بررسی تأثیر نانو ذرات بر نفوذپذیری بتن مخازن آب

احداث مخازن بتنی زمینی و هوایی در توزیع آب های شهری و روستایی نقش ارزنده ای داشته و دارند. از سویی در سازه های هیدرولیکی که فشار آب اثرگذار است، نفوذپذیری اهمیت بیشتری نسبت به مقاومت دارد. عموماً برای جلوگیری از آلودگی های آب در این گونه مخازن همواره از کلر برای گندزدایی آب استفاده می نمایند و لذا با توجه به آنکه کلر به عنوان ماده ای نفوذپذیر در بتن محسوب شده و نهایتاً باعث خوردگی میلگردها می شود ، مساله تأمین ایمنی مخازن در برابر عوامل نفوذپذیر در بتن بسیار حائز اهمیت می باشد. به طور کلی می توان انتظار داشت که عوامل مختلفی روی نفوذپذیری بتن تأثیر داشته باشد نظیر میزان خمیری سیمان، نوع و اندازه سنگدانه ها، مواد افزودنی و . . . . معمولاًٌ برای آب بند نمودن بتن در این گونه سازه ها از مواد افزودنی استفاده می شود. یکی از موادی که با توجه به خصوصیات مطلوبش در چند سال اخیر به عنوان ماده افزودنی مورد توجه فراوان محققین قرار گرفته نانو ذرات می باشند . با استفاده از مواد با ابعاد نانو می توان تراکم ذرات را در بتن افزایش داده که این به افزایش چگالی میکرو و نانو ساختارهای تشکیل دهنده بتن و در نتیجه ویژگی های مکانیکی آن می انجامد. با توجه به توان بالای نانوذرات در بهبود خصوصیات بتن، در این پایان نامه استفاده از نانو ذرات به منظور کاهش نفوذپذیری بتن مورد استفاده در ساخت مخازن بتنی، مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. جهت بررسی آن 144 نمونه بتنی در قالب 16 طرح اختلاط با درصدهای مختلف نانو ذرات سیلیس و اکسید مس مورد آزمایش های مختلف اسلامپ ، وزن مخصوص ، مقاومت فشاری و نفوذپذیری قرار گرفت. نتایج نشان می دهند مقاومت فشاری نمونه های بتنی حاوی نانو سیلیس عملکرد بهتری داشته و بهترین مقاومت در سن 42 روزه نمونه های بتنی حاوی 5% نانو سیلیس با عیار سیمان 361 کیلوگرم بر مترمکعب بدست آمده است. همچنین افزایش سیمان و افزایش سن بتن سبب بهبود نفوذپذیری بتن به میزان قابل توجهی می شود. در تمام سنین بتن، بهترین مقدار کاهش نفوذپذیری با مقدار 3% نانو سیلیس و عیار سیمان 361 کیلوگرم بر مترمکعب کسب شده است. در این طرح اختلاط، نفوذپذیری در سن 42 روزه نسبت به نمونه کنترل به میزان 82% کاهش یافته است. همچنین نانو سیلیس توانسته است در بهبود خصوصیات نفوذپذیری بتن عملکرد بهتری نسبت به نانو اکسید مس داشته باشد.