تهیه میکروذرات ابرجاذب برای ساخت بتن با فراصوت‌دهی و بررسی عملکرد آن

فرضیه: پلیمرهای اَبَرجاذب مواد اصلاح‌کننده با کاربردهای گسترده هستند. یکی از کاربردهای این مواد در صنعت تولید بتن است. استفاده از این مواد برای آبدهی به مواد سیمانی و پخت آن‌ها بیش از یک دهه است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. استفاده از ابرجاذب‌ها در بتن روش ارزشمندی است، برای مناطقی که عمل‌آوری معمولی بسیار دشوار باشد، مانند شرایط آب‌و‌هوایی ناپایدار که می‌تواند به تبخیر بیش از حد و یخ‌زدگی منجر شود و باعث صرفه‌جویی در مصرف آب نیز می‌شود.روش‌ها: میکروژل کربوپل (پلی‌آکریلیک اسید شبکه‌ای) اصلاح‌شده با مونومر پلی(اتیلن گلیکول) متیل اتر متاکریلات با وزن مولکولیg/mol 300 در مقادیر مختلف (1، 2 و 3g) و آغازگر آزوبیس‌ایزوبوتیرونیتریل با فراصوت‌دهی تهیه شد و خواص میکروژل تهیه‌شده و نیز اثر آن بر خواص سیمان بررسی شد. میکروژل تهیه‌شده با آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (ftir)، میکروسکوپی الکترونی پویشی، تعیین اندازه ذره و خواص تورمی بررسی شد. همچنین اثر میکروژل تهیه‌شده بر خواص متفاوت سیمان مانند رئولوژی، استحکام فشاری و خمشی و آبدهی ارزیابی شد. یافته‌ها: نتایج ftir و تصاویر میکروسکوپی نشان داد، اصلاح مونومرها انجام شده است. با توجه به نتایج تورمی مشاهده شد، کربوپل در آب و آب نمک هیچ جذبی ندارد و حل می‌شود. و پس از اصلاح نیز خاصیت تورمی و جذب حاصل شده است. ظرفیت تورم در آب و آب نمک با افزایش غلظت مونومر پلی‌اتری ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. نتایج نمونه‌های سیمان نشان داد، استحکام فشاری نمونه سیمان در مجاورت کربوپل اصلاح‌شده با مونومر پلی‌اتری کاهش یافت. همچنین با مقایسه استحکام نمونه‌های تهیه‌شده و نمونه تجاری مشخص شد، نمک سدیم پلی‌آکریلیک اسید با نسبت آب به سیمان یکسان موجب افزایش استحکام فشاری نمونه شاهد شده است. استحکام خمشی نیز در تمام نمونه‌ها نسبت به نمونه مرجع کاهش یافت. با توجه به نتایج گران‌روی، میکروژل کربوپل با مونومر پلی‌اتری گران‌روی نمونه‌های سیمان را افزایش داد. با توجه به نتایج xrd آبدهی و پخت نمونه‌های دارای ابرجاذب نسبت به سیمان شاهد تا 28 روز ادامه داشت. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت، ابرجاذب‌ها در کل موجب تاخیر در آبدهی می‌شوند.

preparation of superabsorbent microparticles forproduction of concrete using ultrasound: a performance study

hypothesis: superabsorbent polymers are modifiers that have broad applications. one of their applications is in concrete production industry. the use of these materials for supplying water to cement materials and their curing process has attracted the attention of researchers. using saps in concrete is a valuable tool for areas where conventional curing is very difficult, such as extreme weather conditions that can lead to excessive evaporation and freezing. it also saves water.methods: modified carbopol was prepared using poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate as a monomer with a molecular weight of 300 in amounts of 1, 2 and 3 g and with azobisisobutyronitrile (aibn) as the initiator by ultrasound method. the properties of the prepared microgel and its effect on the properties of cement paste are investigated. the prepared microgel has been studied using ftir analysis, scanning electron microscopy, particle size determination and swelling properties. in addition, the effect of prepared microgel on different properties of cement paste, such as rheology, compressive and flexural strength and hydration, is investigated.findings: the results of ftir and microscopic images showed that the monomer was modified. according to the swelling results, it was observed that carbopol has no absorption and it is dissolved. after modification, the swelling and absorption properties are obtained. the swelling capacity in water and saline solution has increased first and then decreased with increasing monomer concentration. the resultant cement pastes show that the compressive strength of samples is decreased in the presence of modified carbopol. in addition, the strength of the cement paste prepared with commercial superabsorbent (polyacrylic acid sodium salt) has increased with the same water:cement ratio. the flexural strength is reduced in all samples compared to the reference. according to the results, the modified carbopol has increased the viscosity of the cement pastes. according to the xrd results, hydration and curing of samples with superabsorbent have completed within 28 days compared to the control cement. therefore, it can be concluded that superabsorbents generally cause a delay in hydration, and besides the hydration of the superabsorbent-cement specimens is decreased by reducing the monomer.