مطالعه امکان سنجی تولید گرافن ارزان قیمت جهت استفاده در کامپوزیت های سیمانی

هزینه بالا و پدیده انباشتگی گرافن در ماتریس سیمانی از موانع اصلی استفاده آن در صنعت بتن به شمار می آید. در این مطالعه، هر دو چالش فوق با تولید گرافن از طریق ترکیب گرافیت و فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر به روش لایه برداری مرتفع گردید. در این راستا به جهت امکان سنجی استفاده از گرافن تولید شده بر مبنای فوق روان کننده در کامپوزیت های سیمانی، خواص مکانیکی و نفوذپذیری به همراه مطالعات جامع ریز ساختاری بررسی گردید. تجزیه و تحلیل های نتایج طیف سنجی FESEM و TEM نشان داد که صفحات گرافن چند لایه ساخته شده با استفاده از فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر دارای کیفیت بالا و نقص کمی می باشد. بر اساس نتایج این تحقیق، نمونه حاوی گرافن بر مبنای ترکیب 5 گرم در لیتر گرافیت و فوق روان کننده به میزان 1/0 درصد سیمان مصرفی، مقاومت فشاری و خمشی را به ترتیب به میزان 05/82 و 56/33 درصد نسبت به نمونه شاهد در سن 3 روزه افزایش می دهد. از سوی دیگر، کاهش تخلخل در مخلوط حاوی گرافن در مقایسه با نمونه شاهد در سن 180 روز به میزان 50 درصد می باشد. علاوه بر این نتایج نشان دادند که استفاده از گرافن موردمطالعه به دلیل افزایش پیچ خوردگی و اصلاح منافذ ماتریس سیمانی اثر موثری در جذب مویینگی دارد. همچنین، نتایج XRD نشان دادند که استفاده از محلول حاوی گرافن سبب مصرف C3S و C2S در سن 3 روز شده و فازهای CH، CSH بیشتری در ساختار سیمان ایجاد شده اند. این نتایج به همراه نتایج مشخصه یابی TGA و FESEM نشان داد که اثر هسته زایی گرافن در سنین اولیه مشهودتر است.