کاربرد نانو تکنولوژی در بتن و سازه
کاربرد نانو تکنولوژی در بتن

ساختار بتن به گونه ای است که به سادگی می تواند در پروسه نانو تکنولوژی اصلاح شود. کاربرد نانو تکنولوژی در بتن به عنوان فراگیرترین مصالح ساختمان سازی، نوید بخش تحولی بزرگ در صنایع ساختمان سازی است.مجموعه ای از مولکول ها با پیوستگی شیمیایی و انتشار فازی در ترکیب بتن وجود دارند که در مقیاس نانو قابلیت اجرایی و دستکاری بیشتری را به وجود آورده اند. مهندسی نانو با دستکاری ساختارهای بسیار کوچک در مقیاس نانو توانسته پتانسیل ماندگاری، قابلیت شکل پذیری و کنترل خودکار شکاف های ریز را در بتن افزایش دهد. نانو ذرات با پر کردن تخلخل های بسیار ریز سیمان، کامپوزیت های با دوام تری را به وجود می آورند.


نانو تکنولوژی در بتن و خمیر سیمان


سیمان ماده اولیه بتن سازی است و برای تهیه خمیر بتن ، آب به آن افزوده می شود. با افزودن نانو ذرات به خمیر سیمان، واکنش پذیری خمیر سیمان با میکرو سیلیس افزایش یافته و کریستال هایی با ابعاد بسیار کوچکتر ایجاد می شود که در مقایسه با میکروسیلیس بدون ذرات نانو عملکرد فعال تری دارد. طبق تحقیقات انجام شده وجود نانو ذرات در نانو سیلیس موجب افزایش مقاومت فشاری بتن می شود و این امر در سازه های بلندتر یک متیاز بزرگ است.


نانو تکنولوژی در بتن : کاهش نفوذپذیری


محققین دریافته اند که ذرات نانو سیلیس در بتن می توانند نفوذپذیری بتن را در برابر آب کاهش دهند. این یافته مهم ترین دستاورد نانو تکنولوژی در بتن است که برای ساخت سد و آب بندهای بتنی کاربرد فراوانی دارد. به این ترتیب امکان نفوذ آب از داخل یا خارجی با مخازن بتنی آب شرب غیر ممکن خواهد بود. ذرات نانو با پر کردن فضای خالی در ساختار مولکولی، تراکم بتن را افزایش می دهند.


نانو تکنولوژی در بتن : کاهش گرمای هیدراتاسیون بتن


گرمای هیدراسیون موجب ترک خوردگی بتن های حجیم شده و آسیب زیادی به سازه وارد می کند. در اغلب موارد با کاهش سیمان در ترکیبات، مشکل برطرف می شود ولی مقاومت بتن به طرز شگفت انگیزی کاهش می یابد. برای جلوگیری از ترک خوردن بتن نباید استحکام سازه را کم کرد. استفاده از نانو ذرات سیلیس به عنوان بخشی از سیمان در خمیر، بهترین راهکار جهت کاهش گرمای هیدراتاسیون بتن بوده و سرعت هیدراتاسیون را افزایش می دهد.


نانو تکنولوژی در بتن برای تغيير توزيع اندازه حفره ها


در یک نمونه آزمایشی بتن 28 روزه بدون سیلیس و نانو ذره از لحاظ قطر حفرات بررسی شد. در این زمان تغییر محسوسی بین بتن نانو و بتن معمولی دیده نشد و حفرات با قطر بیش از نیم میکرومتر تقریبا برابر بودند. اما در بررسی 2 سال بعد میزان تخلخل بتن نانو به طرز چشمگیری کمتر از بتن معمولی و بدون ذرات نانو سیلیس تخمین زده شد.
با استفاده از نانو تکنولوژی در بتن ، ذرات نانو در ملات سیمان به صورت یکنواخت پخش می شوند و قدرت چسبندگی و مقاومت بتن را افزایش می دهند. نانو ذرات حفره های سیمان را پر کرده و ریز ساختارها و تخلخل بتن را کاهش می دهند به این ترتیب بتن نفوذناپذیر و مقاوم تر از قبل خواهد شد.