تحقیق کاربرد نانو مواد در صنعت ساختمان

تعداد صفحات: ۳۵ | قابل ویرایش

نانوتکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم‌های جدید با در دست گرفتن کنترل در ابعاد مولکولی و اتمی است یعنی نانوتکنولوژی با ابعاد نانومتر در ارتباط است.در حقیقت خواص و رفتار مواد در ابعاد نانو با آنچه که ما هم اکنون از مواد مشاهده می کنیم متفاوت است.

بنابراین اگر می خواهیم خاصیت معینی را در ابعاد نانو نیز داشته باشیم باید به دنبال موادی بگردیم که در ابعاد نانو آن خاصیت را داشته باشند. به عنوان مثال برای نیرو محرکه در حد نانو احتیاج به موتور و … نیست بلکه از ارتعاش مولکولها به عنوان نیرو محرکه استفاده می گردد.

از همین تعریف ساده بر می‌آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست،‌ بلکه رویکردی جدید در تمام رشته‌ها است. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه‌های مختلف از غذا،‌ دارو، تشخیص پزشکی، بیوتکنولوژی، الکترونیکی کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد،‌ هوافضا و امنیت ملی برشمرده‌اند.

به عنوان نمونه ای دیگر دانشمندان توانسته اند لوله ای تو در تو را ایجاد نمایند به طوری که یک اتم می تواند در داخل آن حرکت کند و درازای این لوله به اندازه سه برابر استوا می باشد.

هدف از این پروژه این است که بتوانند به اتم سرعتی در حد نور بدهند. لازم به ذکر است که کاربرد های نانو تکنولوژی سری است کاربردهای وسیع این حوزه همراه با پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن این تکنولوژی را به عنوان یک زمینه فرا رشته‌ای مطرح نموده است.

کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان(بتن)

از مهمترین پیشرفتهای بوجود آمده در صنعت مصالح ساختمانی ، بتن با عملکرد بالا می باشد ، برای درک بهتر رفتار این نوع مصالح باید ساختار بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو مورد بررسی قرار گیرد و نیز بتوان با کاربرد مصالح نانو ، بتن با عملکرد بالا و چند منظوره ساخت که دارای خاصیت الکترو مغناطیسی بوده و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات) را داشته باشد و نیز در سازه های ساختمانی تاثیر به سزایی در حفظ انرژی ساختمان ایفا کند.

معرفی مواد نانو ساختار و نیز بیان مزایای استفاده از این مواد در صنعت ساختمان سازی با توجه به نتایج آزمایشگاهی می باشد.

بتن با عملکرد بالا

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 بوده و از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد. خواص، رفتار و 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 در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها اهمیت دارد.روش معمولی برای توسعه بتن با عملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می‌باشد.

در مورد بتن به طور خاص، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر، بتن با عملکرد بالای چند منظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می‌باشد، از جمله می‌توان به خاصیت الکترو مغناطیسی و قابلیت بکار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمان‌ها و … را نام برد.

نانو سیلیس آمورف

در صنعت بتن، سیلیس یکی از معروفترین موادی است که نقش مهمی در چسبندگی و پر کنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می کند.

محصول معمولی همان میکرو سیلیکا می‌باشد که دارای قطری در حدود۰.۱ تا ۱ میلیمتر بوده و دارای اکسید سیلیس حدود ۹۰% می‌باشد. می‌توان گفت که میکروسیلیکا محصولی است که برای افزایش عملکرد کامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می‌شود.

محصولات نانو سیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای گوله‌ای شکل بوده و با قطر کمتر از ۱۰۰nm یا بصورت ذرات خشک پودر یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می‌باشند، که مایع آن معمول‌ترین نوع محلول نانوسیلیس می باشد، این نوع محلول آزمایشات مشخص در بتن خود تراکم به کار گرفته شده است.