تأثیر نانوکامپوزیت CNT/Al₂O₃ بر بهبود بتن ایمن تحت شرایط سخت و تحلیل ریزساختار آن

نویسندگان

1 گروه شیمی، علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

2 گروه مهندسی عمران، فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

3 گروه مهندسی عمران، فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

4 1- گروه مهندسی عمران، واحد نیشابور، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

5 گروه مهندسی عمران، فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، نیشابور، ایران

doi
10.22034/ispdrc.2025.2055270.1171
چکیده

استفاده از نانو فناوری برای بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این مطالعه به بررسی تأثیر نانوکامپوزیت CNT/Al2O3 بر دوام نانوبتن می‌پردازد. استفاده از نانوذرات باعث بهبود مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن می‌شود و نفوذپذیری آن را در برابر آب و مواد شیمیایی مخرب، و همچنین تأثیرات دمایی کاهش می‌دهد. این بهبودها به کاهش مصرف مواد خام و انتشار CO2 کمک می‌کنند، که از لحاظ اقتصادی و محیطی سودمند است. تحقیقات نشان داده‌اند که افزودن 2% نانوکامپوزیت CNT/Al2O3 به بتن، باعث حفظ مقاومت فشاری تا 7/33 مگاپاسکال می‌شود و پس از 300 سیکل یخبندان، کاهش مقاومت فقط 8/10% بوده است. همچنین، در آزمایش‌های مقاومت در دمای 600 درجه سانتی‌گراد، نمونه‌ها ترک‌خوردگی و تغییر رنگ کمتری نسبت به نمونه‌های شاهد داشتند. آزمایش‌ها با استفاده از تکنیک‌های FTIR، EDX و SEM، نشان‌دهنده بهبود در میکروساختار و تأیید تولید ژل متراکم C-S-H است که به پر کردن فضای خالی و بهبود واکنش‌های هیدراتاسیون کمک می‌کند. در آزمون‌های مقاومت اسیدی، ترکیبات حاوی 2% نانوکامپوزیت پس از 16 هفته تنها 1% از جرم خود را از دست دادند، در حالیکه ترکیبات با درصدهای کمتر کاهش جرم بیشتری داشتند. در نتیجه، استفاده بهینه از 2% نانوکامپوزیت CNT/Al2O3، به طور قابل‌توجهی دوام و استحکام بتن را افزایش می‌دهد و می‌تواند نقش بسزایی در ساخت سازه‌های مقاوم در برابر شرایط سخت محیطی و کاهش هزینه‌های نگهداری به همراه داشته باشد. این تحقیق نشان می‌دهد که فناوری نانو می‌تواند پاسخگوی چالش‌های محیطی و ماندگاری در سازه‌های بتنی باشد.