـر موجـب افـزایش مقاومت سایشی بتن میشـود .
لذا افزودن ژل نانوسیلیس به میزان مناسب در بتن ،باعث ترکیب و شرکت آن در واکنش هیدراتاسـیون سـیمان و جـذب آهـک حاصـل از هیدراتاسـیون سـیمان میشـود کـه بـر اثـر اضـافه کـردن آب بـه سـیمان تولیـد خواهد شد. این امر باعث جلـوگیری از افـزایش حـرارت در بتن و پوک نشدن بتن میشود.
اثرات فوق روان کننده بر مقاومت سایشی بتن
بر اساس نتایج آزمایشهای انجام شده بـــتن حـــاوی درصـــدهای مختلـــف فـــوق روان کننـــده ترکیبی با نانوسیلیس و میکروسیلیس مشـخص می‌کند کــه افــزایش مقاومــت سایشــی نمونــه هــای بــتن در زمــانهــای عمــل آوری ،نســبت بــه نمونــه هــای شاهد رخ میدهـدعلت افزایش مقاومـت نمونـه هـای بـتن حـاوی فوق روان کننده، کاهش نسبت آب به سیمان است که باعث افزایش مقاومت سایشی میشود زیرا فضای خالی بتن بعد از گیرش و سـخت شـدن و تبخیـر آب بـتن کـم میشود این خود عامل مهمی برای افـزایش مقاومـت هـای بتن ترکیبی با ژل نانوسیلیس ترکیبی از نانوسیلیس و فوق روان کننده و میکروسیلیس است. در این آزمایشها بـه دلیل اینکه نسبت آب به سیمان ثابت در نظر گرفتـه شـده است، با کم شدن آب مخلـوط بـتن، سـیمان مصـرفی نیـز کاهش مییابد و از طرفـی سـرعت واکـنش هیدراتاسـیون خمیر سیمان کم می شود در نتیجه حـرارت گیـرش بـتن کاهش و مدت زمان آن افزایش مـی یابـد کـه ایـن فراینـد، باعث جلوگیری از جمع شدگی، پوکی، کاهش خـزش بـتن سخت شده و نهایتاً افزایش مقاومت سایشـی بـتن خواهـد شد .
بررسی اثر نانوسیلیس بر مقاومت سایشـی بـتن بـا سیمان تیپ 2 در مقایسه با فوق روان کننده تنها، بـا مقایسـة تـأثیر نانوسـیلیس و فـوق روان کننـده بـر مقاومت سایشی نمونه های بتنی سـاخته شـده بـا سـیمان 2 تیپ ، مشاهده میشود که اولاً مقاومت ایجاد شده بر اثـر نانوسیلیس ، نسبت بـه مقاومـت ایجـاد شـده بـر اثـر فـوق روان کننده بیش از ۲۰ درصد افزایش مییابد درپایان ذکر این نکته که در ایـن پژوهش افـت جـرم بـه عنـوان معیـاری بـرای مقاومت سایشی بر حسب گرم بررسی شد که نشان دهنده اختلاف جرم نمونه های بتن قبل و بعد از آزمـایش سـایش اسـت و همچنـین نشـان مـیدهـد کـه در
نمونــه هــای ســاخته شــده بــا ســیمان تیــپ 2 ،مقاومــت نمونه های حاوی ژل نانوسیلیس ، نسبت به مقاومت نمونه هـایی که فقط حاوی فوق روان کننـده بودند در ، دوره هـای عمـل آوری مختلـف به طور متوسط 15/86 درصد افزایش داشت با افزودت 10 درصـد ژل نانوسـیلیس ایـن میـزان افزایش به 42/8 درصد است .
به طور کلی نتایج بررسیها نشان میدهد که اسـتفاده از نانوسیلیس در قسمتهای حساس سازه های آبی کـه در معرض سایش و خـوردگی هسـتند (سـرریزها، سـتون هـا، حوضچه های آرامش و تخلیـة رسـو ب) فنـی و مقـرون بـه صرفه است.
معرفی نهایی ژل نانوسیلیس استحکام بخش آببند بتن
ترکیبی از نانوسیلیس ، نانو عایق، میکروسیلیس ،پلی کربوکسیلات اتر والیاف میباشد که موجب افزایش مقاومت شیمیایی وفیزیکی وضد آب شدن بتن ( مقاومت در برابر فشار مثبت و منفی) میشود.
