تزامن تأثير إضافة النانو سيليكا على تحسين بعض الخواص الميكانيكية والفيزيائية للخرسانة عالية المقاومة والخرسانة عالية الأداء
DOI:
https://doi.org/10.37375/ijer.v1i1.992Keywords:
نانو سيليكا, خرسانة عالية الآداء, مقاومة الضغط, المساميةAbstract
هذا البحث مخصص لدراسة تأثير إضافة النانو سيليكا Nano Silica (NS) كمادة بوزلانية على مقاومة الضغط ونسبة الامتصاص والمسامية للخرسانة عالية المقاومة والخرسانة عالية الأداء، وذلك من خلال إجراء دراسة معملية على ثلاث رتب مختلفة من الخرسانة أولها خرسانة عالية المقاومة 55 ن/مم2 والثانية والثالثة تمثل خرسانة عالية الأداء 80 ن/مم2 90 ن/مم2 بمحتوى اسمنت 350، 450 و600 كجم/م3 وبنسبة ماء إلى الإسمنت تساوي 0.45، 0.32 و0.26 على التوالي. النسبة المضافة من النانو سيليكا هي 0.5، 1.0، 1.5 و2.0% كنسبة وزنية مضافة من وزن الإسمنت. تم إجراء اختبار مقاومة الضغط على عينات الخلطات المدروسة المغمورة في الماء بعد عمر 1، 3، 7، 28 و180 يوم. وتم إجراء اختبار نسبة الامتصاص والمسامية بعد عمر 180 يوم، وتم مقارنة جميع النتائج بنتائج عينات الخلطات المرجعية التي لا تحتوي على النانو سيليكا. أظهرت النتائج تحسن واضح في مقاومة ضغط العينات التي تحتوي على النانو سيليكا في مختلف الأعمار ومختلف الرتب ويزداد هذا التحسن غالباً مع زيادة نسبة إضافة النانو سيليكا حتى نسبة 1.5% تم يتراجع قليلاً عند نسبة إضافة 2.0%، حيث زادت مقاومة الضغط للخرسانة عالية المقاومة ذات الرتبة 55 ن/مم2 بنسبة 9.3%، 12.2%، 16.9% و16.0% للخلطات التي تحتوي على 0.5%، 1.0%، 1.5% و2.0% من النانو سيليكا مقارنة مع الخلطة المرجعية. هذا وأن استخدام النانو سيليكا في الخرسانة ذات الرتب المختلفة أظهر بشكل واضح انخفاض في نسبة الامتصاص والمسامية مما يؤكد تحسن البنية الداخلية وبالتالي ارتفاع كفاءة ديمومتها مع الزمن.
References
. Alexander, M. and B. Magee, Durability performance of concrete containing condensed silica fume. Cement and concrete research, 1999. 29(6): p. 917-922.
. Elsayed, A., Influence of silica fume, fly ash, super pozz and high slag cement on water permeability and strength of concrete. Jordan Journal of Civil Engineering, 2011. 5(2): p. 245-257.
. Srivastava, V., V. Agarwal, and R. Kumar, Effect of Silica fume on mechanical properties of Concrete. J. Acad. Indust. Res, 2012. 1(4): p. 176-179.
. Hallal, A., et al., Combined effect of mineral admixtures with superplasticizers on the fluidity of the blended cement paste. Construction and Building Materials, 2010. 24(8): p. 1418-1423.
. Srivastava, V., et al., Effect of silica fume on workability and compressive strength of OPC concrete. Journal of Environmental Nanotechnology, 2014. 3(3): p. 32-35.
. Sivasankaran, U., S. Raman, and S. Nallusamy. Experimental analysis of mechanical properties on concrete with nano silica additive. in Journal of nano research. 2019. Trans Tech Publ.
. Varghese, J., et al., Influence of nano-silica on characteristics of cement mortar and concrete, in Sustainable Construction and Building Materials. 2019, Springer. p. 839-851.
. Sobolev, K. and M.F. Gutiérrez, How nanotechnology can change the concrete world. American Ceramic Society Bulletin, 2005. 84(10): p. 14.
. Al Ghabban, A., A.B. Al Zubaidi, and Z. Fakhri. Pozzolanic activity and durability of nano silica, micro silica and silica gel contained concrete. in AIP Conference Proceedings. 2018. AIP Publishing LLC.
. Sharaky, I., et al., The influence of silica fume, nano silica and mixing method on the strength and durability of concrete. SN Applied Sciences, 2019. 1(6): p. 1-10.
. Xu, S., et al., Environmental resistance of cement concrete modified with low dosage nano particles. Construction and Building Materials, 2018. 164: p. 535-553.
. PRC, A., 363-10. Report on High-Strength Concrete. American Concrete Institute: Farmington Hills, MI, USA, 2010.
. Mehta, P. and P. Monteiro, Microstructure and properties of hardened concrete. Concrete: Microstructure, properties and materials, 2006: p. 41-80.
. BS 1881-116, Method for determination of compressive strength of concrete cubes. British Standards Institute; 2002.
. Institution, B.S., BS EN 206: 2013 Concrete. Specification, performance, production and conformity. 2013.
. Standard, B., 8500-2: 2015 Concrete—Complementary British Standard to BS EN 206. Specification for Constituent Materials and Concrete (+ A2: 2019). British Standards Institution: London, UK, 2015.
. ASTM C642-13, Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013, www.astm.org.
. Alhawat, M., A. Ashour, and A. El-Khoja, Properties of concrete incorporating different nano silica particles. Materials Research Innovations, 2019: p. 1-12.
. Safi, B., et al. Incorporation mode effect of Nano-silica on the rheological and mechanical properties of cementitious pastes and cement mortars. in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. IOP Publishing.
. Vivek, D., et al., Mechanical and durability studies of high performance concrete (HPC) with nano-silica. Materials Today: Proceedings, 2021.
. Vivek, D., et al., Effect of Nano-Silica in high performance concrete. Materials Today: Proceedings, 2021. 37: p. 1226-1229.
. Fallah, S. and M. Nematzadeh, Mechanical properties and durability of high-strength concrete containing macro-polymeric and polypropylene fibers with nano-silica and silica fume. Construction and Building Materials, 2017. 132: p. 170-187.
. Norhasri, M.M., M. Hamidah, and A.M. Fadzil, Applications of using nano material in concrete: A review. Construction and Building Materials, 2017. 133: p. 91-97.
