Zawiesina nanorurek z surfaktantem, a właściwości reologiczne zapraw cementowych

• Autorzy: Goldmann Eryk , Kostrzanowska-Siedlarz Aleksandra , Górski Marcin , Klemczak Barbara

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2022.27.4.4

Warianty tytułu

EN

Nanotubes suspension and rheological properties of cement mortars

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Dodatek nanomateriałów węglowych wpływa na szereg właściwości kompozytów cementowych. Pomimo wielu badań na temat właściwości stwardniałych materiałów cementowych, wpływ nanorurek węglowych [MWCNT, ang. Multiwall Carbon Nanotube] na właściwości reologiczne zapraw cementowych, wciąż nie jest wystarczająco opisany. Badania wykazały, że właściwości reologiczne zapraw z MWCNT, oznaczone Viskomatem NT, okazały się bardzo zależne od czasu sonikacji i ilości MWCNT. Wraz ze wzrostem czasu sonikacji zawiesiny z MWCNT i surfaktantem oraz wraz ze zmniejszeniem zawartości MWCNT płynność zaprawy jest większa, tym samym zmniejsza się zarówno granica płynięcia jak i lepkość plastyczna.

EN

The addition of carbon nanomaterials influences the variety of properties, of cementitious composites. Despite the multiple researches in the topic of properties of the hardened cement materials the influence of the Mutiwall Carbon Nanotubes [MWCNT] on rheological parameters of the cement mortars is not sufficiently described. Research shows that rheological properties of cement mortars with the MWCNTs, determined with the use of Viscometer NT, proved to be strongly dependent on the sonication time and amount of MWCNT, added. Increase of sonication time of MWCNT suspension with surfactant and decrease of amount of MWCNT caused increment in fluidity while yield stress parameter and plastic viscosity parameter decreased.

Słowa kluczowe

PL

reologia; właściwości reologiczne; zaprawa cementowa; nanorurka węglowa; sonikacja

EN

rheology; rheological properties; cement mortar; carbon nanotube; sonication

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 27, nr 4
• Strony: 275--284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Goldmann Eryk

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Katedra Inżynierii Budowlanej

autor

Kostrzanowska-Siedlarz Aleksandra

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Katedra Procesów Budowalnych i Fizyki Budowli

autor

Górski Marcin

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Katedra Inżynierii Budowlanej

autor

Klemczak Barbara

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa, Katedra Inżynierii Budowlanej

