بتن پیست؟
به هر ماده یا ترکیبی که از یک ماده چسبنده با خاصیت سیمانی شدن تشکیل شده باشد گفته می شود.
این ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سیمان های هیدرولیکی و آب می باشد.
بتن از پر کاربرد ترین مصالح ساختمانی است.
ویژگی اصلی بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه آن است.
کاربرد بتن را می توان در تمامی کارهای عمرانی از قبیل ساختمان، مخازن و نیروگاه ها، سازه های دریایی مثل اسکله ها، جاده ها و راهها، مسیر های انتقال آب و سدها و … مشاهده کرد.
تاکنون مطالعات زیادی در زمینه بهبود کیفیت بتن انجام شده است که اکثر آنها تغییر در ترکیب بتن (که به آن طرح اختلاط بتن گفته می شود) را بررسی کرده اند، با این حال استفاده از افزودنی ها و همچنین جایگزین کردن مصالح متداول مورد استفاده در بتن با مصالح جدید همیشه مورد توجه بوده است.
یکسری از مواد جدید که توانسته اند خواص مکانیکی و فیزیکی بتن را ارتقا دهند، نانو مواد ها هستند.
نانو مواد ها با توجه به خصوصیات شان در سطوح بسیار ریز میتوانند دنیای بتن را کاملا متحول کنند.
.
کلمه “بتن” از ترجمه کلمه “concrete” و از ریشه لاتین “concertus” به معنای “متراکم و فشرده ” آمده است.
رومی ها نوعی خاکستر آتشفشانی با نام پوزالان را با آهک مخلوط و ملاتی با مقاومت بالا تولید می کردند.
بررسی های امروزی نشان داده است که مقاومت فشاری بتن های باستانی در مقایسه با بتن های امروزی تفاوت زیادی ندارند ولی مقاومت کششی آن ها بسیار کمتر است. بعد از روم باستان به نظر میرسد که راز ساخت بتن برای 13 قرن مسکوت ماند تا در اوایل قرن 16 میلادی دوباره مورد استفاده قرار گرفت.
ترکیب دیگری شبیه بتن با نام ساروج از ابتکارات معماران ایرانی در دوران بسیار کهن است که جهت ساختن حوض، پل، آب انبار، برکه گرمابه و بنای خانه و سد کاربرد داشته است. قدمت سازه های ساروجی تا 700 سال تخمین زده شده است.استفاده از نانو تکنولوژی در صنعت بتن به چند سال اخیر برمیگردد.
ازحدود 80 سال پیش تاکنون سیلیکا در ابعاد میکرون بصورت گسترده در بتن پایه سیمانی مورد استفاده قرار گرفته است.
ثابت شده است که استفاده از ذرات ریزتر از میکرو سیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری بتن گردیده است،
بااین حال کمبود دانش از اثر نانو ذرات درتکنولوژی بتن، تحقیقات فراوانی را در این زمینه می طلبد.
انواع معمول مواد افزودنی بتن به شرح زیر است:
– شتاب دهنده سرعت هیدراتاسیون بتن (سخت شدن)
– کاهش دهنده سرعت گیرش بتن.
– افزودنی های حباب زا باعث ایجاد حباب های با هندسه کروی و بسیار ریز درون بتن می شوند.
اﻓﺰودﻧﯽ های ﺣﺒﺎب زا ﻋﻤﺪا ﺑﺮاﯼ اﻳﺠﺎد و ﺗﺜﺒﻴﺖ ﺣﺒﺎب های ﻣﻴﮑﺮوﺳﮑﻮﭘﯽ هوا در ﺑﺘﻦ اﺳﺘﻔﺎدﻩ ﻣﯽ ﺷﻮد.
– روان ساز بتن که به منظور کاهش دهنده مقدارآب بتن استفاده میگردد.
– مواد افزودنی که شامل رنگدانه ها که می تواند برای تغییر رنگ بتن و زیبایی استفاده گردد.
هرکدام از این روش ها می توانند یکی از ویژگی های بتن را ارتقا بخشند.
بااین حال معمولا در ویژگی های دیگر بتن اثرمنفی می گذارند و کیفیت بتن را بطور یکنواخت افزایش نمی دهند،
اما فناوری نانو این مزیت مهم را دارد که بااصلاح ضعف ها، مشکلاتی در دیگر ویژگی های بتن ایجاد نمیکند.
آینده بتن:
در دنیای امروز بتن بعد از آب پر استفاده ترین ماده در جهان محسوب می شود.
با استفاده از ویژگی های منحصر به فرد این ماده مثل:
.
عمل آوری در دمای معمولی، خزش کم، قابلیت شکل گیری در قالب های پیچیده، مقاومت حرارتی تا دمای 600 درجه سلسیوس، همساز بودن با انواع رشته ها و فیبرهای موجود، قابلیت استفاده با نانو مواد های موجود مثل نانو سیلیکا و مشخصات غیر سمی بتن، می توان به صورت موثر برای ساختن ماده ای جدید با قابلیت های فوق العاده به کار رود.
به عنوان مثال می توان با نانو سیمان های فرآوری شده، پوسته هایی با ضخامت چند میکرون و با شکل های مختلف همچون استوانه ایجاد کرد و در اجزا الکترونیکی و سنسورهای حرارت بالا به کار برد.
همچنین می توان از نانو لوله های کربنی هم برای افزایش مقاومت بتن و هم برای شکل دهی مدار های الکترونیکی استفاده کرد.
یکی از کاربردهای مهم این مواد جدید برای پوشش بتن است، پوشش های پایه سیمانی موجود می بایست ضخیم بوده و برای بهبود چسبندگی آن ها نیاز به افزودن مواد پلیمری است.
نانو سیمان ها یک الگوی جدید در این حیطه ارائه خواهند داد.
می توان با مواد و تکنیک های جدید، پوشش های نانو متری با مشخصه های خاص مثل مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر حرارت و پوشش ها با خاصیت الکتریکی تولید کرد، همچنین می توان پوشش هایی ساخت که حرارت کمتری تولید کنند و در نتیجه اصطکاک کاهش یابد.
پوشش ها می توانند خود تمیز شونده و خود ترمیم کننده باشند.
سطوح بودن ترک دیگر یک آرزوی دور از دسترس نیست.
با تکنولوژی نانو، تصور ما از بتن متحول خواهد شد
