تأثير إضافة المواد النانوية على خواص الجيوبوليمر

الباحث

سارة اياد هادي عباس

المشرف

اسيل باسم الزبيدي - ليث وضاح اسماعيل

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Geopolymer;Nanomaterials;Building materials;Mechanical properties

في صناعة مواد البناء، ينظر الى الجيوبوليمر على انه بديل اكثر صديق للبيئة من الاسمنت البورتلاندي. أدى وجود اكاسيد السيلكون والالمنيوم في الميتاهالوسايت الى تعزيز استخدامة كاحد المواد الخام في الجيوبوليمر والذي يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات. تعد البلمرة الجيولوجية احدى تقنيات المبتكرة التي تقدم تركيبات فريدة من نوعها. تقدم الدراسة الحالية دراسة تجريبية لانتاج معجون جيوبوليمر. في البداية تم كلسنة النانو هالوسايت بدرجة حرارة (VOr) درجة سليليزية لمدة ١ ساعة وبعدها يتحول الو ميتاهالوسايت وبعد ذلك يتم فحص الحجم الحبيبي المجهري الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني ، والتحلل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة ، وانحراف الأشعة السينية ، وتحويلات فوريير الطيفي للأشعة تحت الحمراء ، والمسعر التفاضلي للمسح الحراري. وتم فحص الجيوبوليمر القائم علو الميتاهالوسايت مع نوعين من المحاليل القلوية هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم ممزوج مع سيليكات الصوديوم. ثم تم اضافة المواد النانوية لتقوية الجيوبوليمر من وزن الميتاهالوسايت )70790790١( (طين نانويء انابيب الكاربون النانوية المتعددة، نانو الومينا والهجين). بعد المعالجة لمدة YA يوم ، تم اختبار العينات من خلال قوة الضغط والصلادة، المجهري الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني ¢ والتحلل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة ، وانحراف الأشعة السينية ، وتحويلات فوريير الطيفي للأشعة تحت الحمراء ، والمسعر التفاضلي للمسح الحراري. أظهر الهجين النانوي اعلى قوة ضغط وصلادة بنسبة 9675 و 906 على التوالي. كان السطح أكثر تجانسا وبدون مسام بسبب إضافات المواد النانوية التي تعمل كمواد مالئة في المصفوفة. من خلال نتائج تحليل فحص حيود الاشعة السينية والاشعة تحت الحمراء، ظهر ان الشكل الهندسي للمادة غير متبلور و اعلى نسبة من البلمرة الجيولوجية ترجع الى الشكل الانبوبي للهالوسايت والمواد النانوية التي تمتلك مساحة سطحية عالية والتي تكون بمثابة مواقع تنوية ممتازة .اظهرت نتائج من خلال فحص المسعر التفاضلي الحراري ان الجيوبوليمرات تظهر تباتا حراريا جيدا عند درجات الحرارة العالية. تم الحصول على نسبة السلكون الى الالمنيوم العالية من خلال البنية المتجانسة للجيوبوليمر واستقرار الطور.اختلفت نتائج الموصلية الحرارية بالاعتماد على اضافة الهجين النانوي، تم الحصول على اقل موصلية حرارية للهجين النانوي (الطين النانوي مع نانو الومينا) 0.1011//570٠. k) ) واعلى موصلية حرارية للهجين النانوي (الطين النانوي مع انابيب الكاربون النانوية المتعددة) .(9.77W/m. k) قلت الامتصاصية المائية بنسبة Yo . من هذه الدراسة ، يمكن استنتاج أن إضافة المواد النانوية إلى الجيوبوليمر يحسن خواصه الميكانيكية والفيزيائية ، والتي بدورها ستحسن أداء مواد البناء.

In the construction industry, geopolymer is viewed as a more environmentally friendly portland cement substitute. Metahalloysite's presence of silicon and aluminum oxides has promoted its usage as one of the source materials in the geopolymer, which has the potential to be used in a variety of applications. Geopolymerization is one of the innovative techniques that offer unique compositions. The present study provides an experimental study for producing geopolymer paste. In the beginning, the nano halloysite was calcination at 750C for 2 hours transform to metahalloysite and then examination the particles size, X-ray Diffraction, Field Emission Scanning Electron Microscopy, Energy-dispersive X-ray spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and Differential Scanning Calorimetry. The examine metahalloysite-based geopolymer with two types of alkaline solutions: sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) mixed with sodium silicate. The nanomaterials were then added to reinforce the geopolymer by weight of metahalloysite (1%, 2%, and 3%). The nanomaterials used are nano clay, Multi-walled carbon nanotubes, γ-Al2O3 and Hybrid. After aging for 28 days, the samples were tested under compression, hardness (shore D), Field Emission Scanning Electron Microscopy, Energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray Diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and Differential Scanning Calorimetry. Nano-hybrid exhibited the highest compressive strength and hardness by 35% and 6% respectively. The morphology was homogeneous and without pores due to additives of nanomaterials that act as fillers in the matrix. From FTIR and XRD results, amorphous structure appeared and the highest percentage of geopolymerization is due to the tubular nanohalloysite and nanomaterial having vast surface areas and can serve as excellent nucleating sites. DSC results showed that, at high temperatures, the geopolymers are thermally stable. The high Si/Al ratio was obtained by the homogeneous structure of the geopolymer and phase stability. The thermal conductivity properties varied depending on the hybrid (nano clay with γ-Al2O3) addition, with a minimum value of (0.10W/m. k) and a maximum value of (9.77W/m. k) obtained when the addition of hybrid (nano clay with Multi-walled carbon nanotubes). The water absorption of geopolymer samples are reduce by 5%. From this study, it can be concluded that the addition nanomaterials to geopolymer improves the mechanical and physical properties, which in turn will improve the performance of building materials.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب