بهینه‌سازی نفوذپذیری و دوام بتن معمولی با استفاده از نانوذرات اکسید سیلیس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر، ایران

10.22124/jcr.2026.32397.1728

چکیده

دوام سازه‌های بتنی یکی از عوامل اساسی در تعیین عمر مفید آن‌هاست، به‌ویژه هنگامی که بتن در معرض محیط‌های مهاجم قرار می‌گیرد. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر نانوذرات اکسید سیلیس (SiO₂) بر بهبود دوام و کاهش نفوذپذیری بتن است. در این تحقیق، نانوذرات سیلیس با درصدهای مختلف جایگزین بخشی از سیمان در طرح اختلاط بتن شده و نمونه‌ها از نظر نفوذپذیری، تخلخل و مقاومت در برابر حملات سولفاتی مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد استفاده از نانوذرات، در صورت پراکندگی مناسب، موجب افزایش همگنی و انسجام بتن، کاهش نفوذپذیری و تخلخل، و بهبود چسبندگی خمیر سیمان می‌شود. واکنش پوزولانی نانوذرات با هیدروکسید کلسیم سبب تشکیل ژل‌های مقاوم‌تر و کاهش مسیرهای نفوذ عوامل مخرب گردیده است. همچنین بتن حاوی نانوذرات از مقاومت بالاتری در برابر حملات سولفاتی برخوردار بوده و دوام آن در بلندمدت افزایش یافته است. به‌طور کلی، افزودن نانوذرات اکسید سیلیس را می‌توان راهکاری کارآمد برای ارتقای دوام و پایداری بتن در شرایط محیطی مهاجم دانست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Permeability and Durability of Normal Concrete Using Silicon Dioxide Nanoparticles

نویسنده [English]

  • farhad pirmohammadi alishah
Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Shabestar Branch, Shabestar, Iran
چکیده [English]

The durability of concrete structures is a decisive factor in their service life, especially when exposed to aggressive environments. This study aims to investigate the effects of silica oxide nanoparticles (SiO₂) on improving the durability and reducing the permeability of concrete. In this research, SiO₂ nanoparticles were used as partial replacements for cement in various mix designs, and the prepared samples were tested for permeability, porosity, and resistance to sulfate attack. The results revealed that the incorporation of well-dispersed nanoparticles enhances the homogeneity and cohesion of concrete, significantly reduces permeability and pore volume, and improves the viscosity and bonding properties of the cement paste. The pozzolanic reaction between nanoparticles and calcium hydroxide leads to the formation of more durable gels, which block the pathways of harmful agents. Furthermore, concretes containing silica nanoparticles exhibited higher resistance to sulfate attack and improved long-term durability. Overall, the incorporation of silica oxide nanoparticles can be considered an effective approach to enhance concrete durability and stability in harsh environmental conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete
  • Metal Oxide Nanoparticles
  • Compressive Strength
  • Permeability
  • Microstructure