Bibliografia

• 1. A. Sobolkina, V. Mechtcherine, V. Khavrus, D. Maier, M. Mende, M. Ritschel, A. Leonhardt, Dispersion of carbon nanotubes and its influence on the mechanical properties of the cement matrix. Cem. Concr. Comp. 34, 1104-1113 (2012).
• 2. V.J. Garcia, C.O. Marquez, A.R. Zuniga-Suarez, B.C. Zuniga-Torres, P.J. Rios-Gonzalez, Mechanical and electrical properties of MWCNTs - high early strength cement - mortars composite: Dispersion of CNTs and effect of chemical admixtures. Ann. Acad. Bras. Cienc. 93(3), (2021).
• 3. M.S. Konsta-Gdoutos, Z.S. Metaxa, S.P. Shah, Highly dispersed carbon nanotube reinforced cement based materials. Cem. Concr. Res. 40, 1052-1059 (2010).
• 4. S. Hongyu, C. Binmeng, L. Bo, T. Shengwen, L. Zongjin, “Influence of dispersants on the properties of CNTs reinforced cement-based materials”, Construction and Building Materials 131, 186-194 (2017).
• 5. G.M. Kim, I.W. Nam, H.N. Yoon, H.K. Lee, Effect of superplasticizer type and siliceous materials on the dispersion of carbon nanotube in cementitious composites. Comp. Struct. 185, 264-272 (2018).
• 6. J. Rausch, Z. Rong-Chuan, E. Mader, Surfactant assisted dispersion of functionalized multi-walled carbon nanotubes in aqueous media. Composites A 41, 1038-1046 (2010).
• 7. J. Luo, Z. Duan, H. Li, The influence of surfactants on the processing of multi-walled carbon nanotubes in reinforced cement matrix composites. Phys. Status Solidi A 206(12), 2783-2790 (2009).
• 8. B. Zou, S. Jian Chen, A. H. Korayem, F. Collins, C. M. Wang, W. H. Duan, Effect of ultrasonication energy on engineering properties of carbon nanotube reinforced cement pastes. Carbon 85, 212-220 (2015).
• 9. D. Leonavicius, I. Pundiene, J. Pranckeviciene, M. Kligys, Selection of superplasticisers for improving the rheological and mechanical properties of cement paste with CNTs. Constr. Build. Mater. 253, 119182 (2020).
• 10. S. Jiang, B. Shan, J. Ouyang, W. Zhang, X. Yu, P. Li, B. Han, Rheological properties of cementitious composites with nano/fiber fillers. Constr. Build. Mater. 158, 786-800, 2018
• 11. P.F.G. Banfill, D. Beaupré, F. Chapdelaine, F. de Larrard, P. Domone, L. Nachbaur, T. Sedran, O. Wallevik, J.E. Wallevik, Comparison of concrete rheometers: International tests at LCPC (Nantes, France, October 2001). Report NISTIR 6819, National Institute of Standards and Technology, USA (2001)
• 12. J. Gołaszewski, G. Cygan, M. Gołaszewska; Influence of selected factors on uncertainty of rheological measurement of fresh mortars, SynerCrete’ 18 International Conference on Interdisciplinary Approaches for Cement-based Materials and Structural Concrete 24-26 October 2018, Funchal, Madeira Island, Portugal
• 13. J. Gołaszewski, “Correlation between rheology of superplastcized fresh mortars and fresh concretes”, 9th CANMET/ACI Conference Superplastcizers and other admixtures for concrete, ACI SP 262 Spain, 2009
• 14. J. Gołaszewski, A. Kostrzanowska-Siedlarz, G. Cygan, M. Drewniok, Mortar as a model to predict self-compacting concrete rheological properties as a function of time and temperature. Constr. Build. Mater. 124, 1100-1108, 2016
• 15. H. Hodne, A. Saasen, Rheological properties of the silica phases in clinker slurries. Ann. Trans. Nord. Rheol. Soc. 11, 2-5, 2003
• 16. C.M. Neubauer, M. Yang, H.M. Jennings, Interparticle potential and sedimentation behavior of cement suspensions: effects of admixtures. Adv. Cem. Based Mater. 8, 17-27 (1998).
• 17. P.F.G. Banfill, Rheology of fresh cement and concrete. Rheol. Rev., 2006 , 61-130 (2006).
• 18. T. Zhang, S. Shang, F. Yin, A. Aishah, A. Salmiah, T.L. Ooi, Adsorptive behavior of surfactants on surface of Portland cement. Cem. Concr. Res., 31, 1009-1015 (2001).
• 19. R. Zhang, P. Somasundaran, Advances in adsorption of surfactants and their mixtures at solid/solution interfaces. Adv. Colloid Interf. Sci., 123-126, 213-229 (2006).
• 20. P. Hewlett, Lea’s Chemistry of Cement and Concrete (4th ed.), Elsevier Science & Technology Books, Oxford (2004).
• 21. S. Hanehara, K. Yamada, Interaction between cement and chemical admixture from the point of cement hydration, absorption behaviour of admixture, and paste rheology. Cem. Concr. Res., 29, 1159-1165 (1999).
• 22. B.-G. Kim, S. Jiang, C. Jolicoeur, P.-C. Aïtcin, The adsorption behavior of PNS superplasticizer and its relation to fluidity of cement paste. Cem. Concr. Res. 30, 887-893 (2000).
• 23. R. Rastogi, R. Kaushal, S.K. Tripathi, A.L. Sharma, I. Kaur, L.M. Bharadwaj, Comparative study of carbon nanotube dispersion using surfactants. J. Colloid Interface Sci. 328, 421-428 (2008).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).