Nano-beton - Nanoconcrete

Yüksek Enerji Karışımlı (HEM) Nano betondan yapılmış dekoratif plaka
İki katmanlı finişer, HEM nano-betondan yapılmış pigmentli üst katman

Nano-beton (ayrıca hecelendi nano beton veya nano beton) bir biçimdir Somut içeren Portland çimentosu 100 μm'den büyük olmayan parçacıklar[1] ve aksi takdirde normal betonda oluşacak boşlukları dolduran, böylece malzemenin mukavemetini önemli ölçüde artıran, 500 um'den büyük olmayan silika parçacıkları.[2] Çimento, kum ve suyun yüksek enerjili karışımı (HEM) ürünüdür.

Nano parçacıkların rolü

Bir beton karışımı içindeki bir Portland-çimento macununa ultra ince parçacıkların dahil edilmesi, kürlenmiş betondaki çimento ile agrega arasındaki boşluk alanını azaltarak betonun malzeme özelliklerini ve performansını değiştirir. Bu, mukavemeti, dayanıklılığı, büzülmeyi ve çelik takviye çubuklarına yapışmayı artırır.[2]

Üretim

Karışımın nano beton oluşturmak için yeterince kapsamlı olmasını sağlamak için, karıştırıcının 30–600 karışımına toplam karıştırma gücü uygulaması gerekir. watt karışımın kilogramı başına. Bu karıştırma, bir net verecek kadar uzun süre devam etmelidir. spesifik enerji en az 5000 karışım üzerine harcandı joule karışımın kilogramı başına.[kaynak belirtilmeli ] ve kilogram başına 30-80 kJ'ye yükseltilebilir. Bir süper akışkanlaştırıcı daha sonra geleneksel bir ortamda agregalarla karıştırılabilen aktif karışıma eklenir. Beton karıştırıcı. HEM prosesinde, çimento ve suyun kumla yoğun şekilde karıştırılması, karışım tarafından enerjinin yayılmasını ve emilmesini sağlar ve çimento partiküllerinin yüzeyindeki kayma gerilmelerini artırır. Sonuç olarak, karışımın sıcaklığı 20–25 Santigrat derece artar. Bu yoğun karıştırma, çimento parçacıkları içindeki hidrasyon sürecini derinleştirmeye hizmet eder. Nano boyutlu kolloid Kalsiyum Silikat Hidrat (C-S-H) oluşumu, geleneksel karıştırmaya kıyasla birkaç kat arttı. Böylece sıradan beton nano-betona dönüşür. 5 nm çapında koloidal küreciklerin oluşumu ile çimento hidrasyonunun ilk doğal süreci[3] Karışıma harcanan enerji olarak çimento-su matrisinin tüm hacmine yayılır.[4]Sıvı aktive edilmiş yüksek enerjili karışım, küçük mimari detayların ve süs eşyalarının dökümü için tek başına kullanılabilir veya köpüklü (genişletilmiş ) için hafif beton. HEM Nanoconcrete düşük ve sıfır altı sıcaklık koşullarında sertleşir çünkü C-S-H jelin nano gözenekleri içindeki sıvı faz −8 ila −42 Santigrat derece arasındaki sıcaklıklarda donmaz.[5] Artan jel hacmi azalır kılcallık katı ve gözenekli malzemelerde.

Referanslar

  1. ^ Tiwari, AK; Chowdhury, Subrato (2013). "Nanoteknolojinin inşaat malzemelerinde uygulanmasına genel bir bakış". Uluslararası Belirsizlik Altında Mühendislik Sempozyumu Bildirileri: Emniyet Değerlendirmesi ve Yönetimi (ISEUSAM-2012). Cakrabartī, Subrata; Bhattacharya, Gautam. Yeni Delhi: Springer Hindistan. s. 485. ISBN  978-8132207573. OCLC  831413888.
  2. ^ a b M. M. Saravanan *, M. Sivaraja (2016-05-10). "NANO-BETON ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ VE GELİŞTİRİLMESİ". doi:10.5281 / zenodo.51258. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  3. ^ Rakı, Laila; Beaudoin, James; Alizadeh, Rouhollah; Makar, Jon; Sato, Taijiro (2010). "Çimento ve Beton Nanobilim ve Nanoteknoloji". Malzemeler. 3 (2): 918–42. Bibcode:2010 Mate .... 3..918R. doi:10.3390 / ma3020918. ISSN  1996-1944. PMC  5513515.
  4. ^ Fridman, Vladen (1 Mart 2018). "Nanoconcrete". Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  5. ^ R.A. Olson; et al. (1995). "Çimento hamurunun empedans spektroskopisinin bilgisayar modellemesi yoluyla yorumlanması. Bölüm III Donmuş çimento hamurunun mikroyapısal analizi". Malzeme Bilimi Dergisi. 30: 5081. doi:10.1007 / BF00356052. S2CID  136878872.