In this work, several nanomaterials have been used in cementitious matrices: multi wall carbon nanotubes (MWCNTs) and nano-clays. The physico-mechanical behavior of these nanomaterials and ordinary Portland cement (OPC) was studied. The nano-clay used in this investigation was nano-kaolin. The metakaolin was prepared by thermal activation of nano-kaolin clay at 750 °C for 2 h. The organic ammonium chloride was used to aid in the exfoliation of the clay platelets. The blended cement used in this investigation consists of ordinary Portland cement, carbon nanotubes and exfoliated nano metakaolin. The OPC was substituted by 6 wt.% of cement by nano metakaolin (NMK) and the carbon nanotube was added by ratios of 0.005, 0.02, 0.05 and 0.1 wt.% of cement. The blended cement: sand ratio used in this investigation was 1:2 wt.%. The blended cement mortar was prepared using water/binder ratio of 0.5 wt.% of cement. The fresh mortar pastes were first cured at 100% relative humidity for 24 h and then cured in water for 28 days. Compressive strength, phase composition and microstructure of blended cement were investigated. The results showed that, the replacement of OPC by 6 wt.% NMK increases the compressive strength of blended mortar by 18% compared to control mix and the combination of 6 wt.% NMK and 0.02 wt.% CNTs increased the compressive strength by 29% than control

چکیده

در این تحقیق، چند نانو ماده در پوشش سیمانی مورد استفاده قرار گرفته است: نانو لوله های کربنی چند جداره (MWCNT) و نانو رس ها. رفتار فیزیکی- مکانیکی این نانو مواد و سیمان پرتلند معمولی (OPC) مورد مطالعه قرار گرفت. نانو رس مورد استفاده در این تحقیق نانوکائولن بود. متاکائولن با فعال سازی حرارتی رس نانوکائولن ˚C750 به مدت 2 ساعت آماده شد. آمونیوم کلرید آلی برای کمک به جداسازی پولک های خاک رس مورد استفاده قرار گرفت. مخلوط سیمان بکار رفته در این تحقیق شامل سیمان پرتلند معمولی، نانولوله های کربنی و نانومتاکائولن متورق می باشد. 6% وزن سیمان پرتلند معمولی با نانومتاکائولن (NMK) جایگزین شده و نانو لوله کربنی با نسبت 0.005، 0.02، 0.05 و 0.1 درصد وزن سیمان به آن اضافه گشتند. مخلوط سیمان: نسبت ماسه مورد استفاده در این تحقیق 2:1 درصد وزنی بود. ملات سیمان مخلوط شده با استفاده از نسبت آب/ ماده چسبنده 0.5 درصد وزن سیمان آماده شد. خمیر ملات تازه ابتدا در رطوبت نسبی 100٪ به مدت 24 ساعت و سپس در آب به مدت 28 روز عمل آوری شد. مقاومت فشاری، ترکیب فازی و ریزساختار مخلوط سیمان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جایگزینی 6% وزن سیمان پرتلند معمولی با نانومتاکائولن مقاومت فشاری مخلوط ملات را تا 18% نسبت به مخلوط شاهد افزایش داد و ترکیب 6% وزن نانو متاکائولن و 0.02% وزن نانو لوله های کربنی مقاومت فشاری را تا 29% نسبت به شاهد بالا برد.

1-مقدمه

رفتار مکانیکی مواد بتن به عناصر ساختاری و پدیده هایی بستگی دارد که در مقیاس میکرو و نانو رخ می دهند. در نتیجه، فناوری نانو می تواند ساختار مولکولی بتن را که منجر به بهبود در خواص حجمی مواد می شود، تغییر دهد. فناوری نانو همچنین می تواند عملکرد مکانیکی، ثبات حجم، دوام و پایداری بتن را بهبود بخشد. اثرات بنیادین فناوری نانو امکان توسعه مقرون به صرفه، با کارایی بالا و ماندگاری طولانی فرآورده های سیمان و بتن را فراهم کرده که می تواند به استفاده بی سابقه مصالح بتنی منجر شود...