مواد نانو دربتن

کاربرد مواد نانو در صنعت بتن
.
مقدمه:
مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زیر 100nm باشد تعریف شده اند ، یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000 برابرکوچکتر از موی انسان است . به طور کلی ،در یک تقسیم بندی عمومی ، محصولات نانو موادرا می توان به صورت های زیر بیان کرد: • فیلمهای نانو لایه ( Nano Layer Thin Films ) برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی • نانو پوششهای حفاظتی (Nano Coating ) برایافزایش مقاومت در برابر خوردگی ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی • نانو ذرات بهعنوان پیش سازنده (Precursor) یا اصلاح ساز (Modifier) پدیده های شیمیایی و فیزیکینانو لوله ها (Nanotubes) منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانوساختار ( Nanostructured Solid ) جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازهکریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متریگسترده شده باشد .
خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرمهای متعددی کهوجود دارند از جمله ذرات ، الیاف ، گلوله و . . . ) در مقایسه با مواد میکروسکوپیتفاوت اساسی دارند . تغییرات اصولی که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکهاز نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد .
هدف نهایی از بررسی مواد درمقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنهارا می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور ازعملکرد چند منظوره ، ظهور خواصی جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد بهگونه ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند .
در مطالب بعدیکه خواهد آمد مواد نانو ساختاری معرفی خواهند شد که با توجه به نوظهور بودن چنینموادی می توانند تحولی شگرف در صنعت ساختمان سازی و صنایع وابسته به آن ایجاد کنند . 2. مواد نانو کمپوزیت:
مواد نانو کمپوزیت بر پایه پلیمر (ماتریس پلیمری ) اولین بار در سالهای 70 معرفی شده اندکه از تکنولوژی سول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است .
هرچندتحقیقات انجام شده در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شرکت تویوتا درژاپن در اواخر سالهای 80 صورت گرفته است ، ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز درمرحله جنینی و در آغاز راه می باشد .
در این شرایط نانو آلومینا ، بهترینساختار نانوئی است که افق جدیدی را در صنعت سرامیک نوید می دهد . زیرا کاربرد اینمواد پدیده ای است که از نظر مکانیکی ، الکتریکی و خواص حرارتی به طور مناسب دارایتعادل بوده و در رشته های مختلف کاربرد دارد . از جمله می توان به چند نمونه اشارهکرد:• تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیراً به طور تجاری ، الیاف نانویی آلومینا ،انقلابی در رشته سرامیک بوجود آورده است . • ذرات نانویی غیر فلز مانند:نانو سیلیکا، نانو زیرکونیا و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها می باشد .
3.
بتن با عملکردبالا ([1]HPC) :
یکی از چالشهایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ،بتن با عملکرد بالا(HPC ) می باشد . این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کامپوزیت بودهو از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد . خواص ، رفتارو عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی دارد که چسبندگی ،پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می آورد .
بنابراین ، مطالعات بتن و خمیر سیمان درمقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها بسیار حائز اهمیت می باشد . روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جملهطرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می باشد . در مورد بتن بهطور خاص ، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر ، بتن با عملکرد بالای چندمنظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می باشد ، از جمله می توان به خاصیت الکترومغناطیسی ، و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات ) و افزایشموثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمانها و ... را نام برد .
4.
نانو سیلیس آمورف:
در صنعت بتن ، سیلیس یکی از معروفترین موادی است که نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می کند .
محصول معمولی همان سلیکیافیومیا میکرو سیلیکا می باشد که دارای قطری در حدود 1/0 تا 1 میلی متر می باشد و دارایاکسید سیلیس حدود 90% می باشد . می توان گفت که میکرو سیلیکا محصولی است که درمحدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کاربرده می شود .
محصول نانو سیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای شکل گلوله ایبوده و با قطر کمتر از 100nm یا بصورت ذرات خشک پودر یا بصورت معلق در مایع محلولقابل انتشار می باشند ، که مایع آن معمول ترین نوع محلول نانو سیلیس می باشد ، ایننوع محلول در آزمایشات مشخص در بتن خود تراکم([2]SCC) به کار گرفته شده است . نانوسیلیس معلق کاربردهای چند منظوره از خود نشان می دهد مانند:
خاصیت ضد سایش
ضد لغزش
ضد حریق
ضد انعکاس سطوح
آزمایشات نشان داده اند کهواکنش مواد نانو سیلیس (Colloidal Silica ) با هیدرواکسید کلسیم در مقایسه با میکروسیلیکا بسیار سریع تر انجام گرفته و مقدار بسیار کم این مواد همان تاثیر پوزالانیمقدار بسیار بالای میکرو سیلیکا را در سنین اولیه دارا می باشد .
تمام کارهایانجام یافته بر روی کاربرد مواد نانو سیلیس کلوئیدی (Colloidal Nano Silica ) دربخش اصلاح خواص ریولوژی ، کار پذیری ومکانیکی خمیر سیمان بوده است . آنچه که دراینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانو سیلیس با قطری در محدوده 5 تا 100 نانومترمی باشد .
5.

/ 0 نظر / 24 بازدید