ارزیابی تاثیر زئولیت بر مشخصات مکانیکی و دوام کامپوزیت سیمانی رسانای الکتریسیته

با افزایش نیاز به سازه‌های هوشمند و پایدار، توسعه کامپوزیت‌های سیمانی رسانا که همزمان دارای مقاومت مکانیکی مناسب و قابلیت انتقال جریان الکتریکی باشند، اهمیت یافته است. این پژوهش به بررسی تاثیر زئولیت طبیعی و پودر گرافیت بر خواص مکانیکی و الکتریکی کامپوزیت‌های سیمانی پرداخته است. دوازده طرح اختلاط شامل سه سطح جایگزینی سیمان با زئولیت (0، 10 و 20٪) و چهار سطح افزودن گرافیت (0، 4، 8 و 12٪ وزنی سیمان) طراحی شد. نمونه‌ها پس از عمل‌آوری در سنین 7 و 28 روز تحت آزمون‌های مقاومت فشاری، خمشی، کششی، مقاومت و رسانایی الکتریکی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جایگزینی زئولیت تا 20٪ موجب بهبود مقاومت فشاری و خمشی در سنین بالاتر به دلیل اثرات پوزولانی و پرکنندگی آن می‌شود، در حالی که گرافیت به تنهایی سبب کاهش مقاومت‌های مکانیکی اما افزایش قابل توجه رسانایی الکتریکی می‌گردد. بررسی ترکیبی دو ماده نشان داد که استفاده همزمان از 20٪ زئولیت و 4 تا 8٪ گرافیت، توازن مطلوبی میان مقاومت مکانیکی و رسانایی ایجاد می‌کند. همچنین، همبستگی بالای بین مقاومت‌های فشاری، خمشی و نتایج الکتریکی (ضریب همبستگی حداقل 0.89) بیانگر آن است که تغییر در خواص مکانیکی و الکتریکی تابعی از نسبت‌های زئولیت و گرافیت است و ترکیب بهینه می‌تواند عملکرد کلی کامپوزیت را بهبود دهد.

evaluation of the effect of zeolite on the mechanical properties and durability of electrically conductive cementitious composites

with the growing demand for smart and sustainable infrastructures, the development of conductive cementitious composites that simultaneously provide adequate mechanical strength and electrical transport capability has gained significant importance. this study investigates the effects of natural zeolite and graphite powder on the mechanical and electrical properties of cementitious composites. twelve mix designs were prepared, incorporating three levels of cement replacement with zeolite (0%, 10%, and 20%) and four levels of graphite addition (0%, 4%, 8%, and 12% by cement weight). after curing, the specimens were tested at 7 and 28 days for compressive, flexural, and splitting tensile strength, as well as electrical resistivity and conductivity. the results showed that replacing cement with up to 20% zeolite improved compressive and flexural strength at later ages due to its pozzolanic reaction and filler effect, whereas graphite alone reduced mechanical strengths but significantly increased electrical conductivity. the combined use of both materials demonstrated that incorporating 20% zeolite together with 4–8% graphite provides a desirable balance between mechanical strength and electrical performance. moreover, the strong correlations observed between compressive, flexural, and electrical properties (with correlation coefficients of at least 0.89) indicate that variations in mechanical and electrical behavior are governed by the proportions of zeolite and graphite, and that an optimized combination can enhance the overall performance of the composite.