تاثیر نانو تکنولوژی بر مرغوبیت سیمان

تاثیر نانو تکنولوژی بر مرغوبیت سیمان
فناوری نانو از جمله تکنولوژی هایی میباشد که نقش قابل ملاحظه ای در صنعت ساخت و ساز ایفا میکند و فرصت ضروری برای رقابت بین تولیدکنندگان محصول های برتر را فراهم مینماید.

از این فناوری در پایان بخش های ساختمان از جمله نماکاری، دکوراسیون داخلی، اسکلت سازی و … استفاده می شود. یکی از مزیت های مهم تکنولوژی نانو زیاد شدن کیفیت و استحکام مصالح ساختمانی و در نتیجه بالا رفتن طول عمر آن ها است. یکی از مصالحی که سهم بسزایی در ساخت سازه های مختلف به خود اختصاص داده سیمان میباشد.

این متریال به اندازه ای کاریردی و حیاتی میباشد که بدون وجود آن نمی توان فرآیندهای ساخت و ساز را به انتها رساند. در پایان سازه های مقاوم ملات سیمان استفاده میشود و با تبدیل به ماده ای سخت به نام بتن دوام و استحکام بنا را قوت می بخشد. ملات هایی که از انواع سیمان ساخته می شوند امکان دارد پس از خشک شدن و یا به مرور وقت دچار ترک خوردگی، هوازدگی و تخریب شوند که این امر مقاومت سازه را تخت تاثیر قرار میدهد.
استفاده از ذرات نانو در تولید مصالح سیمانی منجر به بهبود خواص آن ها خواهد شد، در نتیجه مشکلاتی همچون جذب آب، ترک خوردگی، انتشار دی اکسی کربن، عمل آوری طولانی و مقاومت کششی پایین رفع خواهند گردید. ویژگی ها و قابلیتهای مواد نانو تفاوت بسیاری با مواد میکروسکوپی دارند و همین خواص باعث تقویت عملکرد مصالح سیمانی میشوند و آن ها را به مصالح چند منظوره تبدیل می نمایند. افزودن مواد نانو به مخلوط های سیمانی علاوه بر بهبود مقاومت آن ها برخی خواص نظیر تغییر رنگ، محافظت گرمایی، واکنش های کاتالیستی، هدایت گرمایی و … را هم تحت تاثیر قرار میدهد.

مصالح سیمانی و کاربرد آنان در صنعت ساختمان زیاد پر اهمیت میباشد و تنوع کاربرد این نوع مصالح حاکی از ساختار پیچیده آنان می باشد. سیمان یک ماده ترکیبی با ساختار درونی چند بعدی میباشد که در طول قرن ها تکامل پیدا کرده میباشد. ماتریکس خمیر سیمان یک ماده متخلخل میباشد که از سالسیوم هیدروکسید, آلومینات و سیمان غیر هیدراته ای که در یک محصول هیدراتاسیون نانوساختار غیر شفاف گنجانده شده , تشکیل یافته میباشد. این محصول, ژل کلسیم سیلیکات هیدراته نام دارد که یک محصول هیدراتاسیون برجسته از خمیر سیمان می باشد. این محصول نه تنها به دلیل ترکیب خیلی زیاد آن برجسته شناخته شده بلکه ویژگی های مکانیکی زیاد خوبی هم دارد.

نانوذرات نسبت به حجم خود سطح زیاد وسیعی دارند. این بدین معناست که بیشتر از ۵۰ درصد از اتم های نانو ذرات با قطر ۴ نانومتر, در سطح آن قرار دارند که زیاد واکنش پذیر میباشند. رفتار چنین موادی با واکنش های شیمیایی در سطح تحت تاثیر قرار می گیرد. هنگامی این سطح خیس شود, مقدار آب پراکنده در سیستم های آبی موجود در ترکیب را کاهش می دهد. بنابراین استفاده از نانو ذرات در ملات و بتن, رفتار آنان را نه تنها در شرایط معمولی بلکه در شرایط سخت تر مانند توسعه میکروساختاری, مکانیکی و فیزیکی هم تغییر می دهد.
در سالهای اخیر, استفاده از نانو ذرات در حوضه کاربرد بمنظور ساخت موادی نو با ویژگی های مطلوب مورد توجه ویژه ای قرار گرفته میباشد. هنگامی مواد زیاد ریز در خمیر سیمان, ملات و بتن گنجانده شوند, موادی با ویژگی های متفاوت از مواد قراردادی بدست می آید. عملکرد این مواد ساخته شده از سیمان به ذرات جامد در سایز نانو بستگی دارد. ویژگی هایی همچون استحکام, مقاومت, انقباض و پیوند فولادی با افزودن نانو ذرات تقویت می شوند.

عملکرد نانوذرات نانوسیلیکا همچون یک پر کننده نانو می باشد که فضاهای خالی بین ژل کلسیم سیلیکات هیدراته را پر می کند. بنابراین واکنش پوزولانیک با هیدروکسید کلسیم, مقدار کلسیم سیلیکات هیدراته را زیاد شدن می دهد که نتیجه این امر تراکم ماتریکس میباشد که باعث استحکام و مقاومت ماده می شود. افزودن نانو سیلیکا به بتن سیمانی قدرت فشاری آن را نسبت به سایر بتن های معمولی بالاتر میبرد. هم چنین نانو سیلیکا سرعت و ضریب جذب آب را پایین می آورد و مانع از نفوذ پذیری آب در سیمان می شود.