Studying the effect of Nano additives and coating on some properties of cement mortar mixes

Other Title(s)

دراسة تأثير الطلاءات و المضافات النانوية على بعض الخواص لخلطات مونة الإسمنت

Time cited in Arcif : 
3

Joint Authors

Kushnaw, Farhad Muhammad Uthman
Husayn, Sarmad Imad Ibrahim
Abd al-Hamid, Ala Ala al-Din

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 34, Issue 3A (31 Mar. 2016), pp.553-566, 14 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2016-03-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

14

Main Subjects

Civil Engineering

Abstract AR

ينقسم الجانب العملي إلى جزأين، في الجزء الأول تم تحضير نماذج المونة و بنسبة خلط اسمنت / رمل (3:1) حيث تم خلط هذه النماذج مع مساحيق سيراميكية نانوية (ZrO2, TiO2) على التعاقب و بنسب وزنية مأخوذة من نسبة الاسمنت (10، 5، 2.5، 1، 0.1 %) و بحجم حبيبي (50) نانومتر و وقت معالجة لمدة (28) يوم، أما الجزء الثاني فقد تضمن تحضير نماذج المونة و من ثم طلاؤها بخليط من كحول الميثانول و الاسمنت و المساحيق النانوية و بتقنية الرش البارد باستخدام الهواء الجوي المضغوط بدرجة حرارة الغرفة عند ضغط (8) بار و مسافة رش بمقدار (20) سم، و تسخين أولي للقواعد لدرجة (75) درجة مئوية، و من ثم دراسة الخصائص الميكانيكية و الحرارية و الفيزيائية و التركيبية للنماذج المحضرة.

نتائج الفحوصات الميكانيكية و الفيزيائية أظهرت تحسن كبير و ملحوظ لجميع النماذج المخلوطة و المطلقة مع الدقائق النانوية، و أن القيمة الأعلى للخواص الميكانيكية و الفيزيائية تم الحصول عليها من النماذج المطلية و المخلوطة مع (% 5ZrO2)، حيث بلغت معدل الزيادة في قيم صلادة فيكرز بنسبة (54 %)، و مقاومة البلى ازدادت بمعدل (66 %)، بينما بلغ معدل النقصان بالامتصاص الكلي للماء بنسبة (79 %)، أما المسامية فقد تناقصت بمعدل (65 %)، و فيما يخص الكثافة فقد تزايدت معدل (2.3 %).

أما القيم الأعلى بالنسبة للنماذج المخلوطة، حيث بلغت معدل الزيادة في قيم صلادة فيكرز المايكروية بنسبة (38 %)، و مقاومة البلى ازدادت بمعدل (58 %)، بينما بلغ معدل النقصان بالامتصاص الكلي للماء بنسبة (67 %)، أما المسامية فقد تناقصت بمعدل (52 %)، و فيما يخص الكثافة فقد تزايدت بمعدل (1.9 %) أما نتائج فحص التوصيلية الحرارية فقد أظهرت أن هنالك نقصان ملحوظ في قيم التوصيلية و لجميع النماذج المخلوطة و المطلية مع الدقائق النانوية، و أن القيمة الأدنى للتوصيلية الحرارية تم الحصول عليها من النماذج المطلية و المخلوطة مع (% TiO25)، حيث بلغت قيمة النقصان بالتوصيلية للنماذج المطلية بنسبة (64 %) أما بالنسبة للنماذج المخلوطة فقد بلغ مقدار النقصان (49 %).

نتائج الفحوصات التركيبية أظهرت صور كل من المجهر الالكتروني الماسح، و مجهر القوة الذرية لنموذج المونة المرجع انه ذا خشونة عالية و كذلك وجود لتركيب هيدروكسيد الكالسيوم 2(Ca(OH بشكل تراكيب أبرية الشكل مع وجود مسامات كبيرة، بينما أظهرت الصور بعد الإضافة و الطلاء بالدقائق النانوية اختفاء التراكيب الأبرية و إنتاج تركيب متجانس من مركبات (C-S-H) و اختفاء المسامات و الفجوات علاوة على نقصان في خشونة السطح و هذا ما يفسر التحسن الواضح في الخواص.

Abstract EN

The experimental work is divided in two parts, in the first part was prepared the mortar samples and mixing proportions cement\sand (1:3)they were mixing these samples with nano scale ceramic powders (ZrO2 and TiO2) respectively the percentages by weight are taken from cement ratio (0.1, 1, 2.5, 5, and 10%) at particle size (50nm) and curing time (28day).

The second part has included the preparation of mortar samples and then coated with a mixture of methanol alcohol, cement and ceramic nano-powders by cold spray technique by using compressed air at room temperature with pressure (8bar) and the spray distance (20Cm) and heating of the samples at (75C°), and then study mechanical thermal physical and structural properties for prepared samples.

The results of mechanical and physical tests showed large and significant improvement for all mixed and coated samples with nanoparticles, and that the highest value of the mechanical and physical properties obtained from cement coated samples with (%5ZrO2), reaching the rate of increase in values of Vickers hardness by (%54), and wear resistance increased by (%66), while reaching the rate of decrease in values of total water absorption by (%79), The porosity has decreased at a rate of (%65), With regard to the dry density has increased at a rate of (%2.3).

The higher values for the mixed samples reaching the rate of increase in values of Vickers hardness by (%38), and wear resistance increased by (%58), while reaching the rate of decrease in values of total water absorption by (%67), The porosity has decreased at a rate of (%51.68), With regard to the dry density has increased at a rate of (%1.9).

The thermal conductivity test results have shown that there is a marked decrease in values conductivity for all mixed and coated samples with nanoparticles and that the minimum value of conductivity obtained from coated and mixed samples with (%5TiO2) as the value decreases conductivity for coated samples by (%64), while the lowest value for conductivity to the mixed samples by (%49).

Results of Characterizations tests showed images of all of (SEM and AFM) Mortar reference sample that a high roughness as well as having to structure Ca(OH)2 a needle shaped structures with the presence of large pores, while after adding and coating by nanoparticles shows the disappearance of structures needle and produce a homogeneous structure of compounds (C-S-H) and the disappearance of the pores and gaps further decrease in surface roughness this explains the clear improvement in the properties.

American Psychological Association (APA)

Kushnaw, Farhad Muhammad Uthman& Abd al-Hamid, Ala Ala al-Din& Husayn, Sarmad Imad Ibrahim. 2016. Studying the effect of Nano additives and coating on some properties of cement mortar mixes. Engineering and Technology Journal،Vol. 34, no. 3A, pp.553-566.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-680028

Modern Language Association (MLA)

Kushnaw, Farhad Muhammad Uthman…[et al.]. Studying the effect of Nano additives and coating on some properties of cement mortar mixes. Engineering and Technology Journal Vol. 34, no. 3A (2016), pp.553-566.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-680028

American Medical Association (AMA)

Kushnaw, Farhad Muhammad Uthman& Abd al-Hamid, Ala Ala al-Din& Husayn, Sarmad Imad Ibrahim. Studying the effect of Nano additives and coating on some properties of cement mortar mixes. Engineering and Technology Journal. 2016. Vol. 34, no. 3A, pp.553-566.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-680028

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 566

Record ID

BIM-680028