فناوری نانو در بتن
فناوری نانو در بتن _تاکنون مطالعات زیادی در زمینه بهبود کیفیت بتن انجام شده‌است که اکثر آنها تغییر در ترکیب بتن (که به آن طرح اختلاط بتن گفته می‌شود) را بررسی کرده‌اند، با این حال استفاده از افزودنی‌ها و همچنین جایگزین کردن مصالح متداول مورد استفاده در بتن با مصالح جدید همیشه مورد توجه بوده‌است. یکسری از مواد جدید که توانسته‌اند خواص مکانیکی و فیزیکی بتن را ارتقا دهند، نانو موادها هستند. نانو موادها با توجه به خصوصیات‌شان در سطوح بسیار ریز می‌توانند دنیای بتن را کاملاً متحول کنند.
نانوفناوری در بتن
نانوتکنولوژی به معنـای درك، کنتـرل وبازسـازی سـاختار مـواد در ابعـاد نـانو بـه منظور ایجاد مواد جدید با خصوصیات و کاربردهای کاملاً جدید است. فناوری نانو با توجه به ویژگی های رفتاری بارز در چند دهه اخیر،در صنعت بسیار پر استفاده است. صنعت بتن نیز با توجه به تاثیرات نانو ذرات در دوام و استحکام بتن، از مصرف کننده های این فناوری به شمار می رود. یکی از راه های بهبود خواص و مشخصات بتن استفاده از افزودنی های بتن است.تمامی افزودنی های بتن توان بهبود همه مشخصات بتن را ندارند.گاهی افزودنی های بتن باعث افزایش انقباض های زمان خشک شدن بتن می شود.کاهش مقاومت بتن در برابر حملات سولفاتی از دیگر اثرات منفی برخی افزودنی است.نانو ذرات افزودنی می توانند عملکرد بتن را بر خلاف افزودنی های شیمیایی، به صورت همه جانبه بهبود بخشند.
کاربرد نانوفناوری در بتن
از کاربرد های نانو ذرات که مهندسان را ترغیب به استفاده نانو ذرات می کند، می توان به بهینه سازی مواد و مصالح ، کاهش مصرف مواد اولیه و انرژی، بهبود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی بتن،افزایش دوام و عمر بتن، به وجود آمدن خواص جدید که موجب افزایش بازدهی انرژی در سازه های بتنی می شود.افزایش مقاومت بتن امکان استفاده از بتن با ضخامت کمتر را فراهم می کند.کاهش وزن سازه یکی از موثرترین دلایل در به کارگیری نانو ذرات است. نانو ذرات در ساخت سازه های پر اهمیت و ترمیم آثار باستانی استفاده می شود.
انواع نانو ذرات مورد استفاده در صنعت بتن
بتن مسلح به نانو ذرات می توانند بتنی با خصوصیات خود ترمیمی،خود تمیز شوندگی، مسلح به نانو الیاف ها ، شکل پذیری بالاو نانو پوشش را به وجود آورد.
نانو ذرات افزودنی بتن انواع مختلفی دارند:
- ذرات سیمان
- نانو سیلیس ها SiO2
- نانو ذرات رس
- دی اکسید تیتانیا TiO2
- ذرات اکسید آهن
- نانو الیاف ها
- ذرات اسید آلومینیوم
- نانو پوشش ها
- و بتن های خود ترمیم شونده
تاثیرات استفاده از نانوذرات در بتن
روش های قدیمی و سنتی ترکیب خمیر سیمان به دلیل عدم نظم بلوری در ساختار خمیر چندان کارایی ندارند.محققان نانوفناوری با استفاده از نانوذرات سیلیس در مصلح پایه سیمانی مقاومت بتن را افزایش داده اند.نانو ذرات به دلیل ابعاد کوچک توانایی پر کردن حفره ها و فضای بین مصالح را دارد.که باعث می شوند بتن پس از سخت شدن حفره های کمتری داشته باشد که موجب افزایش دوام بتن می شود.همچنین می توانند با ایجاد نانوکریستال ها خصوصیات بتن را بهبود بخشند.
معایب نانو ذرات
نانو ذرات به دلیل برخورداری از سطح ویژه بالا به خوبی در سیمان مخلوط نمی شوند و به صورت توده ای به یکدیگر می چسبند.می توان با استفاده از دستگاه های مخلوط کن قوی این مشکل را برطرف کرد. ازدیگر معایب این فناوری هزینه نسبتاَ بالای آن است. استفاده از این فناوری در کشورهای پیشرفته رو به افزایش است ولی با توجه به هزینه بالا در همه جا، مورد استفاده قرار نمی گیرد. یکی دیگر از معایب این نانو ذرات احتمال جذب بالای آب آن هاست که می تواند پس از خشک شدن بتن مشکلاتی ایجاد کند.
مزایای نانو ذرات
- کاهش ترک های ناشی از هیدراتاسیون
- افزایش استحکام و دوام و طول عمر بتن
- افزایش مقاومت شیمیایی در برابر حمله سولفاتی
- مقاومت در برابر باران های اسیدی
- کاهش تحرک و عمق نفوذ یون کلر
- افزایش چسبندگی ذرات
- کاهش حفره ها و افزایش یکپارچگی بتن
منبع: کلینیک بتن ایران
بدون دیدگاه