فناوری نانو در بتن
کاربرد فناوری نانو در بتن
گسترش فناوری نانو در معماری به‌طور چشمگیری در حال توسعه است.
بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. این ماده مصنوعی بیشترین تولید سالیانه را دارد.
همچنان می‌توان مصالح سیمانی و بتنی را از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی دانست.
فناوری نانو در بتن
گسترش فناوری نانو در معماری به‌طور چشمگیری در حال توسعه است که به چند مورد از آن اشاره میکیم:
- سیمان و بتن.
- نانو پوشش‌ها.
- نانو شیشه‌ها.
بتن
بتن از پرکاربردترین مصالح ساختمانی است. این ماده مصنوعی بیشترین تولید سالیانه را دارد.
همچنان می‌توان مصالح سیمانی و بتنی را از پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی دانست.
بنابراین بتن مانند موتور صنعت ساختمان می‌باشد.
ویژگی برجسته این بتن به علت ارزان بودن و مصرف کم انرژی دارای ویژگی‌های خاص خود می‌باشد.
متخصصان پیوسته در حال انجام آزمایش بر روی کیفیت روزافزون این مصالح هستند.
ویژگی بتن
دردمای اتاق این سیال به ماده‌ای جامد و صلب تبدیل می‌شود.
در این فرایند ده‌ها ماده شیمیایی وارد چرخه واکش شیمیایی می‌شوند.
بتن شاید برخلاف هرنوع ماده دیگر باگذشت زمان بر روی آن دارای خاصیت تداوم و مقاومت بیشتر می‌شوند.
این ماده پرکاربرد دارای مقیاس چندگانه است.
سنگدانه‌های مورد استفاده دربتن در حد میلی‌متری هستند.
نکته حایزاهمیت اینکه این مواد و مصالح با مقیاس‌های متفاوت در کنار هم عمل می‌کنندتابتن حاصل آید.
بتن که ماده‌ای ویسکو الاستیک است و این به دلیل وجود فاز C-H-S است.
بااینکه فناوری نانو اندکی دیر به قلمرو بتن واردشد این تأخیر را می‌توان به دو عامل نسبت داد.
یکی نداشتن درک و دانش کامل از ترکیبات شیمیایی و فیزیکی بتن است.
دیگری نحوه بهبود و ارتقای کیفی در ماده‌ای مانند بتن که ماده‌ای مایع و جامد است.
ترک خوردگی یکی از مهم‌ترین عواملی است که باعث نگرانی مهندسان در سازه بتنی می‌باشد.
بااستفاده از پلیمرهای معالج بتن اثر ترک خوردگی را می‌توان کمتر کرد .
که شامل کپسول‌های ریز متشکل از عامل درمانی بتن و ماده محرک شیمیایی است در صورت ایجاد ترک این ماده آزاد شده و با ماده محرک تماس پیدا می‌کند.
از هیدروژل‌های فعال محیطی در بتن استفاده می‌شود که امکان حسگری و واکنش دهی نسبت به محرک‌های محیطی نظیر رطوبت و دما را فراهم می‌کند.
نقش نانو در بهبود کیفیت بتن
یکی از عواملی که روش‌های سنتی ساختار خمیر سیمان را منسوخ می‌کند فقدان نظم بلوری در این ماده است.
دانشمندان توانسته‌اند شفافیتی بیشتر از ساختار اتمی آب سیمان را به تصویر بکشند.
روشن‌ترین مسیری که در استفاده از نانو مواد در کیفیت بتن وجود دارد در مراحل تولید بتن یعنی ایجاد روش‌های آسان در فرایند ساخت و هم چنین ویژگی نهایی بتن سخت شده‌است.
فناوری نانو مزیت‌های بیشتری را به بتن اضافه می‌کند و می‌توان بتن را هم چنین در سطح بهترین و بالاترین وبا کیفیت‌ترین مصالح در نظر گرفت.
افزودن نانو ذرات سیلیس به مصالح پایه سیمانی از تضعیف واکنش اصلی در ان می‌کاهد.
هم چنین از حجم حفره‌هایی که پس از سخت شدن می‌توانند در محلی تجمع کنند را کم می‌کند و به این ترتیب بر دوام بتن می‌افزاید.
نانو سیلیکا باعث جلوگیری از جداشدن سنگدانه‌ها در بتن خود متراکم شونده ودوام بتن سخت شده می‌شود.
خاکستر بادی از مصالحی است که می‌تواند در ارتقاء بخشیدن به مقاومت و پایداری زیست‌محیطی بتن را کمک کند.
البته یکی از مهم‌ترین ضعفی که بر استفاده از خاکستر بادی است کاهش سرعت بتن در جذب مقاومت اولیه و زیاد شدن مدت زمان مراقبت از آن در مقایسه با بتن معمولی است.
همچنین استفاده از نانو ذرات هماتیت علاوه بر افزایش مقاومت بتن با تغییر مقاومت الکتریکی توده بتن کارکرد را مناسب تر و پایش سطح تنش وارد شده به بتن را هموارتر می‌کند.
نانو ذرات سیلیکا سبب رشد فرایند هیدراسیون بتن شده و مقاومت سه روزه را افزایش می‌دهد.
یکی دیگر از نانو ذرات که سبب ارتقای ویژگی بتن می‌شود دی‌اکسید تیتانیوم است.
فناوری نانو و بتن‌های ویژه:
- بتن الیافی
- بتن خودمتراکم
- نانو بتن هوشمند گرمازا
علم نانو مربوط است به اندازه‌گیری و توصیف ساختار مواد پایه سیمانی در مقیاس نانو و میکرو برای درک بهتر رفتار در مقیاس بزرگ (ماکرو) و عملکرد آن از طریق استفاده از تکنیک‌های پیشرفته توصیف ومدل سازی مربوط به سطح اتمی یا ملکولی.
نانو مهندسی شامل تکنیک‌های دستکاری ساختار در مقیاس نانومتری به منظور ایجاد نسل جدید و مناسب کامپوزیت‌های سیمانی با رفتار مکانیکی ایدئال است و حتی می‌توان بتن با خواص جدیدی مثل مقاومت الکتریکی پایین، هوشمند بودن، خود تمیزکننده، خود ترمیم‌کننده، شکل پذیری بالا و … به وجود آورد.
فعالیت‌های تحقیقاتی اخیر در زمینه نانو تکنولوژی در بتن شامل: بررسی ذاتی هیدراسیون در سیمان، تأثیر اضافه کردن نانو سیلیکا به بتن، اضافه کردن نانو ذرات به سیمان، بتن و پوشش‌های سیمانی و مشاهده تأثیرات آن‌ها بر رفتار و مشخصات ایجاد شده‌است.
گرداوری:کیوسک نانو
مطالب زیر را حتما بخوانید:
قوانین ارسال دیدگاه در سایت