PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Wpływ nanocząsteczek grafitu na wytrzymałość i odporność na karbonatyzację zaprawy cementowej

Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Effect of graphite nanoparticles on strength and carbonation performance of cement mortar
Języki publikacji
PL EN
Abstrakty
PL
Wytrzymałość i odporność na karbonatyzację to dwa główne problemy w przypadku porowatych materiałów cementowych, narażonych na działanie atmosfery o zwiększającym się stężeniu CO2. W ostatnich dziesięcioleciach przeprowadzono szerokie badania nad wzmacniaczami węglowymi. Praktyczne ich zastosowanie jest jednak utrudnione przez duże koszty. W niniejszym artykule wykorzystano tanie nanocząstki grafitu do poprawy właściwości zaprawy cementowej. Oceniono wytrzymałość na ściskanie i odporność na karbonatyzację. Przeprowadzono badania składu fazowego i mikrostruktury w celu analizy mechanizmów działania. Wyniki wykazały, że efekty działania nanocząstek grafitu różniły się zależnie od dozowania. Dodatek nanocząstek grafitu w ilości 0,5% masowego znacznie zwiększył odporność na karbonatyzację, podczas gdy nieznacznie pogorszyła się wytrzymałość na ściskanie. Dodatek 1,0% zwiększył zarówno odporność na karbonatyzację jak i wytrzymałość zaprawy cementowej po karbonatyzacji.
EN
Strength and carbonation performance are two main concerns in porous cementitious materials exposed to the atmosphere with an increasing concentration of CO2. Carbon-based reinforcers have been widely investigated in recent decades. However, practical applications have been impeded by their high cost. In this paper, inexpensive graphite nanoparticles were used to improve cement mortar. The compressive strength and carbonation performance were evaluated. XRD and SEM-EDX tests were conducted to further analyse the mechanisms. The results showed that the effects of graphite nanoparticles differed in dosage. The addition of graphite nanoparticles in the amount of 0.5% by mass significantly enhanced the performance against carbonation, while slightly worsened the compressive strength. On the contrary, 1.0% addition enhanced both the performance against CO2 penetration and strength of cement mortar after carbonation.
Czasopismo
Rocznik
Strony
495--504
Opis fizyczny
Bibliogr. 35 poz., il., tab.
Twórcy
  • School of Engineering, Fujian Jiangxia University, Fuzhou, Fujian, China
Bibliografia
  • 1. J.A. Bogas, S. Real, A review on the carbonation and chloride penetration resistance of structural lightweight aggregate concrete, Mater. 12 (345620) (2019).
  • 2. X. Pan, C. Shi, J. Zhang, L. Jia, L. Chong, Effect of inorganic surface treatment on surface hardness and carbonation of cement-based materials, Cement Concrete Comp. 90, 218-224 (2018).
  • 3. G. Li, W.J. Hu, H.Y. Cui,J.C. Zhou, Long-term effectiveness of carbonation resistance of concrete treated with nano-SiO2 modifi ed polymer coatings, Constr. Build. Mater. 201, 623-630 (2019).
  • 4. G. Li, H.Y. Cui, J.C. Zhou,W.J. Hu, Improvements of nano-TiO2 on the long-term chloride resistance of concrete with polymer coatings, Coatings 9 (3235) (2019).
  • 5. J. Li, Y.S. Ji, L.L. Zhang,B.L. Liu, Resistance to sulfate attack of magnesium phosphate cement-coated concrete, Constr. Build. Mater. 195, 156-164 (2019).
  • 6. M. Norhasri , M.S. Hamidah, A.M. Fadzil, Applications of using nano material in concrete: a review, Constr. Build. Mater. 133, 91-97 (2017).
  • 7. K. Snehal, B.B. Das, M. Akanksha, Early age, hydration, mechanical and microstructure properties of nano-silica blended cementitious composites, Constr. Build. Mater. 233 (UNSP 117212) (2020).
  • 8. S. Haruehansapong, T. Pulngern,S. Chucheepsakul, Effect of nanosilica particle size on the water permeability, abrasion resistance, drying shrinkage, and repair work properties of cement mortar containing nano-SiO2, Adv. Mater. Sci. Eng. (4213690) (2017).
  • 9. O.A. Naniz, M. Mazloom, Effects of colloidal nano-silica on fresh and hardened properties of self-compacting lightweight concrete, J. Build. Eng. 20, 400-410 (2018).
  • 10. Y. Zhang, H.Q. Liu, R.M. Tong, J. Ren, Effect of nano silica on freeze-thaw resistance of cement-fly ash mortars, cured in corrosive condition at different temperature, CEMENT WAPNO BETON, 24, 137-143 (2019).
  • 11. R. Madandoust, E. Mohseni, S.Y. Mousavi, M. Namnevis, An experimental investigation on the durability of self-compacting mortar containing nano-SiO2, nano-Fe2O3 and nano-CuO, Constr. Build. Mater. 86, 44-50 (2015).
  • 12. K. Thangapandi, R. Anuradha, N. Archana, P. Muthuraman, O.A. Paul, R. Gobinath, Experimental study on performance of hardened concrete using nano materials, Ksce. J. Civ. Eng. 24 (2), 596-602 (2020).
  • 13. T. Shi, Z.X . Li, J. Guo, H. Gong, C.P. Gu, Research progress on CNTs/CNFs-modified cement-based composites, Constr. Build. Mater. 202, 290-307 (2019).
