Abstract
Concrete is the most versatile material due to the persistent and continuous demands made on concrete, Engineers are continually pushing the limits to improve its performance with the help of innovative chemical admixtures and supplementary cementitious materials like fly ash, silica fume, granulated blast furnace slag and steel slag etc… The use of large quantity of cement produces increasing co2 emissions and consequence the green house effect. A method to reduce the cement content in concrete mixes is the use of silica fume which is an amorphous (non-crystalline) polymorph of silicon dioxide, silica. It is an ultra fine powder collected as a byproduct of the silicon and ferrosilicon alloy production with an average particle diameter of 0.1 to 0.5 μ. The past investigations reveled that silica fume was an excellent pozzolanic material in producing High performance concrete (HPC). Nano technology is one of the most promising areas of science. The use of nano materials in concrete is new revolution. Nano materials like nano silica, nano titanium oxide, carbon nano tubes, nano alumina etc… which are presently used in concrete to modify its strength properties. In the present study strength properties such as Compressive strength, split tensile strength and flexural strength of M40 and M50 grades of concrete with the use of micro silica (5%, 7.5%, 10%, 15%) and nano silica (1%, 1.5%, 2%, 2.5%) as partial replacement of cement were studied. It was found from the experimental study that concrete composites with superior properties can be produced using micro silica, nano silica and combination of micro silica and nano silica
چکیده
با توجه تقاضای مداوم و مستمر بتن، که ماده ی قابل انعطاف و چند منظوره است، مهندسین همواره در پی آن هستند تا با کنار گذاشتن محدودیت های بتن، عملکرد آن را با کمک مواد افزودنی شیمیایی نوآورانه و مواد مکمل سیمان مانند خاکستر بادی، سیلیکافیوم (میکرو سیلیس یا دوده سیلیس)، گرانول سربار کوره و سربار فولاد و غیره ... بهبود بخشند. کاربرد مقدار زیاد سیمان موجب افزایش انتشار گاز CO2 و تاثیر گلخانه ای می شود. یک روش برای کاهش محتوای سیمان در مخلوط های بتنی، کاربرد سیلیکافیوم یا میکرو سیلیس است که یک چند شکلی (غیر بلوری) از دی اکسید سیلیکون، سیلیکا می باشد. این پودر بسیار ریز به عنوان یک فرآورده ی جانبی تولید سیلیکون و آلیاژ فرو سیلیکون با میانگین قطر ذرات 0.1 – 0.5 
جمع آوری می شود. تحقیقات گذشته نشان داده است که میکرو سیلیس یک ماده ی پوزولانی بسیار عالی در تولید بتن با عملکرد بالا (HPC) می باشد.
نانو تکنولوژی یکی از امید بخش ترین رشته های علمی است. کاربرد مواد نانو در بتن، انقلابی جدید است. مواد نانو مانند نانو سیلیس، نانو اکسید تیتانیوم، نانو لوله های کربنی، نانو آلومینا و غیره ... که در حال حاضر در بتن مورد استفاده قرار می گیرند، برای اصلاح و تغییر خواص مقاومتی آن است. در این مطالعه، ویژگیهای مقاومتی مانند مقاومت فشاری، مقاومت کششی شکاف خوردگی (ترک)، و مقاومت خمشی گریدهای M40 و M50 بتن با استفاده از میکرو سیلیس (5%, 7.5%, 10%, 15%) و نانو سیلیس (1%, 1.5%, 2%, 2.5%) به صورت جایگزین جزئی سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مطالعات تجربی مشخص شده است که می توان با استفاده از نانو سیلیس و ترکیبی از میکرو سیلیس و نانو سیلیس، کامپوزیت های بتن با خواص و ویژگیهای برتر تولید نمود.
1-مقدمه
بتن، از جمله مصالح ساختمانی با بیشترین کاربرد در جهان است. در سال های اخیر، محققان بر بهبود کیفیت بتن با توجه به خواص مکانیکی و دوام آن تمرکز داشته اند. این امر با استفاده از مواد مکمل سیمانی قابل دستیابی است. از میان این مواد سیمانی مکمل، سیلیکا فیوم یکی از ضایعات صنعتی است که هر ساله چندین تُن از آن در کشور ما (هندوستان) تولید می شود. اولین تست سیلیکافیوم در بتن های مبتنی بر سیمان پورتلند در سال 1952 انجام شده است. بزرگترین اشکال در بررسی خواص سیلیکا فیوم (میکرو سیلیس)، فقدان ماده ای بود که آزمایش با آن انجام شود. در تحقیقات اولیه، از یک افزودنی گران قیمت با عنوان فیوم سیلیکا (fumed silica) استفاده شد که یک فرم آمورف (بی شکل) سیلیکا بود که از طریق احتراق تترا کلرید سیلیکون در یک شعله ی هیدروژن – اکسیژن ساخته می شد. به عبارت دیگر، سیلیکا فیوم یک ماده ی پوزولانی بسیار ریز است. و یک محصول جانبی ناشی از تولید فلز سیلیکون یا آلیاژهای فرو سیلیکونی می باشد....