فناوری نانو در تولید بتن و سیمان(قسمت اول)

[امید عباسی]

-1

مقدمه

وقتی صحبت از مقیاس نانو می شود، یعنی توانایی ساخت در مقیاس ابعاد اتم ها و تهیه مواد با دقت اتمی مورد نظر است

. این توانایی به ما اجازه میدهد از محدودیتهاي اندازه که به صورت طبیعی وجود دارد فراتر رفته و روي واحدهاي ساختاري کار شود، جائیکه تعیین کننده خاصیت مواد است و با تغییر در آن، میتوان خواص مواد را تغییر داد.

نانو تکنولوژي یک رشته جدید نیست ، بلکه رویکردي جد ید در تمام رشته ها است

. فناوري نانو کاربردهاي وسیعی در حوزه هاي مختلف از جمله صنایع غذایی ، داروئی،پزشکی،بیوتکنولوژي، الکترونیک و کامپیوتر وارتباطات و حمل ونقل و انرژي و محیط زیست و هوا فضا و ... دارد. تغییر مقیاس ساخت باعث تغییراتی اساسی در نحوه طراحی سیستم ها خواهد داشت ، زیرا در مقیاس نانو ، نیروهاي بین مولکولی و نیروه اي دیگر مرتبط وارد
محاسبات می شوند . کنترل مواد در مقیاس نانو به معناي ساختن ساختارهاي بنیانی در مقیاسی است که در آن اندازه ه ا خواص اساسی معین می شود (نانو آخرین مقیاس تولید ) وبنابراین کنترل خواص مواد حاوي ذرات نانو بهتر امکان پذیر می باشد .

اکنون اگرچه مطالعات و کنکاشهاي مربوط به روش ه اي تولید به پایان رسیده است ، ولی معذلک پیش بینی میشود تا در سالهاي

2010 تا 2015 ، دوره مناسبی براي پیشرفت نانوکارخانه ها باشد .سیستم ه اي ساخت قابل برنامه ر یزي و قابل عمل (نانو کارخانه ها)، تجارتو صنعت مرتبط با آن را دگرگون خواهد کرد

با توجه به اهمیت کنترل خواص مواد ساختمانی

(سیمان و بتون ) در سالهاي اخیر ،تحقیقات زیادي در راستاي بکار گیري نانو ذرات در سیمان وبتون انجام شده است ، که در این کار مطالعاتی، بخش عمده اي از مجموعه مقالات مرتبط، گرد آوري و تنظیم شده است.

-

2 نانو سیمانها

در سالهاي اخیر تحقیقات زیادي در خصوص افزودن نانو ذرات به سیمان انجام گرفته است

[ 4] نانو ذرات افزودنی به سیمان هم می تواند از نوع ترکیبات تشکیل دهنده خود سیمان(اکسید سیلیس،اکسیدآهن وآلومینا) باشند و هم از ترکیباتی دیگر( براي مثال کربونانوتیوب)، که در جهت ایجاد خواصی مشخص و معین در سیمان ، کاربرد دارند . به عنوان مثال، براي حصول به سیمانی با خواص مناسب جهت استفاده در چاه هاي نفت افزودن نانو ذرات
مناسب می باشد. در حال حاضر متخصصین پژوهشگاه صنعت نفت* به دانش فنی مورد نیاز براي ساخت نانو افزودنی مناسبی براي کنترل خواص سیمان کاري جداره چاههاي نفتی دست یافته اند[ 5]. هدف اصلی استفاده از نانو افزودنی ها در سیمان جداره چاههاي نفتی مقابله با وجود مشکلاتی از لحاظ پایین بودن فشار مخزن و ضرورت ایجاد فشار لازم توسط سیمان

استفاده شده می باشد.

هم

چنین استفاده از کربن نانوتیوب به عنوان نانو افزودنی در سیمان پتانسیل فوق العاده
قوي(سیمان سخت ) ایجاد می کند چون هم یک ماده تقویت کننده ایده ال می باشد و هم قطر آن شبیه اندازه کلسیم -سیلیکات-هیدرات است از دیگر کاربردهاي کربن نانوتیوب در صنعت ساختمان استفاده ازآن به عنوان اجز اء ساختاري و عامل انتقال حرارت می باشد به نحوي کهیکی از کاربردهاي آن، به کار گیري براي گرم کردن ساختمان ها می باشد

در حال حاضر در کشور چین ، بیشترین تحقیقات در جهت بررسی خواص نانو سیمانه ا، انجام
شده است و لذا بسیاري از مقالات معتبر در خصوص بررسی خواص نانو سیمانها مربوط به
دانشگاه هاي این کشور ، است

. به طور کلی مهمترین عامل درکنترل خواص نانو سیمانه ا، علاوه بر خواص نانو ذرات، اختلاط مناسب نانو ذرات و سیمان می باشد . نانو سیمانها به دلیل مقاومت بالا و خواص ساختاري بهبود یافته، کاربرد هاي زیادي دارند براي مثال، از این نوع سیمانها، براي ساخت آسمان خراشها، ساختمان هاي ریاست جمهوري ونظامی (ضد گلوله ) و در مناطقی که خورندگی زیاد است، استفاده می شود.

در ادامه انواع نانو سیمانه اي، خواص آنهامقایسه خواص آنه ا با سایر سیمانها و مزای اي تولید هر کدام از آنها، مورد بررسی قرار می گیرد

..



بر اساس مقاله سرکار خانم رحیمی