بررسي اثرات نانو ذرات اكسيدروي بر مشخصات ريزساختاري مواد پايه سيماني و عملكرد اين سطوح در حذف گونه اي از جلبكها

The Influence of Zinc Oxide nanoparticels on the microstructural properties of cement mortars and the performance on the removal of a type of algae

همگام با توسعه فناوري نانو در رشته هاي مختلف، در چندين سال اخير محققان به بررسي خواص و كاربرد هاي اين فناوري در تكنولوژي بتن پرداخته اند، چرا كه همواره كنترل مواد در مقياس نانو نويد دهنده تحولات شگرفي در زمينه هاي مختلف علوم بوده كه به سبب خواص ويژه ذرات در اين فاز، طرفداران بسياري در بين محققان علم مواد و تكنولوژي بتن پيدا نموده است. در اين مقاله عملكرد درصدهاي مختلف نانو ذرات اكسيدروي بر مشخصات مكانيكي و ريزساختاري مواد پايه سيماني موردبررسي و ارزيابي قرارگرفته است. همچنين با توجه به گسترش آلودگي‌ها ناشي از رشد بي‌رويه جلبك‌ها اثرات اين سطوح در حذف اين ميكروارگانيسم بررسي شد. در اين مطالعه آزمايش‌هاي گيرش، مقاومت فشاري، هيدراسيون، واكنش با هيدروكسيدكلسيم و تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) انجام شد. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهد نانو اكسيدروي سبب كاهش سرعت‌گيرش مي‌گردد درنتيجه تشكيل آرام ريزساختار در اين سطوح سبب بهبود مشخصات مكانيكي و دوام مي‌گردد. همچنين عامل ديگري كه سبب بهبود مشخصات مهندسي اين سطوح مي‌گردد واكنش‌پذيري مناسب اين نانوذره با هيدروكسيد كلسيم در مقايسه با دوده سيليسي و سرباره مس است. بررسي آزمايش‌هاي فوتوكاتاليستي نيز نشان مي‌دهد سطوح حاوي اين نانو ذرات قادرند به‌طوركلي مانع از رشد و نمو گونه جلبك سبز-آبي موردبررسي در اين مطالعه شوند.

In recent years, several researches have been carried out to investigate the applications of nano science in the concrete technology. It appears that by combination of nano science and concrete technology, new scientific horizons could be opened and high quality construction and building materials may be produced. . As a matter of fact, some types of nano materials have photocatalytic characteristics and could disintegrate the pollutants and various types of organic substances. Hence, utilizing nano technology, multi-purpose materials with enhanced characteristics and new applications such as self- cleaning surfaces could be produced. Several types of nano materials have photocatalytic characteristics, which among them nano ZnO and TiO2 have found higher attention. The influence of TiO2 on the cement based materials has been the subject of several researches. However, nano ZnO was not considered appreciably. Thus, in the present study, the performance of different percentages of Nano ZnO on the mechanical and microstructural properties of concrete has been investigated. The studied properties were setting times, compressive strength, hydration degree, reaction with calcium hydroxide and microstructural analysis by scanning electron microscopy images (SEM). Moreover, with regards to the photocatalytical properties of this material, the influence of nano ZnO on the removal of a type of algae was scrutinized. The results indicate that nano-ZnO could significantly increase the initial and final setting times, leading to the slow formation of microstructure at very early ages.Furthermore, the photocatalytic investigation showed that the mortar surfaces containing these nanoparticles could prevent the growth of the blue-green algae.