تقييم القدرة على الصمود في مواجهة الكوارث للخرسانة باستخدام جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية

للبدء، جهز أربع مجموعات من العينات باستخدام خليط خرساني من أسمنت بورتلاند CPII، والحجر المسحوق، ورمال النهر المغسولة متوسطا، والماء، مع الحفاظ على نسبة الماء إلى الأسمنت 0.5. لكل عينة تزن 3.63 كيلوغرام، وزن كميات مناسبة من الأسمنت والرمل والحصى وأضف الماء. قم بتجانس جميع المكونات بشكل كامل للحصول على أكبر كتلة متجانسة ممكنة.

صب الخرسانة المختلطة في القوالب وفحص الخليط بحثا عن علامات انفصال الركام، أو تراكم المياه الحرة أو التلوين من المواد غير المخلوطة لضمان اتساق موحد لنتائج تمثيلية. الآن، قم بتشكيل عينات الاختبار في قوالب معدنية أسطوانية قطرها 10 سنتيمترات وارتفاعها 20 سنتيمتر. املأ كل قالب حتى تصل الخرسانة إلى المستوى المحدد مع توزيع منتظم.

ينتج العينة A ويعينها كعنصر تحكم سلبي بدون أي إضافات لتكون نقطة الأساس للمقارنة مع العينات الأخرى. ينتج عينة B عن طريق دمج 1٪ ثاني أكسيد النانو تيتانيوم، حوالي 36.3 جرام، في خليط الخرسانة. وزع الجسيمات النانوية بشكل متساو عبر الكتلة لمنع التراكم.

وبالمثل، جهز العينات C و D، لضمان التجانس بين مجموعات العينات. الآن، جهز العينة E بدمج مادة ملدنة تعتمد على 3٪ من النحاس، وزنها حوالي 108.9 جرام، في خليط الخرسانة، وحدد هذه العينة كأداة تحكم إيجابية لمقارنة تأثير الملدن مقارنة بالعينات الأخرى. تخزين جميع العينات في منطقة ذات ظروف محكمة محمية من التأثيرات البيئية حتى تنتظر وقت المعالجة.

هذه هي العينات في منطقة مضبوطة للرطوبة تحافظ على درجة حرارة حوالي 23 درجة مئوية ورطوبة نسبية لا تقل عن 95٪ لمدة 24 ساعة. بعد هذه الفترة الأولية، يغمر العينات في مياه مشبعة بالجير، مع الحفاظ على نفس درجة حرارة 23 درجة مئوية لمواصلة التجفيف خلال الفترة المحددة. بعد المعالجة، قم بإزالة العينات وقياس وزن كل عينة للتأكد من أن متوسط كتلة كل واحدة 3.63 كيلوغرام.

تكييف العينات عند درجة حرارة الغرفة حوالي 23 درجة مئوية، وفقا للجدول التالي. خضع كل عينة لاختبار ضغط محوري باستخدام آلة اختبار شد وضغط شاملة. التأكد من أن سعة خلية التحميل لآلة الاختبار متوافقة مع أبعاد العينة، والتحقق من تمكين نظام تحكم رقمي للمراقبة وتسجيل الحمل المطبق في الوقت الحقيقي.

استمر في تطبيق الحمل الضاغطي حتى تفشل العينة وسجل الحد الأقصى للحمل المدعوم عند لحظة التمزق. احسب قوة الضغط لكل عينة باستخدام الصيغة. ثم إجراء اختبار قوة الضغط عن طريق وضع كل عينة أسطوانية بقطر 100 مليمتر وارتفاع 200 مليمتر عموديا في مركز المكبس الهيدروليكي.

تأكد من التلامس الصحيح بين العينة وألواح التحميل. تطبيق الحمل المحوري بشكل مستمر وبدون صدمات بمعدل حوالي 0.45 ميغاباسكال في الثانية. كرر هذا الإجراء لجميع مجموعات العينات الثلاث.

الضابطة، عينات مضافة منشطة بثاني أكسيد التيتانيوم وعينات مضافة قائمة على النحاس. سجل جميع القيم بشكل منهجي للمقارنة لاحقا بين مجموعات العينات المختلفة. وأخيرا، قارن القيم المسجلة لقوة الضغط لتقييم السلوك الميكانيكي والفروق في الأداء بين العينات الضابطة، وعينات المضافات المجهودة بثاني أكسيد التيتانيوم، والعينات المضافة القائمة على النحاس.

أظهرت اختبارات الضغط أن عينات الخرسانة التي تحتوي على 1٪ ثاني أكسيد التيتانيوم بالكتلة كانت ذات قوة ضغط أعلى من كل من الخرسانة الضابطة وتلك التي تحتوي على ملدن نحاسي بنسبة 3٪. من بين العينات التي خضعت لمعالجة لمدة 28 يوما أثناء اختبار قوة الضغط، بدت العينات B3 وC3 وD3 أفتح لونا بشكل واضح مقارنة بالعينات الموسومة ب A3 وE3. العينة الموسومة ب كانت أعلى قوة ضغط بعد 28 يوما من التصلب عند 17,379 ميغاباسكال. أظهرت العينان الموسوم ب A و E قيم قوة ضغط أقل بعد 28 يوما من المعالجة، بقيم 13,018 و9,725 ميغاباسكال على التوالي.