close
تبلیغات در اینترنت
كاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان

تبلیغات

ما را دنبال کنید

جستجوگر

آمارگیر

  • :: آمار مطالب
  • کل مطالب : 195
  • کل نظرات : 37
  • :: آمار کاربران
  • افراد آنلاين : 3
  • تعداد اعضا : 2516
  • :: آمار بازديد
  • بازديد امروز : 17
  • بازديد ديروز : 150
  • بازديد کلي : 451,258
  • :: اطلاعات شما
  • آي پي : 54.198.78.121
  • مرورگر :
  • سيستم عامل :

آخرین ارسالی های انجمن














[if gte mso 9]> Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA MicrosoftInternetExplorer4

[if gte mso 9]>

كاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان

خلاصه

مواد نانو(Nanoparticular) به موادي گفته مي شود كه حداقل يكي از ابعاد آن (طول , عرض , ضخامت ) زير 100nm باشد . مواد نانو ساختار با توجه بهرفتارهاي بارزي كه از خود نشانداده اند مورد توجه بخش صنعت و دانشگاه در دهه هاي اخير قرار گرفته اند . در اين ميان صنعت ساختمان با توجه به نيازهاي خود چه از نظراستحكام , مقاومت و دوام ونيز كارايي بالا از استفاده كنندگان مهم مواد نانو ساختار(Nanostructure Materials ) به شمار مي رود .

 