(افزودن نانو سیلیس به مخلوط بتن باعث می گردد Sio2 فعال آن با محلول هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 آزاد موجود در منافذ موئین بتن ترکیب گردد و کریستال سیلیکات کلسیم نا محلول تولید نماید و در نهایت باعث تراکم ساختار خمیر سیمان و کاهش نفوذپذیری وافزایش مقاومت بتن به چهارنوع می گردد.
- افزایش مقاومت فشاری وخمشی وکششی بتن
- افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش
- کاهش قابل توجه نفوذ پذیری بتن
- جلوگیری از نفوذ یون کلر و سولفاتها وسایر مواد شیمیایی مخرب به داخل بتن به دلیل خصوصیات بالا از آن جهت بهبود خواص مکانیکی و افزایش دوام بتن در کشورهای پیشرفته رو به افزایش است و نانو سیلیس با حالت غیر کریستالی به شکل ذرات بی نهایت ریز با قطر نانونی برای استفاده به عنوان یک ماده سیمانی در بتن بسیار مناسب است و با استاندارد ASTM C1240 مطابقت دارد. )
نانو سیلیس بر بتن دو اثر جداگانه دارد:
- اثر شیمیایی: (واکنش پوزولانی) سیلیس با کلسیم هیدروکسید ، ژلCSH بیشتری را در مرحله پایانی تشکیل می دهد.
- اثر فیزیکی: چون نانو سیلیس 100000 مرتبه کوچکتر از ذرات تشکیل دهنده سیمان است در نتیجه نانو سیلیس میتواند حفره های باقی مانده موجود در بتن را پراکنده و در نتیجه دانسیته (چگالی ) بتن را افزایش دهد.
افزایش نانو سیلیس به دوغاب سیمان و بتن موجب اثرات مختلفی می شود . یکی از این ذرات اثر شتاب دهندگی است که مکانیسم اصلی این تاثیر مربوط به سطح ویژه ی بالای نانو سیلیس است چون این ذرات بعنوان محل هسته زایی برای تشکیل ژل CSH عمل می کنند. همچنین اثر شتاب دهنده که در نتیجه افزایش نانو سیلیکا به وجود می آید به طور غیر مستقیم به وسیله اندازه گیری تغییر ویسکوزیته دوغاب سیمان تعیین می شود.
نتایج آزمایشات نشان میدهد که نانو سیلیس می تواند میکرو ساختار بتن را بهبود بخشد و نفوذپذیری آب در بتن سخت را کاهش دهد.
بیشترین اثری که از افزایش نانو سیلیکا گزارش شده ، تاثیر این نانو ذرات بر خواص مکانیکی بتن بوده است.
افزایش نانو سیلیس موجب افزایش چگالی ، کاهش تخلخل و بهبود استحکام پیوند بین سیمان و مصالح می شود.
بتن های تولید شده با نانو سیلیس استحکام فشاری و خمشی بسیار بالاتری را از خود نشان می دهند برای مشاهده این اثرات مفید،غلظت این ذرات باید در حد مجاز کنترل شود.
در مورد بتن های زیستی و خود متراکم استفاده از این نانو ذرات ضروری است .
ژل نانو سیلیس در بتن های HPC , SSC بعنوان یک عامل ضد روان کننده استفاده میشود. این ذرات همچنین برای افزایش انسجام بتن و کاهش تمایل به جدا شدن استفاده می شود.
-موارد مصرف:
-1) اجرای بتن در سواحل دریا، اسلکه ها و پلها
-2) ساخت بتن های با مقاومت بالا
-3) ساخت بتن سدها، کانالها، تونلها، مخازن و منابع آب
-4) کف سازی و نماسازی
-5) ساخت بتن های در معرض خوردگی
-نکات ایمنی:
-در صورت تماس با پوست، با آب و صابون بشوئید و در صورت تماس با چشم ویا مخاطهای تنفسی با آب گرم -بشوئید
-نکات زیست محیطی:
-مقادیر اضافی را در آب و یا خاک نریزید.
روش و میزان مصرف :
این ژل در هنگام ساخت بتن به مخلوط بتن اضافه میشود ومیزان مصرف آن ۳۰ کیلوگرم برای هرمتر مکعب بتن است
سخن نهایی:
لطفا درصورت نیاز به ژل نانوسیلیس ، جهت جستجوی متریال مناسب حتما کلمه کامل ژل نانوسیلیس استحکام بخش وآب بند بتن را جستجو نمایید
جهت دریافت مشاوره رایگان محصولات و اخذ اطلاعات تخصصی با شماره های زیر تماس بگیرید :
09127606716
09305501606
09303613350
دبکوپاک همیشه پاک