بهبود مقاومت فشاری بتن با به کارگیری نانو خاکستر بادی و بررسی ناحیه انتقال میان سطحی (itz)

هدف از این تحقیق کاهش مصرف سیمان با جایگزینی نانو خاکستر بادی (nfa) در مخلوط بتن و افزایش مقاومت فشاری بتن با تقویت ناحیه انتقال میان سطحی (itz) است. بدین منظور 4 نسبت nfa با مقادیر 0.1، 0.5، 1 و 5 درصد وزنی در مخلوط بتن انتخاب و مقاومت فشاری بتن طی 7 و 28 روز مورد ارزیابی قرار گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (eds) برای تشخیص ترکیبات حاصل از واکنش بین ذرات استفاده گردید. بر اساس نتایج حاصل در نمونه حاوی 1 درصد nfa (نمونه بهینه)، نسبت به نمونه های بدون nfa مقاومت فشاری 7 روزه بتن 97 درصد و مقاومت فشاری 28 روزه 61 درصد افزایش می یابد. این مطلب نشان می دهد که nfa عملکرد بهتری در افزایش مقاومت بتن در سنین پایین دارد. همچنین میزان جذب آب در نمونه حاوی 1 درصد nfa تا 33 درصد کاهش یافت، لذا نفوذ پذیری بتن در برابر عوامل مخرب بهبود می یابد. این نتایج نشان می دهد که ناحیه انتقال میان سطحی (itz)، که ضعیف ترین حلقه در زنجیره بتن و عامل محدود کننده مقاومت بتن است در حضور nfa تقویت گردیده که در نتیجه باعث افزایش دوام و مقاومت فشاری بتن می شود.

improving the compressive strength of concrete by using nano fly ash and examining the interfacial transition zone (itz)

the purpose of this research is to reduce cement consumption by replacing nano fly ash (nfa) in the concrete mixture and increase the compressive strength of concrete by strengthening the interfacial transition zone (itz). thus, four proportions of nfa with values of 0.1, 0.5, 1 and 5% by weight were selected in the concrete mixture and the compressive strength of concrete was evaluated within 7 and 28 days. a scanning electron microscope (sem) equipped with an x ray energy diffraction spectrometer (eds) was used to detect the compounds resulting from the reaction between particles. based on the results, in the sample containing 1% nfa (optimal sample), compared to the samples without nfa, the 7 day compressive strength of concrete increases by 97% and the 28 day compressive strength increases by 61%; which shows the nfa has a better performance in increasing the strength of concrete at early ages. also, the amount of water absorption in the sample containing 1% nfa decreased to 33%, therefore, the permeability of concrete against destructive agents is improved. these results show that the interfacial transition zone (itz), which is the weakest link in the concrete chain and the limiting factor of concrete strength, is strengthened in the presence of nfa, and leads to an increase in durability and compressive strength of concrete.