 مقدمه :
مواد نانو به عنوان موادي كه حداقليكي از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زير 100nm باشد تعريف شده اند ، يك نانومتر يك هزارم ميكرون يا حدود100000 برابر كوچكتر از موي انسان است . به طور كلي ،دريك تقسيم بندي عمومي ، محصولات نانو مواد را مي توان به صورت هاي زير بيان كرد :    · فيلمهاي نانو لايه ( Nano Layer Thin Films ) براي كاربردهاي عمدتاً الكترونيكي    · نانو پوششهاي حفاظتي (Nano Coating ) براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ، حفاظت در مقابل عوامل مخربمحيطي    · نانوذرات به عنوان پيش سازنده (Precursor)يا اصلاح ساز (Modifier) پديدههاي شيميايي و فيزيكي    · نانولوله ها (Nanotubes) منظور از يك ماده نانو ساختاريا واضح تر يك بدنه نانو ساختار (Nanostructured Solid ) جامدي است كه در آن انتظام اتمي ،اندازه كريستالهاي تشكيل دهنده وتركيب شيميايي در سراسر بدنه در مقياس چند نانو متري گسترده شده باشد .   
خواص فيزيكي و شيميايي مواد نانو (در شكل و فرمهاي متعددي كه وجوددارند از جمله ذرات ، الياف ، گلوله و .. . ) در مقايسه با مواد ميكروسكوپي تفاوت اساسي دارند .تغييرات اصولي كه وجود دارد نه تنها از نظر كوچكي اندازه بلكه از نظر خواص جديد آنها در سطح مقياس نانو مي باشد .
هدف نهايي از بررسي مواد در مقياس نانو ، يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختمانيبا عملكرد بالا مي باشد ، كه آنها را مي توان به عنوانمصالحي با عملكرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملكرد چند منظوره ، ظهور خواصي جديد و متفاوتنسبت به خواص مواد معمولي مي باشد به گونه اي كه مصالحبتوانند كاربردهاي گوناگوني را ارائه نمايند .
در مطالب بعدي كه خواهد آمد موادنانو ساختاري معرفي خواهند شد كه با توجه به نوظهور بودن چنين موادي مي توانند تحولي شگرف در صنعت ساختمانسازي و صنايع وابسته به آن ايجاد كنند . 2. موادنانو كمپوزيت :
مواد نانو كمپوزيت بر پايهپليمر (ماتريس پليمري ) اولين بار در سالهاي 70 معرفي شده اندكه از تكنولوژي سول- ژل(Sol-Gel) جهتانتشار (Disperse) دادن ذرات نانو كاني درون ماتريس پليمر استفاده شده است .
هرچند تحقيقات انجام شده در دو دهه گذشته براي توسعهتجاري اين مواد توسط شركت تويوتا در ژاپن در اواخر سالهاي 80 صورت گرفته است ، ولي رشته نانو كمپوزيت پليمر هنوز در مرحله جنيني و در آغاز راهمي باشد .
در اينشرايط نانو آلومينا ، بهترين ساختار نانوئي است كه افق جديدي را در صنعت سراميك نويد مي دهد . زيرا كاربرد اين موادپديده اي است كه از نظر مكانيكي ، الكتريكي و خواصحرارتي به طور مناسب داراي تعادل بوده و در رشته هاي مختلف كاربرد دارد . از جمله مي توان به چند نمونه اشاره كرد :· تكنولوژي نانو فلز آرتونايد كه اخيراً به طور تجاري، الياف نانويي آلومينا ، انقلابي در رشته سراميك بوجود آورده است . · ذرات نانويي غير فلز مانند : نانو سيليكا ، نانو زيركونيا ومواد ديگر اصلاح كننده سراميكها مي باشد .
3.
بتن با عملكرد بالا ([1]HPC):
يكي از چالشهايي كه در رشته مصالح ساختماني بوجود آمده است ، بتن با عملكرد بالا(HPC ) مي باشد. اين نوع بتن مقاوم از نوع مصالح كامپوزيت بوده واز نظر دوام جزو مصالح كامپوزيت و چند فازي مركب و پيچيده مي باشد . خواص ، رفتار و عملكرد بتن بستگي به نانوساختار ماده زمينه بتن و سيماني دارد كه چسبندگي ، پيوستگي و يكپارچگي را بوجود مي آورد .
بنابراين ، مطالعات بتن و خمير سيمان در مقياسنانو براي توسعه مصالح ساختماني جديد و كاربرد آنها بسيار حائز اهميت مي باشد . روش معمولي براي توسعه بتن باعملكرد بالا اغلب شامل پارامترهاي مختلفي از جمله طرحاختلاط بتن معمولي و بتن مسلح با انواع مختلف الياف مي باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملكرد با دوامو خواص مكانيكي بهتر ، بتن با عملكرد بالاي چندمنظوره (MHPC) خواص اضافه ديگري را دارا ميباشد ، از جمله مي توان به خاصيتالكترو مغناطيسي ، و قابليت به كار گيري در سازه هاي اتمي (محافظت از تشعشعات ) و افزايش موثر بودن آن در حفظ انرژي ساختمانها و ... را نامبرد .
4.
نانو سيليس آمورف :
در صنعت بتن ، سيليس يكي از معروفترينموادي است كه نقش مهمي در چسبندگي و پر كنندگي بتن با عملكرد بالا (HPC) ايفا مي كند .
محصول معمولي همان سليكيافيوم يا ميكرو سيليكا مي باشد كه داراي قطري در حدود 1/0 تا 1ميلي متر مي باشد و داراي اكسيد سيليس حدود 90% مي باشد. مي توان گفت كه ميكرو سيليكا محصولي است كه در محدوده بالاي اشل اندازه نانو متر جهت افزايش عملكردكامپوزيت مواد سيماني به كار برده مي شود .
محصول نانو سيليس متشكل از ذراتي هستند كه داراي شكل گلوله اي بوده وبا قطر كمتر از 100nm يا بصورت ذرات خشك پودر يابصورت معلق در مايع محلول قابل انتشارمي باشند ، كه مايع آن معمول ترين نوع محلول نانو سيليس مي باشد ، اين نوع محلول در آزمايشات مشخص در بتن خودتراكم([2]SCC)به كار گرفته شده است . نانو سيليس معلق كاربردهاي چند منظوره از خود نشان مي دهد مانند :

  • خاصيت ضد سايش
  • ضد لغزش
  • ضد حريق
  • ضد انعكاس سطوح  

آزمايشات نشان داده اند كه واكنش مواد نانو سيليس (Colloidal Silica ) با هيدرواكسيدكلسيم در مقايسه با ميكرو سيليكا بسيار سريع تر انجام گرفته و مقدار بسيار كم اين مواد همان تاثير پوزالانيمقدار بسيار بالاي ميكرو سيليكا را در سنين اوليهدارا مي باشد .
تمام كارهاي انجام يافته بر روي كاربرد مواد نانو سيليس كلوئيدي (ColloidalNano Silica ) در بخش اصلاح خواص ريولوژي ، كار پذيري و مكانيكي خمير سيمان بوده است . آنچه كهدر اينجا مطرح است نتايج اوليه محصولات نانو سيليس باقطري در محدوده 5 تا 100 نانومتر مي باشد .
5.
نانو لوله ها : (NANOTUBES)
همان گونه كه در مقدمه مقاله مطرح شدمعمولاً الياف براي مسلح كردن و اصلاح عملكرد مكانيكي بتن بكار برده مي شوند . امروزه از الياف فلزي ، شيشه اي، پلي پروپلين ، كربن و  . . .در بتن براي مسلحكردن استفاده مي شود و ليكن تحقيقات روي بتن مسلح شده توسط نانو لوله كربني (Carbon Nanotubes  ) انتشار نيافته است تا بتوان ازنتايج آن براي مسلح كردنبوسيله نانو لوله ها استفاده كرد .
نانو لوله كربني توسط LIJIMA در سال 1991كشف شده است و كارهاي بسياري بر روي ساختار نانو در بخش فيزيك كوانتوم انجام يافته است بطوري كه تحقيقات نوينبر روي تكنولوژي و مهندسي نانو در سطح جهاني نقشاساسي و اصلي بازي مي كند . كربن 60 و نانو لوله هاي نوين داراي ساختاري هستند كه آنها را از فولاد قوي تر و بسيارسبك مي كند بطوريكه مي توانند خميدگي و كشش را بدونشكستن تحمل نمايند و در آينده جايگزين الياف كربن خواهند شد كه در كامپوزيت ها به كار برده مي شوند .
نانو لوله ها با توجه به تحقيقات انجام شده در مركز تحقيقات بتن( وابسته به موسسه ACI شاخه ايران ) ، داراي مقاومت كششي بيش از هر نوع الياف بتني شناخته شده مي باشند و نيزنانو لوله ها خواص ويژه قابل ملاحظه حرارتي و الكتريكياز خود نشان مي دهند ، بطوريكه هادي بودن حرارت آنها بيش از دو برابر الماس و هادي بودن الكتريكي آنها درحدود 1000 برابر فلز مس مي باشد
نانو لوله هاطبقه جديدي از محصولات مي باشند كه انقلابي جديد در زمينه مصالح و مواد پيشرفته را بوجود آورده اند . يك نسلجديد از نانو كامپوزيت هاي چند منظوره مي توانندبه عنوان نانو لوله هاي كربني در نقش الياف مسلح كننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گيرند . بنابراين نانولوله هاي كربني از اجزاي كليدي بدست آوردن هدف اصلي ذكرشده در فوق به عنوان مصالح ساختماني با عملكرد بالاي چند منظوره , بازي مي كنند .
6.
نتيجه گيري
 
منظور از مقاله ارائهشده نشان دادن مصالح جديد ساختماني و بيان مزاياي استفاده از اين نوع مواد در صنعت ساختمان مي باشد ، البته به دليلنو بودن اين نوع مصالح زمينه هاي فراواني برايكارهاي نظري و عملي در دانشگاههاي كشور وجود دارد كه اميد است كه با معرفي مصالح با ساختار نانو راه براي گامهايبلندتر در اين زمينه باز شود .

برچسب ها

ارسال نظر

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:):(;):D;)):X:?:P:*=((:O@};-:B/:):S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟[حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتی

نظرات ارسال شده

ممکن است به این موارد نیز علاقه مند باشید:

نرم افزار کاربردی




ارتباط با مدیر

ارتباط با مدير

نظرسنجی

کدام گرایش رشته عمران را می پسندید؟