Najnowsze badania wskazują na to, że nanomateriały mogą częściowo zastąpić cement w kompozytach cementowych. Ostatnio zaproponowanym zamiennikiem cementu w betonie są nanokompozyty tlenku grafenu. W związku z tym, w tym badaniu laboratoryjnym, zsyntetyzowano nanocząstki FeNi3/SiO2/GO [NFSG] oraz nanocząstki SiO2 [NS] i potwierdzono za pomocą analiz FTIR, SEM i TEM ich właściwości. Następnie zastąpiono nimi częściowo cement w ilości 1, 2 i 3% jego masy i określono ich wpływ na właściwości mechaniczne i trwałość próbek w wieku 7, 28 i 90 dni. Wyniki sugerują, że składy o najlepszych właściwościach mechanicznych przyniosły najlepsze rezultaty. W betonach tych wprowadzono 2% NFSG i 2% NS jako zamienniki cementu. Po 28 dniach beton zawierający NFSG zwiększył wytrzymałość na ściskanie o 15% i wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu o 13%. Widma FTIR wykazały, że próbka zawierająca 2% NFSG wytworzyła więcej żelu C-S-H, poprawiając mikrostrukturę betonu, a tym samym jego właściwości.
EN
Recent research in the construction industry supports the idea that nanomaterials can partially replace cement. A recently suggested material as a suitable substitute for cement in concrete is graphene oxide nanocomposite. As a result, in this laboratory study, FeNi3/SiO2/GO nanoparticles [NFSG] and SiO2 nanoparticles [NS] partially replace cement by 1, 2, and 3% by mass after their synthesis and confirmation by FT-IR, SEM and TEM analyses and their impact on the mechanical and durability characteristics of the specimens at ages 7, 28, and 90 days were examined. The findings imply that the designs with the highest mechanical properties tests produced the best results. These designs used 2% of NFSG and 2% of NS substituting cement. After 28 days, NFSG-containing concrete increased compressive strength by 15% and splitting tensile strength by 13%. FTIR spectra demonstrated that specimen containing 2% of NFSG produced more C-S-H [calcium silicate hydrate] gel, improving the microstructure of concrete and subsequently its properties.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Najnowsze badania w przemyśle materiałów budowlanym uzasadniają częściowe zastąpienie cementu nanomateriałami. Nanokompozyt tlenku grafenu jest materiałem, który został ostatnio zaproponowany jako dodatek do betonu. Brak jest jednak badań nad zastosowaniem tych syntetycznych związków w betonie, a także niewiele wiadomo o wpływie tych materiałów na właściwości mechaniczne i trwałość betonu. Dlatego w niniejszej pracy laboratoryjnej, przeprowadzeniu syntezy nanocząstek Fe3O4/SiO2/ tlenek grafenu i nanocząstek tlenku grafenu oraz potwierdzono je wynikami analiz spektroskopii w podczerwieni oraz za pomocą skaningowej i trasmisyjnej mikroskopii elektronowej. Nanocząstki te dodawano do betonu jako zamiennik cementu w ilości 1, 2, 3 i 4% masy cementu i zbadano ich wpływ na właściwości mechaniczne i trwałość próbek po 7, 28 i 90 dniach. Wyniki badań wykazują, że najlepsze wyniki w badaniach właściwości mechanicznych uzyskały mieszanki, w których cement zastąpiono odpowiednio 2% nanocząstek Fe3O4/ SiO2/tlenek grafenu oraz 3% nanocząstek tlenku grafenu. Beton zawierający nanocząstki Fe3O4/SiO2/tlenek grafenu zwiększył wytrzymałość na ściskanie o 14% i wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu o 12% po 28 dniach utwardzania. Również w próbce zawierającej 2% nanocząstek Fe3O4/SiO2/tlenek grafenu zaobserwowano największą odporność na środowisko kwasowe najmniejszą przepuszczalność. Natomiast w teście ultradźwiękowym stwierdzono największą prędkość przejścia fali ultradźwiękowej w porównaniu z próbkami zawierającymi nanocząstki tlenku grafenu i z próbką wzorcową.
EN
Recent research in the construction industry justifies the partial replacement of cement by nanomaterials. Graphene oxide nanocomposite is a material that has been recently proposed as a suitable alternative for part of cement in concrete. However, there is no research on the addition of these synthetic compounds to concrete, and little is known about the effect of these materials on the mechanical and durability properties of concrete. Therefore, in this laboratory study, the synthesis of Fe3O4/SiO2/GO and GO nanoparticles was performed and confirmed with FT-IR, SEM, TEM analyses. These nanoparticles partially replaced cement by 1, 2, 3, and 4 % by mass of the cement, and their effect on mechanical and durability properties of concrete at the ages of 7, 28, and 90-day, were investigated. The results suggest that mixtures in which 2% Fe3O4/SiO2/GO and 3% GO substituted cement yielded the best results in the mechanical properties tests. Concrete containing Fe3O4/SiO2/GO nanoparticles enhanced compressive strength by 14% and splitting tensile strength by 12% after 28-days of curing. Also, concrete containing 2% Fe3O4/SiO2/GO, had the highest resistance to an acidic environment, the lowest permeability, and the highest transient pulse velocity in the ultrasonic test, compared to the specimen containing GO nanoparticles and the control sample.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.