Development of high performance concrete utilizing nano-materials

Abstract

في الآونة الأخيرة، المواد متناهية الصغر، مثل السيليكا متناهية الصغر، تحظى باهتمام خاص نظراً لقدرتها على تحسين أداء المواد الاسمنتية مقارنة مع الخلطات المعدنية التقليدية. مزايا المواد المتناهية الصغر تشمل: إنتاج خرسانة عالية الأداء وإنخفاض في كمية الاسمنت، مما يؤدي إلى خفض تكلفة التدوير والأثر البيئي لمواد البناء. في هذه الدراسة، تم دراسة سلوك المواد الاسمنتية (عجينة الأسمنت وعجينة الأسمنت والرمل وكذلك الخرسانة) التي أعدت مع المواد متناهية الصغر. وقد تم التحقق من الخصائص الميكانيكية والانشائية والمتانة للعينات الخرسانية المعدة مع المواد متناهية الصغر. وعلاوة على ذلك، عمر الخدمة للخرسانة المعدلة مع المواد متناهية الصغر قد حسبت وقورنت مع عينات الخرسانة الغير معدلة. وقد استخدمت العديد من تقنيات التصوير الجزئي والتحليل، مثل المجهر الالكتروني الماسح، حقل أنبعاثات المسح الإلكتروني المجهري، أنحرافات الأشعة السينية وأشعة فورير الطيفية تحت الحمراء لتوصيف الخصائص المجهرية للخرسانة المتقدمة. أيضا، تم تحديد الخصائص الميكانيكية، وهي الصلابة ومعامل المرونة لعجينة الأسمنت المعدلة مع المواد متناهية الصغر بواسطة تقنية التحديد متناهي الصغر. تم تطوير نماذج محاكاة ديناميكية جزئية لحساب خصائص المرونة الموجودة في عجينة الاسمنت الرطبة. بعد ذلك، تم مقارنة خصائص المرونة مع نتائج التجارب التي تم الحصول عليها من تقنية التحديد متناهي الصغر نتائج الاختبار تشير أن التأثير المشترك لرد فعل البوز ولانية للمواد الاسمنتية التكميلية وقدرة الملء للسيليكا متناهية الصغر قد حسنت الخصائص الميكانيكية وخصائص المتانة للخرسانة بشكل كبير. أيضاً، كانت الخلطات الخرسانية التي تحتوي على السيليكا متناهية الصغر كثيفة، لاسيما في المنطقة البينية. عمر الخدمة للخرسانة المطورة كان أطول بكثير من عمر الخرسانة التي لا تحتوي على السيليكا متناهية الصغر. نتائج التحديد متناهي الصغر يوضح أن معامل التناهي والصلابة للمراحل الرطبة لكل العينات المختبرة كانت ضمن النطاق 24 الى 43 ميقاباسكال و 0.72 الى 1.82 ميقاباسكال، على التوالي. علاوة على ذلك، فأن نسبة حجم مرحلة سي-اس-اتش للعينات المعدة مع السيليكا متناهية الصغر أكثر من تلك المعدة مع الأسمنت فقط. أخيراً، النتائج من نماذج المحاكاة الديناميكية الجزئية أكدت النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب.