«نانوسیلیکا» استحکام بتن را افزایش می‌دهد
دانشمندان فناوری دریافتند: استفاده بهینه از نانوسیلیکا، مخلوط بتنی جدیدی ایجاد می‌کند که منجر به ساخت ساختمان‌ها، جاده‌ها، پیاده‌روها، راه‌پله‌ها و سدهای مستحکم‌تری خواهد شد.
به گزارش بنانیوز (BanaNews.ir) ، ساختارهای بتن بواسطه واکنش‌پذیری سیلیکای قلیایی (ASR) - یک واکنش شیمیایی که سبب شکاف‌هایی در این ماده می‌شود - بصورت ناگهانی ترک برداشته و فرسوده می‌شوند. اکنون «جون بلکوویتز» در موسسه فناوری «استیون»، با مطالعه واکنش‌های شیمیایی داخل بتن در مقیاس نانو، طرح‌هایی 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 می‌کند که منجر به ساخت ساختمان‌ها، جاده‌ها، پیاده‌روها، راه‌پله‌ها و سدهای مستحکم‌تری خواهد شد.
بتن، مخلوطی از پودر سیمان بسیار ریز، مصالح دانه‌ای سنگی و آب است. یک واکنش بین سیمان و آب، هیدرات سیلیکات کلسیم یا ژل «ASR» می‌دهد که بخوبی به بتن استحکام می‌بخشد. 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 می‌شود که سبب تنش‌های اضافی شده و استحکام بتن را کاهش داده و آن را فرسوده می‌کند. همچنان که 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.
وی اشاره می‌کند که هر چه بیشتر درباره بتن بدانید، آن را پیچیده‌تر می‌بینید. 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» می‌گوید: 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 نانوساختار، قادر به بدست آوردن فهم بهتری از ماتریس سیمان هیدراته‌ای که بتن را می‌سازد، هستیم.
نظرات