کاربرد نانوذرات ایتریوم اکسید (y2o3) برای مقاومت ملات و مقاومت در برابر خوردگی میلگرد داخل آن: یک راهبرد بالقوه برای مقاوم‌سازی سامانه‌های جمع‌آوری آب

امروزه فن‌آوری نانو کاربرد وسیعی در حفظ سلامت محیط زیست و مدیریت آب دارد. هم‌چنین، کمبود جهانی آب آشامیدنی باعث شده است تا سامانه‌های مختلفی برای جمع‌آوری آب طراحی شود. با توجه به این‌که خوردگی میلگرد درون سازه‌های بتنی به‌ویژه در مناطق با باران اسیدی و سازه‌های دریایی منجر به تخریب سازه می‌شود. افزایش مقاومت به خوردگی میلگرد درون سازه، یک نیاز ضروری است. بر همین اساس، در پژوهش حاضر، برای بررسی تاثیر نانو ذره بر استحکام ملات و مقاومت به خوردگی میلگرد درون آن، و به‌دلیل پایداری بالای ایتریوم اکسید، از نانو ذرات ایتریوم اکسید استفاده شد. نانو ذرات ایتریوم اکسید (y2o3) با یک درصد وزنی از وزن سیمان به ملات افزوده شدند. استحکام ملات با اندازه‌گیری مقاومت‌های فشاری و خمشی 7 روزه و 28 روزه و مقاومت به خوردگی میلگرد درون ملات با انجام آزمون‌های پلاریزاسیون و طیف‌سنجی آمپدانس الکتروشیمیایی ( eis) در محلول 5/3 درصد نمک بررسی شد. نتایج نشان دادند که نانو ذره  y2o3با افزایش مقاومت‌های فشاری و خمشی سبب افزایش استحکام ملات می‌شود. هم‌چنین نتیجه آزمون پلاریزاسیون نشان داد که این نانو ذره با کاهش تمایل به خوردگی و کاهش سرعت خوردگی سبب افزایش مقاومت دربرابر خوردگی می‌شود. با بررسی نتایج آزمون eis علت کاهش سرعت خوردگی به افزایش امپدانس ملات نسبت داده شد. در نهایت، حفظ سیستم‌های جمع‌آوری آب یا زیرساخت‌های آبخیزداری با استفاده از  y2o3به‌عنوان یک راه‌حل جدید مبتنی بر فناوری در برابر شرایط خوردگی پیشنهاد این تحقیق است.

application of yttrium oxide (y2o3) nanoparticle for the mortar strength and corrosion resistance of rebar inside it: a potential strategy for strengthening water collection systems

recently, nanotechnology has received wide applications in environmental health and sustainable water management. besides, global drinking water shortages lead to the construction of different water collection systems. therefore, considering that the corrosion of rebar inside concrete structures, especially in areas with acid rain and water structures, is an essential requirement. to this end, in the current research to investigate the effect of nanoparticles on the strength of the mortar and the corrosion resistance of the rebar inside it, yttrium oxide (y2o3) nanoparticles were used. yttrium oxide (y2o3) nanoparticles were added to the mortar with one weight percent of the cement weight. the strength of the mortar was investigated by measuring the 7-day and 28-day compressive and bending strengths, and the corrosion resistance of the rebar inside the mortar was checked by measuring the polarization and electrochemical impedance spectroscopy (eis) tests in a 3.5% salt solution. the results showed that y2o3 nanoparticles increase the strength of the mortar by increasing the compressive and bending resistances. in addition, the result of the polarization test showed that this nanoparticle increases the corrosion resistance by reducing the corrosion tendency and corrosion rate. by examining the results of the eis test, the reason for the decrease in the corrosion rate was attributed to the increase in the impedance of the mortar. finally, conserving the water collection systems or watershed management infrastructures using y2o3 is the suggestion of this research as a new technological-based solution against corrosion conditions.