نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی چوب، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

2 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق، اثر ژل نانو فیبر سلولز- باکتری بعنوان تقویت کننده بر خواص فیزیکی، مکانیکی و ریخت شناسی چند سازه ساخته شده از باگاس و سیمان بررسی شده است. عوامل متغیر درصد نانو که در سه سطح ) 0، 1 و 3 درصد وزن سیمان(، نسبت ترکیب باگاس به عنوان ماده لیگنوسلولزی با سیمان پرتلند، در سه سطح (10:90، 20: 80 و70:30 درصد) برابر وزن خشک سیمان بود. دانسیته هدف 1/1 گرم بر سانتیمتر مکعب و کلرید کلسیم به مقدار 5 درصد برای تمام تیمارها، به عنوان عوامل ثابت در نظر گرفته شدند. خواص مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت ها شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، چسبندگی داخلی، واکشیدگی ضخامت پس از 2 و 24 ساعت غوطهوری در آب و دانسیته تخته ها مطابق استاندارد 634-DIN-EN اندازهگیری شدند. در این تحقیق جهت بررسی خواص ریخت شناسی چندسازه و نحوه توزیع نانو، از سطح مقطع شکسته شده نمونهها تصاویر میکروسکوپی (SEM) تهیه شد. نتایج نشان داد که تخته های ساخته شده با نانو فیبر سلولز، مقاومت های خمشی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی بالاتری داشته اند. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نانو، دانسیته، ثبات ابعادی تخته ها و حرارت هیدراتاسیون ملات سیمانی افزایش یافت. نتایج حاصل از عکس برداری میکروسکوپی (SEM) نشان داد که نانو فیبر سلولز می تواند خلل و فرج کامپوزیت را پر کرده و یک ساختار یکنواخت به وجود اورد و در نتیجه سبب بهبود مقاومت های تخته شد.

کلیدواژه‌ها

- Akhlaghi, M. A., Bagherpour, R. and Kalhori, H., 2020. Application of bacterial nanocellulose fibers as reinforcement in cement composites. Construction and Building Materials. 241: 118061.
Balea, A., Fuente, E., Blanco, E. and Negro, C., 2019. Nanocelluloses: Natural-Based Materials for Fiber-Reinforced Cement Composites. A Critical Review. Polymers. 11. 1- 33.
- DIN  EN standard, NO. 634, 1995. Cement-bonded Particleboards. Specifications- general requirements; German version.
- Dell Inc. Dell Statistica, version 13; Data Analysis Software System; Dell Inc.: Landolock, TX, USA, 2016.
- Golbabaei, F., Nourbakhsh, A., Kargarfard, A. and Hajihassani, R., 2017. Investigation on the properties of cement-fiber board produced using waste newsprint. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 32(3): 450-461.
- Hassanpoortichi, A., Bazyar, B., Khademieslam, H., Rangavar, H. and Talaeipour, M., 2015. Effect of nano-wollastonite on microscopic, mechanical and physical properties of cement-wood fibers composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 3(4): 567–577. (In Persian).
- Hassanpoortichi, A., Bazyar, B., Khademieslam, H., Rangavar, H. and Talaeipour, M., 2019.  Is Wollastonite Capable of Improving the Properties of Wood Fiber-cement Composite? BioResources Journal, 14(3): 6168-6178.
- Guo, A., Sun, Z.,  Sathitsuksanoh, N. and Feng, H., 2020. A Review on the Application of Nanocellulose in Cementitious Materials. Nanomaterials, 10, 1-25.
- Mohammadkazemi, F., Doosthoseini, K., Ganjian, E. and Azin, M., 2015.  Effects of Bacterial Nanocellulose on Properties of Fiber-Cement Composites and Durability to Freeze-Thaw Cycling. Concrete Research Quarterly Journal.  7(2): 47–56. (In Persian).
-  Shayestehkia, M., Khademi Eslam, H., Bazyar, B., Rangavar, H. and  Taghiyari, H. R., 2020. Effects of using cellulose nanocrystal in wood cement composite blendf on physical and mechanical poroperties of wood cement board. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 35(3): 271–282. (In Persian).
- Rowell, P.M., Youngquist, J.A. and Mcnatt, D., 1991. Agricultural fibers in composition panels. In Proceedings of the 27th International Particleboard Composite Materials Symposium.USA, 9-11 April:301-314.
- Shuzhen, L., Ning, C., Zhonghua, P., Yanhua, P., Taifu, H. “Preparation and Properties of Bacterial Cellulose Reinforced Cement composites”. China Powder Science and Technology, 4, 016, 2011.
- Tengfei Fu, Montes, F. Suraneni, P. Youngblood, J. and Weiss, J. 2017. The Influence of Cellulose Nanocrystals on the Hydration and Flexural Strength of Portland CemePastes