تولید ژئوپلیمرهای مقاوم در دانشگاه آزاد اسلامی

مهندسان مواد دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه با بررسی اثر نانوذرات سیلیس و آلومینا بر روی استحکام فشاری ‏ژئوپلیمرهای تهیه شده از مواد زائد، شرایط بهینه برای استحکام بخشی را به دست آوردند.

مهندسان مواد دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه با بررسی اثر نانوذرات سیلیس و آلومینا بر روی استحکام فشاری ‏ژئوپلیمرهای تهیه شده از مواد زائد، شرایط بهینه برای استحکام‌بخشی را به دست آوردند. همچنین این محققان برای تولید ‏ژئوپلیمرها از ترکیبی از خاکستر شلتوک برنج و خاکستر کوره استفاده کردند. از نتایج این تحقیقات می‌توان در صنایع ‏راه‌سازی، ساختمان‌سازی و تولید لوله‌های فاصلاب استفاده نمود.‏

برای به دست آوردن استحکام بالا در ژئوپلیمرها نیاز است که این مواد در کوره برای مدت زمان‌هایی حدود ۱ الی ۲ ‏روز پخته شوند. در این صورت استحکام افزایش چشمگیری خواهد داشت. برای سازه‌های بزرگ نیاز به کوره‌های بزرگ ‏است که این امر کاربرد این مواد را محدود می‌نماید. دانشمندان زیادی به بررسی تأثیر استفاده از نانوذرات در بتن‌ها ‏پرداخته‌اند که تقریباً همگی اذعان داشته‌اند نانوذرات می‌توانند استحکام بتن را افزایش دهند.‏

این محققان با توجه به خواص منحصربه‌فرد نانوذرات سیلیس و آلومینا، موفق به افزایش استحکام زمینه ژئوپلیمر با ‏استفاده از این نانوذرات شدند. این نوع تقویت ژئوپلیمرها نیاز به کوره ندارد. مهندس شادی ریاحی فارغ التحصیل ‏کارشناسی ارشد مهندسی مواد از دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه در این باره افزود: «در این کار به بررسی اثر نانوذرات ‏سیلیس و آلومینا بر روی استحکام فشاری ژئوپلیمرهای تهیه شده از مواد زائد پرداخته شده است، همچنین برای تولید ‏ژئوپلیمرها از ترکیبی از خاکستر شلتوک برنج و خاکستر کوره استفاده شده است.»‏

نتایج این تحقیقات حاکی از آن است که حضور نانوذرات در زمینه ژئوپلیمر باعث افزایش استحکام آن زمینه می‌‌شود. ‏این در حالی است که استفاده از سود در کنار این نانوذرات این افزایش استحکام را به حداکثر می‌‌رساند. ریاحی افزود: ‏‏«استفاده از سود با غلظت‌های متوسط و کم (۵ و ۸ مولار) در عمده ژئوپلیمرهای مورد بررسی، باعث دستیابی به حداکثر ‏استحکام شد، در نمونه‌های بدون نانوذرات بهترین استحکام فشاری در رژیم‌های آبی ۲ و ۷ روزه به ترتیب برابر ۶٫۱۹ (در ‏غلظت سود ۵ مولار) و ۷٫۲۲ (در غلظت سود ۸ مولار) مگاپاسکال و در نمونه‌های حاوی نانوذرات به ترتیب برابر ۰٫۳۱ و ‏‏۵٫۳۸ مگاپاسکال (هر دو در غلظت سود ۸ مولار) به دست آمد، همچنین استفاده از ۳ درصد نانو سیلیس باعث ایجاد ‏حداکثر استحکام در نمونه‌های حاوی نانوذرات شد، این امر بدان دلیل بود که ذرات نانوسیلیس به صورت آمورف و نانو ‏آلومینا کریستالی هستند. ذرات آمورف در ایجاد استحکام نقش دارند و ذرات کریستالی می‌توانند به عنوان نانو پرکننده عمل ‏نمایند.»‏

نتایج این تحقیقات به طور مستقیم می‌تواند در صنایع راه‌سازی، ساختمان‌سازی و تولید لوله‌های فاضلاب مورد ‏استفاده قرار گیرد. همچنین این مواد می‌‌توانند جایگزینی برای تولید قطعات بتنی آماده باشند. همچنین برای موادی که باید ‏در معرض آتش استحکام خود را حفظ نمایند نیز می‌تواند کاربرد داشته باشد.‏

نتایج این تحقیقات که به‌وسیله‌ی مهندس شادی ریاحی و دکتر علی نظری از دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه صورت ‏گرفته است، در مجله ‎ Ceramics International‏ (جلد ۳۸، شماره ۶، آگوست سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. ‏علاقه‌مندان می‌توانند متن کامل مقاله را در صفحات ۴۴۶۷ تا ۴۴۷۶ همین شماره مشاهده نمایند.‏