Categories
Uncategorized

Perkembangan Nanokristal dalam Pasta Semen

Nanocrystallites semen merupakan fase pengikatan dalam beton, bahan yang telah ada selama lebih dari dua ribu tahun dan tetap menjadi bahan manufaktur yang paling banyak digunakan. Berkat ukurannya, Pasta Semen sifatnya yang tidak teratur, pengendapan kembali setelah dikombinasikan dengan air, dan evolusinya yang cepat ketika beton mengeras, struktur nano ini baru saja menjadi sasaran penyelidikan yang cermat baru-baru ini. Nanoteknologi sekarang mampu mengontrol pembentukannya dan memanfaatkan evolusinya (penyusutan dan pengembangan) selama fase pengerasan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan dan keuletan yang mendekati baja. Selanjutnya, analisis reaksi nanoscopic dasar yang terjadi selama pengaturan, dan modifikasi mereka oleh aditif polimer yang bekerja pada antarmuka, teknik pemodelan numerik berpotensi dapat memprediksi evolusi besar dan sifat nanocrystallites. Di sini kita Pasta Semen membahas masa depan nanocrystallites ini dalam aplikasi baru.

Bahan semen, yang dikenal terutama dalam bentuk beton, tidak diragukan lagi merupakan bahan manufaktur tertua dan paling banyak digunakan di dunia, dengan Pasta Semen lebih dari satu ton diproduksi per tahun dan per orang. Mereka terdiri dari rakitan granular yang diikat bersama oleh matriks berstruktur nano, juga disebut fase pengikatan, yang merupakan fitur umum dari semua bahan tersebut.

Faktanya, matriks berstruktur nano ini terdiri dari bongkahan terhidrasi, masing-masing berukuran beberapa puluh nanometer. Ini adalah kalsium silikat Pasta Semen terhidrasi, tetapi sering juga kalsium aluminosilikat atau ferroaluminosilikat terhidrasi, dalam proporsi yang non-stoikiometrik sehubungan dengan kandungan oksida “Gambar 1”.

(a)(b)

Gambar 1. Nanocrystallites dalam matriks semen. Gambar mikroskop elektron transmisi. (a) Pada skala matriks semen dan (b) pada skala nanokristal, menunjukkan strukturnya yang tidak tertata dengan baik. Dari [1] , ©2001 Springer New York LLC, direproduksi dengan izin yang baik.

Oksida-oksida ini (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, dll) sudah berada dalam butiran semen dalam bentuk mengkristal. Setelah kontak dengan air, sebagian dari oksida ini larut, kemudian berdifusi di bawah gradien konsentrasi yang kuat dan mengendap lagi dalam bentuk hidrat nanometrik, yang juga disebut kristal nano karena ukurannya dan fakta bahwa mereka tidak tertata dengan baik, di tengah-tengah antara fase amorf dan kristal [1] .

Adapun struktur komposit apa pun, matriks inilah yang memainkan peran penentu dalam perilaku mekanis bahan semen. Sementara pengaturan sedang berlangsung, yang mungkin memakan waktu beberapa jam atau beberapa puluh jam, bahan semen berubah dari keadaan cair kuasi-Newtonian ke keadaan viskoplastik, kemudian secara bertahap memperoleh perilaku visko-elasto-plastik, sampai akhirnya menjadi padat yang keduanya sangat kaku, dengan modulus Young setinggi beberapa puluh GPa, dan sangat kuat, dengan tegangan leleh tekan antara sekitar sepuluh dan beberapa ratus MPa, tergantung pada formulasinya.

Ini adalah reaktivitas yang luar biasa dari matriks berstruktur nano ini, dan pada suhu kamar, karenanya sangat ekonomis, yang benar-benar merupakan titik kuat dari bahan-bahan semen ini, karena seseorang dapat mengontrol properti ini atau itu baik pada tahap prefabrikasi atau di lokasi pembangunan, tergantung tentang penggunaan bahan yang akan digunakan. Selain itu, pH yang sangat basa mendukung penggunaan baja tulangan pasif atau aktif. Namun, jika tahap pengaturan tidak dikontrol dengan baik, matriks semen dapat dengan Pasta Semen cepat menjadi berkualitas sangat buruk, menunjukkan berbagai patologi seperti karbonasi, sulfasi, atau reaksi alkali, yang dapat mempengaruhi estetika dan daya tahan. Juga melalui matriks atom radioaktif dapat menembus beton ketika memainkan peran penghalang terhadap radioaktivitas yang dihasilkan di pembangkit listrik tenaga nuklir. Dan sekali lagi matriks yang bertanggung jawab dalam kasus penyusutan dan pembentukan retak akibat, dengan kemungkinan hilangnya integritas struktural.

Pasta Semen