تأثير المواد النانوية على المتراكب الجيوبوليمري في تطبيقات الطابوق

الباحث

حسن طالب مهدي

المشرف

اسيل باسم الزبيدي - ليث وضاح اسماعيل

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Geopolymer composite;Nanomaterials;Bricks;Compressive strength

كبديل للأسمنت البورتلاندي والطابوق التقليدي ، تم استخدام الجيوبوليمر للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتقليل تأثير الاحتباس الحراري في صناعة البناء. نظرًا لمحتواها العالي من السيليكا وأكسيد الألومنيوم ، فقد تم اعتبار الميتاهالويسايت عنصرًا محتملاً للاستخدام في تطبيقات جيوبوليمر مختلفة. تعتبر عملية البلمرة الجيولوجية طريقة مبتكرة لإنتاج مواد جديدة. تم استخدام تقنيات مختلفة ، بما في ذلك مطياف فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، حيود الأشعة السينية ٠ (XRD) المجهر الالكتروني الماسح (FESEM) ، الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) ،المسعر الماسح التفاض لي (DSC) . من أجل فحص المواد الخام وعينات الجيوبوليمر. تم تحضير مجموعتين من الجيوبوليمرء المجموعة الأولى استخدمت محلول قلوي من هيدروكسيد الصوديوم وسيليكات الصوديوم مع الميتاهالويسايت. في المقابل ، استخدمت المجموعة الثانية محلولًا مشابهًا من هيدروكسيد البوتاسيوم وسيليكات الصوديوم مع الميتاهالويسايت. تم بعد ذلك التحقق من تأثير هذه المحاليل على خصائص وأداء الجيوبوليمرات المحمضرة من خلال إخضاعها لمجموعة من الاختبارات. تم خلط الميتاهالويسايت بمختلف المواد النانوية (الطين النانوي والزركونيا النانوية والتالك النانوي بنسبة 1/ ١ /2 ٠ و 3/ من وزن الميتاهالويسايت) ، بالإضافة إلى هجين من الطين النانوي مع الزركونيا النانوية والطين النانوي مع التالك النانوي بأوزان متساوية (50:50) لكل نسبة من النسب الثلاثة لكلا المجموعتين. بعد 28 يومًا ، Lied بتحليل قوة الضغط والصلادة والخصائص الأخرى باستخدام FTIR و XRD و EDX و DSC أظهرت نتائج الاختبار أن مقاومة الانضغاط زادت بنسبة 735 ميجا باسكال والصلادة زادت بنسبة 5 إنتيجة إضافة الهجين النانوي. عندما تم دمج المواد النانوية في المادة الأساسية ، كان الهيكل الناتج أكثر اتساقًا وخاليًا من المسام. يكشف التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) أن الجيوبوليمر الذي يحتوي على نسبة عالية من السيليكا والألومينا (Si / Al) قد تم إنشاؤه بتركيبة متسقة وموحدة. أدت إضافة المواد النانوية إلى تقليل التوصيل الحراري للعينة ، مما gal إلى قيمة 0.30 واط / مللي كلفن ، وهي أقل بكثير من قيمة 1.20 واط / مللي كلفن للعينة بدون إضافات. تعمل المواد النانوية كحواجز والتي تمنع اهتزازات الفونونات التي تحمل الحرارة. أظهرت نتائج الدراسة أن تحسين الجيوبوليمرات بالمواد النانوية يؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية والفيزيائية ، مما يؤدي بالتالي إلى تحسين الأداء والعزل الحراري ، مما يمسمح باس تخدام طابوق الجيوبوليمر كبديل للطابوق التقليدي.

As a replacement for Portland cement and conventional bricks, geopolymer has been used to reduce carbon dioxide emissions and lessen the greenhouse effect in the construction industry. Because of its high silica and aluminium oxide content, meta-halloysite has been considered a potential element for use in various geopolymer applications. The process of geological polymerization is an innovative method for creating new materials . Various techniques were used, including Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), and Differential Scanning Calorimetry (DSC). In order to examine raw materials and samples of geopolymer. Two groups of geopolymer were prepared: the first group used an alkaline solution of sodium hydroxide and sodium silicate with meta-halloysite. In contrast, the second group used a similar solution of potassium hydroxide and sodium silicate with meta- halloysite. The impact of these solutions on the properties and performance of the prepared geopolymers was then investigated by subjecting them to a battery of tests. Meta-halloysite was mixed with various nanomaterials (nano clay, nano-zirconia, and nano-talc at 1%, 2%, and 3% weight of Meta- halloysite), as well as a hybrid of nano-clay with nano-zirconia and nano- clay with nano-talc at equal weights (50:50) for each of the three weight ratios for both groups. After 28 days, we analysed its compressive strength, hardness, and other properties using FTIR, XRD, EDX, and DSC. The results of the test showed that the compressive strength increased by 35% Map, and the hardness increased by 4.65% due to the addition of the nanohybrid. When nanomaterials were incorporated into the base material, the resulting structure was more uniform and porous-free. Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) analysis reveals that a geopolymer with a high silica and alumina (Si/Al) ratio has been created with a consistent and uniform composition. The addition of nanomaterials decreased the thermal conductivity of the sample, resulting in a value of 0.30 W/mK, which is significantly lower than the value of 1.20 W/mK for the sample without additives. Inhibiting the phonons vibrations that carry heat, nanomaterials act as a barrier to heat transfer. The study results show that improving geopolymers with nanomaterials leads to enhanced mechanical and physical properties, which consequently improves performance and thermal insulation, allowing geopolymer bricks to be used as a substitute for traditional bricks.

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