بررسی اثر نسبت های پایین مقدار نانوذرات جایگزین‌شده به سیمان کاهش‌یافته در بتن های پرمقاومت (بررسی ویژگی های مکانیکی و ریزساختاری)

نویسندگان

چکیده

در این مقاله به بررسی جایگزینی سیمان با نانوذرات سیلیس می‌پردازیم. این جایگزینی به نسبت 1 به 1 نمی‌باشد. چراکه تاکنون جایگزینی سیمان با هر ماده پوزولانی یا پودری به مقداری ‌بود که سیمان کاسته شده است. بر همین اساس، در این پژوهش نانوذرات سیلیس در حد مقادیر کم (3-0%) به مخلوط بتن اضافه گردیدند، اما کاهش سیمان با درصد بالاتر و ثابتی صورت پذیرفت (10% کاهش مقدار سیمان). این موضوع به چند دلیل صورت پذیرفت. اول آنکه نانوذرات به سبب سطح ویژۀ بالایشان به راحتی در کل مخلوط پخش نمی‌شوند و ممکن است در بعضی از نواحی انتقالی داخلی کلوخه‌های کم مقاومتی را ایجاد نمایند. لذا به‌کارگیری درصدها یا مقادیر بالای نانوذرات در راستای بهبود ویژگی‌های مقاومتی و دوامی بتن‌های حاصله به سرانجام نخواهد رسید. دومین علت که علت اصلی این پژوهش نیز می‌باشد بدین صورت است که هدف بررسی اثر جایگزینی مقادیر کم نانوذرات با مقادیر به نسبت بالاتر سیمان می‌باشد. چراکه به علت قیمت بالای نانوذرات سیلیس، به‌کارگیری مقادیر بالای این ماده حتی با وجود امکانات مناسب پخش این ذرات مقرون به صرفه نخواهد بود. از طرفی کاهش سیمان نیز در حد معقول جایگزینی‌های معمولی و متعارف صورت پذیرفته باشد و بدین گونه توانایی نانوذرات سیلیس به خوبی آشکار می‌گردد. چراکه سیمان مادۀ اصلی چسبندگی در بتن و مصالح پایه سیمانی می‌باشد و کمبود آن طبیعتاً با کاهش مقاومت بتن‌های ثانویه نسبت به طرح مبنا همراه خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on Application of Low Percentages of Nano-Particles As A Replacement of Reduced Cement in The High Strength Concrete (Mechanical and Micro-Structural Investigation)

نویسندگان [English]

  • Payam Hosseini
  • hadi Bahadori
  • ebrahim Eslami
  • siavash vahidi
چکیده [English]

In this study the replacement of cement by nano-silica particles is investigated. This replacement ratio is not one by one. Up to now, the replacement of cement by any kind of pozzolanic or powder material has been held equal to the percent of cement reduction. Consequently, in this investigation, nano-silica particles were added in low quantities (0-3%), while concurrently the reduction of cement was applied with constant higher percentage (10% cement reduction). This trend was considered based on different reasons. Firstly, nano-particles do not scatter in the mixture appropriately because of their high specific surface area; so they may produce clogs with low strength transition zone. Hence the application of large amounts of nano-silica particles to develop the strength and durability of concrete is not practical and useful. The second reason, which is the main objective of this study, is replacement of high amount of cement by relatively low amount of nano-particles. Using nano-particles even with the existence of proper apparatus to disperse these particles are not economical regarding their high expenses. On the other hand, the reduction of cement in conventional and logical amounts have been applied which clearly manifests the nano-particles ability. According to the high usage of cement as the main binding material, the lower cement quantity will result in lower strength of secondary concretes respect to basic mixture

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nano
  • particles to reduced cement quantity proportions
  • high strength concrete
  • compressive strength
  • Flexural strength
  • micro
  • Structure