  • 14. A. Jamrozik, R. Wisniowski, S. Stryczek, Effect of graphene oxide on properties of cement slurries, CEMENT WAPNO BETON, 23, 59-65 (2018).
  • 15. Y. Xu, J. Zeng, W. Chen, R. Jin, B. Li, Z. Pan, A holistic review of cement composites reinforced with graphene oxide, Constr. Build. Mater. 171, 291-302 (2018).
  • 16. W.J. Long, J.J. Wei, F. Xing, K.H. Khayat, Enhanced dynamic mechanical properties of cement paste modified with graphene oxide nanosheets and its reinforcing mechanism, Cement Concrete Comp. 93, 127-139 (2018).
  • 17. P. Alafogianni, K. Dassios, C.D. Tsakiroglou, T.E. Matikas, N.M. Barkoula, Effect of cnt addition and dispersive agents on the transport properties and microstructure of cement mortars, Constr. Build. Mater. 197, 251-261 (2019).
  • 18. S.H. Jung, S. Oh, S.W. Kim, J.H. Moon, Effects of CNT dosages in cement composites on the mechanical properties and hydration reaction with low water-to-binder ratio, Appl. Sci-Basel. 9 (463021) (2019).
  • 19. X. Cui, D.C. Zhou, Y.L. Wang, B.G. Han, Properties of cement-based composites with nano-SiO2 and carbon fibers, CEMENT WAPNO BETON, 23, 317-323 (2018).
  • 20. J. An, B.H. Nam, Y. Alharbi, B.H. Cho, M. Khawaji, Edge-oxidized graphene oxide (EOGO) in cement composites: cement hydration and microstructure, Compos. Part B-Eng. 173 (UNSP 106795) (2019).
  • 21. H.J. Du, S.D. Pang, Dispersion and stability of graphene nanoplatelet in water and its influence on cement composites, Constr. Build. Mater. 167, 403-413 (2018).
  • 22. B. Wang, S. Deng, Effect and mechanism of graphene nanoplatelets on hydration reaction, mechanical properties and microstructure of cement composites, Constr. Build. Mater. 228 (UNSP 116720) (2019).
  • 23. B.M. Wang, B.L. Guo, Y. Han, Y. Zhang, Y. Li, Microstructure synthesis and characterization of carbon nanofibers reinforced cement-based composites, J. Test. Eval. 47 (6), 4379-4388 (2019).
  • 24. M.M. Hu, J. T. Guo, J.J. Fan, P.P. Li, D. Chen, Dispersion of triethanolamine-functionalized graphene oxide (TEA-GO) in pore solution and its influence on hydration, mechanical behavior of cement composite, Constr. Build. Mater. 216, 128-136 (2019).
  • 25. X.T. Qin, S .Y. Zhu, R.T. Zhang, X. He, Y. Jiang, Evaluation of stabilized graphite nanoplatelets: dispersion quality and mechanical properties of cement composites, J. Test. Eval. 47 (5), 3470-3479 (2019).
  • 26. H. Peng, Y. P. Ge, C.S. Cai, Y.X. Zhang, Z. Liu, Mechanical properties and microstructure of graphene oxide cement-based composites, Constr. Build. Mater. 194, 102-109 (2019).
  • 27. L. Zhao, X. L. Guo, Y.Y. Liu, Y.H. Zhao, Z.T. Chen, Y.S. Zhang, L.P. Guo, X. Shu, J.P. Liu, Hydration kinetics, pore structure, 3D network calcium silicate hydrate, and mechanical behavior of graphene oxide reinforced cement composites, Constr. Build. Mater. 190, 150-163 (2018).
  • 28. B.M. Wang, S. Deng, Effect and mechanism of graphene nanoplatelets on hydration reaction, mechanical properties and microstructure of cement composites, Constr. Build. Mater. 228 (UNSP 116720) (2019).
  • 29. B.M. Wang, R.Y. Zhao, Effect of graphene nano-sheets on the chloride penetration and microstructure of the cement based composite, Constr. Build. Mater. 161, 715-722 (2018).
  • 30. S.C. Devi, R .A. Khan, Effect of graphene oxide on mechanical and durability performance of concrete, J. Build. Eng. 27 (101007) (2020).
  • 31. S. Prabavathy, K. Jeyasubramanian, S. Prasanth, G.S. Hikku, R. Robert, Enhancement in behavioral properties of cement mortar cubes admixed with reduced graphene oxide, J. Build. Eng. 28 (101082) (2020).
  • 32. Y. Gao, H. Jing, Z. Zhou, W. Chen, M. Du, Y. Du, Reinforced impermeability of cementitious composites using graphene oxide-carbon nanotube hybrid under different water-to-cement ratios, Constr. Build. Mater. 222, 610-621 (2019).
  • 33. M. Tafesse, H.K. Kim, The role of carbon nanotube on hydration kinetics and shrinkage of cement composite, Compos. Part B-Eng. 169, 55-64 (2019).
  • 34. T. Chen, X. Gao, Effect of carbonation curing regime on strength and microstructure of portland cement paste, Journal of CO2 Utilization. 34, 74-86 (2019).
  • 35. J.M. Marangu, J.K. Thiong’O, J.M. Wachira, Review of carbonation resistance in hydrated cement based materials, J. Chem-NY. (8489671) (2019).
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-30b0012e-20bd-457f-94a6-ed6eff8449ec
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.