بررسی تاثیر نانو ذرات سیلیس بر مقاومت و مکانیزم شکست مواد پایه سیمانی با استفاده از سیستم انتشار آوایی

شکست بسیاری از سازه های مهندسی بر اثر گسترش ترک با وجود پایین بودن نرخ بارگذاری روی آن ها در مقایسه با مقاومت تئوریکی سازه ها،لزوم درک دقیق مکانیزم و عوامل موثر بر گسترش ترک را آشکار می سازد. استفاده از روش های متداول تحلیل و طراحی سازه های فولادی، بتنی و سنگی بر مبنای معیار های تنش و مقاومت، تاکنون مشکلات زیادی در پایداری سازه ها به وجود آورده است. امروزه با توجه به گستردگی روز افزون نانو بتن ها، مطالعات تاثیر نانو ذرات بر مکانیزم شکست در این نوع بتن ها بسیار نادر است. در این تحقیق مکانیزم داخلی مقاومت و شکست بتن های مسلح شده با نانو ذرات سیلیسی مطالعه و بررسی شده است. برای تحقق این موضوعاز نمونه های مختلف استوانه ای، دیسکی با ترک مرکزی (CSCBD) و مکعب مربع طبق استاندارد و ترکیب های یکسان (آب، سیمان و سنگ دانه) اما متفاوت در مقدار نانو ذرات سیلیس (0، 5/0، 1، 5/1) در بازه های مختلف نگهداری 7 و 28 روز استفاده شده است. برای رفتارنگاری فرآیند شکست نیز از تکنیک نوین انتشار آوایی (AE) استفاده شده است که با بررسی پارامتر هایی نظیر تعداد کانت، گسترش ترک پایدار و ناپایدار، فرکانس متوسط و زاویه خیز نیز مشاهده می شود که با تغییرات مقدار درصد نانو ذرات سیلیس در خمیره بتن، این پارامتر ها نیز تغییر می کنند. می توان اینگونه بیان کرد که نتایج بیان گر رابطه خطی بین مقاومت و چقرمگی شکست مد برش و کشش نمونه ها بوده است، به طوری که بتن های با 1 درصد از نانو ذرات سیلیس بیشترین چقرمگی شکست را دارند و با افزایش و یا کاهش مقدار نانو ذرات سیلیس، مقاومت و چقرمگی شکست در هر دو مد شکست کاهش می یابد. همچنین نمونه های نانو بتن تحمل تنش های بالاتر بدون گسترش ترک ناپایدار را نسبت به بتن معمولی دارند و یا به عبارت بهتر نانو ذرات سیلیس باعث تاخیر در گسترش ترک ناپایدار در ساختار نمونه ها می شود.