به گزارش شاه بلاگ به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در دهه های اخیر تولید و مصرف سیمان در كشورهای در حال توسعه به طور قابل توجهی افزایش یافته است. باآنكه سیمان یك محصول بسیار مهم برای توسعه اقتصادی به حساب می آید، اما مشكلات زیست محیطی همچون انتشار گاز دی اكسید كربن (CO۲)، دی اكسید سولفور (SO۲)، اكسیدهای ازت (NOx) و همینطور ذرات معلق در هوا سبب شده تا خیلی از محققان برای كاهش این مشكلات تلاش كنند.
عارف صادقی نیك یكی از محققان این طرح اظهار داشت: در پژوهش حاضر از دو نوع نانوذره برای بهبود خواص مكانیكی و ریزساختار سیمان پرتلند و همینطور كاهش آلودگی زیست محیطی ناشی از تولید سیمان استفاده شده است.
وی اضافه كرد: استفاده از سیمان اصلاح شده با نانوذرات در تولید بتن باعث خواهد شد تا از یك سو طول عمر سازه های بتنی افزایش یابد و از جانب دیگر كاهش مصرف و تقاضای سیمان، كاهش آلودگی زیست محیطی را به دنبال دارد.
به گفته صادقی نیك، در این طرح از دو نوع نانوذره دی اكسید تیتانیم و مونت موریلونیت برای بهبود خواص سیمان استفاده شده است. حضور این نانوذرات در فرمولاسیون سیمان سبب شده است تا واكنش شیمیایی بهتری بین اجزای سیمان انجام شده و تراكم ماتریس سیمان افزایش یابد، كه این امر ارتباط مستقیم با ارتقاء خصوصیت های بتن نظیر خصوصیات مكانیكی، پایایی و افزایش طول عمر دارد. همینطور حضور نانوذرات فتوكاتالیستی دی اكسید تیتانیم نقش قابل توجهی در زیبایی نمای سازه نهایی دارد.
این محقق مراحل انجام طرح را این گونه تشریح كرد: ابتدا نانوذرات مونت موریلونیت و دی اكسید تیتانیم سنتز و سپس بطور توأم و با نسبت ۱، ۲ و ۳ درصد وزنی سیمان بصورت جایگزین، در ساخت نمونه¬های سیمان مورد استفاده قرار گرفتند. در مرحله بعد، از آزمون پراش پرتو ایكس و میكروسكوپ الكترونی به منظور بررسی فازهای موجود در ساختار سیمان استفاده شد. همینطور به منظور شناسایی كیفی و كمی تركیبات آلی حاوی نانو ذرات، تعیین نوع گروه عاملی و پیوندهای موجود در مولكول های آن ها از روش طیف سنجی مادون قرمز به روش FT-IR استفاده شد.
وی تصریح كرد: نتایج حاصل از آزمون های مكانیكی و بررسی خصوصیت های نانوساختاری نمونه ها نشان داده است كه با افزودن توأم نانو ذرات مونت موریلونیت و نانو ذرات تیتانیوم، به صورت جایگزین سیمان مصرفی تا حد ۱درصد بعنوان درصد بهینه، شاهد افزایش خصوصیات مكانیكی (افزایش مقاومت فشاری حدود ۱۶درصد و افزایش مقاومت خمشی حدود ۱۳درصد در نمونه های سیمان در سن ۲۸ روز) و بهبود ریزساختار سیمان خواهیم بود.
این تحقیقات حاصل تلاش های عارف صادقی نیك- عضو استعدادهای درخشان باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، دكتر جواد برنجیان- عضو هیأت علمی موسسه آموزش عالی طبری، پروفسور علی بهاری- عضو هیأت علمی دانشگاه مازندران، دكتر عبدالستار صفایی و دكتر مهدی دهستانی- اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل است. نتایج این كار در مجله Construction and Building Materials با ضریب تأثیر ۳. ۱۶۹ (جلد ۱۵۵، سال ۲۰۱۷، صفحات ۸۸۰ تا ۸۹۱) انتشار یافته است.