کاربرد نانو تکنولوژی در ساختمان و سازه
کاربردهای فناوری نانو در سازه ها

فناوری نانو در طراحی و ساخت سازه ها، آینده ای روشن را در ساختمان سازی نوید می دهد. با توجه به اینکه تکنولوژی نانو در خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی مواد تغییر ایجاد می کند می توان بسیاری از مشکلات فعالی سازه های فلزی و بتنی را با این فناوری مرتفع کرد. افزودن نانو ذرات به فلزات موجب بهبود کارایی سازه ها شده و در هزینه های ساخت نیز کاهش زیادی به وجود آورده است.
ساخت نانوکابل‎ها، نانوپوشش‌هایی نظیر دی اکسید تیتانیم و استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید پیچ و مهره‎ها تحول عظیمی را در سازه‌ها ایجاد کرده است.


فناوری نانو در سازه ها : فولاد


فولاد در ساختمان سازی به دلیل استحکام، قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی جایگاه ویژه ای دارد. فولاد به عنوان تیر و ستون در اسکلت فلزی سازه ها و به عنوان میلگرد در سازه های بتنی استفاده می شود. باد بند و پلیت کف، لوله های انتقال آب، برق و گاز، اتصالات و پیچ و مهره ها، اسکالت فلزی پنجره ها، کابل های کششی و در نمای ساختمان به کار می رود. اما فولاد در مجاورت سیمان دچار خوردگی می شود و در مرور زمان ترک خوردگی پیدا می کند. ضریب ارتجاعی فولاد کم است و در سازه های تحت سیکل مقاومت کمتری نشان می دهد این موضوع در برج ها و پل ها منجر به شکست فولاد و در نهایت آسیب به سازه می شود.
فناوری نانو در سازه ها ، معایب فولاد را به طور کامل پوشش داده است. افزودن نانو ذرات مس به منظور کاهش ناهمواری سطح فولاد از شکست و ترک خوردگی در مقاومت های بالا جلوگیری می کند. نانو تکنولوژی سبب مقاوم سازی سازه های فلزی شده و ضریب ایمنی سازه را افزایش داده است.


فناوری نانو در سازه ها : جوشکاری فلزات


یکی از مشکلات معمول در سازه های فلزی، شکنندگی و ترد بودن نقاط جوش و مناطق مجاور جوشکاری است. در اغلب موارد به هنگام فشار دینامیکی این مناطق دچار شکست شده و از هم گسیختگی سازه را در پی دارد. این مشکل به خصوص در نواحی زلزله خیز می تواند بحران های جدی را ایجاد کند و منجر به ریزش کامل سازه شود. فناوری نانو در سازه ها هنوز در مرحله پژوهش است و طبق تحقیقات انجام شده با افزودن نانو ذرات کلسیم و منیزیوم می توان مشکل شکست و چقرمگی در نقاط جوش را برطرف کرد. اتصالات جوشکاری باید بتوانند ضریب ایمنی سازه را افزایش داده و موجب پایداری سازه شوند.


فناوری نانو در سازه ها : نانو کابل ها


کابل های فولادی نانو هزینه ساخت و ساز را کاهش می دهند و در ساخت پل های معلق بیشترین کارایی را دارند. ضریب استحکام و امنیت این کابل ها بسیار بالاتر از موارد مشابه است با استفاده از ذرات نانو، کابل های فوق العاده قوی تر تولید می شود. فناوری نانو در سازه ها مختص به همین موارد نیست و بسیار گسترده تر است. سازه های بلندتر به استحکامات مقاوم تری نیاز دارند و پیچ و مهره ها بیشترین کاربرد را در اتصالات سازه های بلند دارند. نانوذرات وانادیم و مولیبدن در ترکیبات پیچ و مهره یکی از ساده ترین راه ها برای بهبود شکست تاخیری در تجهیزات اتصال ساز ها است.

ساخت نانوکابل‎ها، نانوپوشش‌هایی نظیر دی اکسید تیتانیم و استفاده از فناوری نانو در ساخت و تولید پیچ و مهره‎ها تحول عظیمی را در سازه‌ها ایجاد کرده است.


فناوری نانو در سازه ها : فولاد


فولاد در ساختمان سازی به دلیل استحکام، قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی جایگاه ویژه ای دارد. فولاد به عنوان تیر و ستون در اسکلت فلزی سازه ها و به عنوان میلگرد در سازه های بتنی استفاده می شود. باد بند و پلیت کف، لوله های انتقال آب، برق و گاز، اتصالات و پیچ و مهره ها، اسکالت فلزی پنجره ها، کابل های کششی و در نمای ساختمان به کار می رود. اما فولاد در مجاورت سیمان دچار خوردگی می شود و در مرور زمان ترک خوردگی پیدا می کند. ضریب ارتجاعی فولاد کم است و در سازه های تحت سیکل مقاومت کمتری نشان می دهد این موضوع در برج ها و پل ها منجر به شکست فولاد و در نهایت آسیب به سازه می شود.
فناوری نانو در سازه ها ، معایب فولاد را به طور کامل پوشش داده است. افزودن نانو ذرات مس به منظور کاهش ناهمواری سطح فولاد از شکست و ترک خوردگی در مقاومت های بالا جلوگیری می کند. نانو تکنولوژی سبب مقاوم سازی سازه های فلزی شده و ضریب ایمنی سازه را افزایش داده است.

فناوری نانو در سازه ها : جوشکاری فلزات


یکی از مشکلات معمول در سازه های فلزی، شکنندگی و ترد بودن نقاط جوش و مناطق مجاور جوشکاری است. در اغلب موارد به هنگام فشار دینامیکی این مناطق دچار شکست شده و از هم گسیختگی سازه را در پی دارد. این مشکل به خصوص در نواحی زلزله خیز می تواند بحران های جدی را ایجاد کند و منجر به ریزش کامل سازه شود. فناوری نانو در سازه ها هنوز در مرحله پژوهش است و طبق تحقیقات انجام شده با افزودن نانو ذرات کلسیم و منیزیوم می توان مشکل شکست و چقرمگی در نقاط جوش را برطرف کرد. اتصالات جوشکاری باید بتوانند ضریب ایمنی سازه را افزایش داده و موجب پایداری سازه شوند.


فناوری نانو در سازه ها : نانو کابل ها


کابل های فولادی نانو هزینه ساخت و ساز را کاهش می دهند و در ساخت پل های معلق بیشترین کارایی را دارند. ضریب استحکام و امنیت این کابل ها بسیار بالاتر از موارد مشابه است با استفاده از ذرات نانو، کابل های فوق العاده قوی تر تولید می شود. فناوری نانو در سازه ها مختص به همین موارد نیست و بسیار گسترده تر است. سازه های بلندتر به استحکامات مقاوم تری نیاز دارند و پیچ و مهره ها بیشترین کاربرد را در اتصالات سازه های بلند دارند. نانوذرات وانادیم و مولیبدن در ترکیبات پیچ و مهره یکی از ساده ترین راه ها برای بهبود شکست تاخیری در تجهیزات اتصال ساز ها است.