نانوسیلیکااستحکام بتن را افزایش می دهد
نانوسیلیکااستحکام بتن را افزایش می دهد
ساختارهای بتن بواسطه واکنش‌پذیری سیلیکای قلیایی (ASR)، یک واکنش شیمیایی که سبب شکاف‌هایی در این ماده می شود، بصورت ناگهانی ترک برداشته و فرسوده می شوند. اکنون جون بلکوویتز در موسسه فناوری استیون با مطالعه واکنش‌های شیمیایی داخل بتن در مقیاس نانو، طرحی برای حل این مشکل ارائه کرده است. این محقق از ابزارهای تعیین مشخصات نانوساختارها استفاده کرد و نشان داد که استفاده بهینه از نانوسیلیکا، مخلوط بتنی جدیدی ایجاد خواهد کرد که منجر به ساختمان‌ها، جاده‌ها، پیاده‌روها، راه‌پله‌ها و سدهای مستحکم‌تری خواهد شد.
بتن مخلوطی از پودر سیمان بسیار ریز، مصالح دانه‌ای سنگی آب است. یک واکنش بین سیمان و آب، هیدرات سیلیکات کلسیم یا ژل ASR می دهد که بخوبی به بتن استحکام می بخشد. این ژل ASR تشکیل شده در فصل مشترک سیمان قلیایی و سیلیکای غیربلوری در مصالح دانه‌ای دیده شده است. هنگامی که بتن سفت می‌شود، ژل ASR منبسط می شود که سبب تنش‌های اضافی شده و استحکام بتن را کاهش داده و آن را فرسوده می‌کند. همچنانکه به فصل مشترک فشار وارد می‌شود، بتن طی دوره زمانی از چند روز تا چند سال شروع به ترک برداشتن و خرد شدن از داخل می‌کند.
بلکوویتز می‌گوید: "ما اکنون با استفاده از ابزارهای تعیین مشخصات نانوساختار قادر به درک بسیاری از رازهای بتن هستیم. برای مثال، سه نوع آب در بتن هیدراته وجود دارد، و این سه نوع آب مختلف سه نوع حرکت مولکولی مختلف دارند که به معنی سه نیروی مختلف است". او اشاره می‌کند که هرچه بیشتر درباره بتن بدانید، آن را پیچیده‌تر می بینید. او امید دارد که تحقیقش منجر به کشف روش‌های جدید افزایش خواص مکانیکی بتن شود.
بلکوویتز توضیح می‌دهد: "من این فناوری نانوی جدید را نه فقط برای ممانعت از انبساط ASR استفاده کرده‌ام، بلکه از نانوسیلیکا نیز برای افزایش استحکام ماتریس سیمان هیدراته‌ی بتن جهت مقاومت در برابر طبیعت قابل انبساط ژل ASR، استفاده کرده‌ام. همچنین من سعی کرده‌ام خواص آب اضافی داخل بتن را تغییر دهم، بطوری که نتواند جهت تشکیل ژل ASR با مواد قلیایی قابل حل موجود در سیلیکا واکنش دهد".
کنترل واکنش‌های داخل بتن، موقعی که خشک و سفت می‌شود، مشکل است. بلکوویتز می گوید: "این یک مشکل همیشگی در صنعت بتن است. در گذشته ما واقعا راهی برای درک رشد دانه‌های ماتریس بتنی نداشتیم. اکنون با استفاده از ابزارهای تعیین مشخصات نانو ساختار قادر به بدست آوردن فهم بهتری از ماتریس سیمان هیدراته‌ای که بتن را می‌سازد، هستیم".
منبع:www.stevens.edu , ماهنامه فناوری نانو
ارسال توسط کاربر محترم سایت :hadi_g
بتن مخلوطی از پودر سیمان بسیار ریز، مصالح دانه‌ای سنگی آب است. یک واکنش بین سیمان و آب، هیدرات سیلیکات کلسیم یا ژل ASR می دهد که بخوبی به بتن استحکام می بخشد. این ژل ASR تشکیل شده در فصل مشترک سیمان قلیایی و سیلیکای غیربلوری در مصالح دانه‌ای دیده شده است. هنگامی که بتن سفت می‌شود، ژل ASR منبسط می شود که سبب تنش‌های اضافی شده و استحکام بتن را کاهش داده و آن را فرسوده می‌کند. همچنانکه به فصل مشترک فشار وارد می‌شود، بتن طی دوره زمانی از چند روز تا چند سال شروع به ترک برداشتن و خرد شدن از داخل می‌کند.
بلکوویتز می‌گوید: "ما اکنون با استفاده از ابزارهای تعیین مشخصات نانوساختار قادر به درک بسیاری از رازهای بتن هستیم. برای مثال، سه نوع آب در بتن هیدراته وجود دارد، و این سه نوع آب مختلف سه نوع حرکت مولکولی مختلف دارند که به معنی سه نیروی مختلف است". او اشاره می‌کند که هرچه بیشتر درباره بتن بدانید، آن را پیچیده‌تر می بینید. او امید دارد که تحقیقش منجر به کشف روش‌های جدید افزایش خواص مکانیکی بتن شود.
بلکوویتز توضیح می‌دهد: "من این فناوری نانوی جدید را نه فقط برای ممانعت از انبساط ASR استفاده کرده‌ام، بلکه از نانوسیلیکا نیز برای افزایش استحکام ماتریس سیمان هیدراته‌ی بتن جهت مقاومت در برابر طبیعت قابل انبساط ژل ASR، استفاده کرده‌ام. همچنین من سعی کرده‌ام خواص آب اضافی داخل بتن را تغییر دهم، بطوری که نتواند جهت تشکیل ژل ASR با مواد قلیایی قابل حل موجود در سیلیکا واکنش دهد".
کنترل واکنش‌های داخل بتن، موقعی که خشک و سفت می‌شود، مشکل است. بلکوویتز می گوید: "این یک مشکل همیشگی در صنعت بتن است. در گذشته ما واقعا راهی برای درک رشد دانه‌های ماتریس بتنی نداشتیم. اکنون با استفاده از ابزارهای تعیین مشخصات نانو ساختار قادر به بدست آوردن فهم بهتری از ماتریس سیمان هیدراته‌ای که بتن را می‌سازد، هستیم".
منبع:www.stevens.edu , ماهنامه فناوری نانو
ارسال توسط کاربر محترم سایت :hadi_g
تاریخ : شنبه 91/6/4 | 4:9 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
