Page 20 - Saraa - No.37

‫کاربرد نانوفنــاوری‬ ‫مقالات و یادداشت‬
‫درمهندسـیعمران‬ ‫عمران‬

‫ ‪z‬جعفر حمیدی‬
‫کارشناس ارشد سازه‬

‫از كاربردهــاي آن‪ ،‬اســتفاده از آن بــراي گــرم كــردن ســاختما ‌نها‬ ‫چکیده‬
‫مي‌باشــد‪.‬‬ ‫نانو تکنولوژی تازه ترین فناوری است که بشر به آن دست یافت‬
‫و در آن سعی می شود تا با استفاده از خواص مولکولی مواد موجود در‬
‫بطـور كلـي‪ ،‬اسـتفاده از افزودن ‌يهـا در توليـد سـيمان‪ ،‬عـاوه بـر‬ ‫طبیعت وسایلی ساخته شود تا مشکلات این وسایل را که در حال حاضر‬
‫تأثيراتـي كـه بـر خـواص سـيمان دارد‪ ،‬بـه دليـل مصـرف كمتـر سـيمان‪،‬‬ ‫گریبا ‌نگیربشراستمرتفعساختهوهمچنینکاراییآنهارانیزبالاببرد‪.‬‬
‫كاهـش مصـرف انـرژي و كاهـش گازهـاي گلخانـ ‌هاي را نيـز بـه همـراه‬ ‫بشر سعی دارد تا با استفاده از نانو‪ ،‬خواص مولکول ها را تغییر دهد تا وقتی‬
‫جسمی از این مولکول ها درست شد تمام خواص این مولکول ها را در‬
‫دارد‪.‬‬ ‫خود داشته باشد‪ .‬نانو تکنولوژی یک رشته جدید نیست ‪ ،‬بلکه رویکردی‬
‫فنــاوری نانــو در صنایــع ســاختمان هــم نقــش بســزایی دارد‪،‬‬
‫در ایــن راســتا بیشــترین ســهم را صنایــع فــولاد‪ ،‬شیشــه و بتــن ایفــا‬ ‫جدید در تمام رشته ها است‪.‬‬
‫می‌کننـد‪ .‬کاربـرد نانـو ذرات در صنعـت سـاختمان کـه مهمتریـن آ ‌نهـا‬ ‫نانو ذرات افزودنی به سیمان هم می تواند از نوع ترکیبات تشکیل‬
‫نانولول ‌ههــای کربنــی(‪)CNT‬و دی اکســید تیتانیــوم(‪ )TiO2‬هســتند‪،‬‬ ‫دهنده خود سیمان (اکسید سیلیس ‪ ،‬اکسید آهن و آلومینا) باشند و هم‬
‫عمومــ ًا در ســازه هــای اصلــی باعــث افزایــش خــواص مکانیکــی‬ ‫از ترکیباتی دیگر (برای مثال کربونانوتیوب) که در جهت ایجاد خواصی‬
‫نمون ‌ههــا شــده و در بخــش نــازک کاری نیــز کاربــرد نانــو پوشــش‬ ‫مشخص و معین در سیمان‪ ،‬کاربرد دارند‪ .‬به عنوان مثال‪ ،‬برای حصول‬
‫هــا در نمــای داخلــی و خارجــی ســاختمان هــا نیــز از اهمیــت ویــژه‬ ‫به سیمانی با خواص مناسب جهت استفاده در چاه های نفت افزودن نانو‬
‫ای برخــوردار اســت‪ .‬نانــو پوشــش هــای ســاختمان‪ ،‬ضمــن اینکــه‬
‫باعــث دفــع آب شــده وجــذب کثیفــی را بــه حداقــل مــی رســانند‪،‬‬ ‫ذرات مناسب می باشد‪.‬‬
‫نمـای س��اختمان را در مقابـل اشـعه‪ UV‬مقـاوم مـی سـازند‪ .‬ایـن نانـو‬ ‫به طور کلی مهمترین عامل در کنترل خواص نانو سیمان ها‪ ،‬علاوه‬
‫پوشــش هــا در ســطوحی از جملــه؛ ســیمان‪ ،‬آجــر ‪ ،‬ســفال ‪ ،‬ســنگ‬ ‫بر خواص نانو ذرات‪ ،‬اختلاط مناسب نانو ذرات و سیمان می باشد‪.‬‬
‫معمولـی ‪،‬کاشـی‪ ،‬مرمـر‪ ،‬چـوب‪ ،‬سـرامیک‪ ،‬شیشـه‪ ،‬فـولاد و بتـن بـه‬ ‫نانو سیمان ها به دلیل مقاومت بالا و خواص ساختاری بهبود یافته‪،‬‬
‫کار م ‌یرونــد‪ .‬ســاخت بتــن تقویــت شــده‪ ،‬خودتعمیرکننــده و خودتمیــز‬ ‫کاربردهای زیادی دارند برای مثال‪ ،‬از این نوع سیمان ها‪ ،‬برای ساخت‬
‫شـونده‪ ،‬شیشـ ‌ههای خودتمیـز شـونده‪ ،‬مقـاوم در برابـر آتـش وکنتـرل‬ ‫آسمان خرا ‌شها‪ ،‬ساختما ‌نهای ریاست جمهوری و نظامی (ضدگلوله) و‬
‫کننـده انـرژی ودر نتیجـه صرفـه جویـی درمصـرف انـرژی‪ ،‬اسـتفاده از‬ ‫در مناطقی که خورندگی زیاد است‪ ،‬استفاده می شود‪ .‬بطور كلي‪ ،‬استفاده از‬
‫رنـگ هـای حاصـل ازعلـم نانوکـه باعـث عـدم نفـوذ باکتر ‌یهـا بـه‬ ‫افزودن ‌يها در توليد سيمان‪ ،‬علاوه بر تأثيراتي كه بر خواص سيمان دارد‪،‬‬
‫ســاختمان هــای اداری‪ ،‬مســکونی‪ ،‬بیمارســتا ‌نها و غیــره شــده و بــه‬ ‫به دليل مصرف كمتر سيمان‪ ،‬كاهش مصرف انرژي و كاهش گازهاي‬
‫آ ‌نهــا عمــری طولانــی‪ ،‬محیطــی عــاری از باکتــری و ماهیتــی غیــر‬
‫قابـل کثیـف شـدن و فرسـودگی مـی بخشـند نیـز از دیگـر کاربردهـای‬ ‫گلخان ‌هاي را نيز به همراه دارد‪.‬‬

‫مهــم فنــاوری نانــو در صنعــت ســاختمان اســت‪.‬‬ ‫واژ ‌ههای كلیدی‪ :‬فناوری نانو ‪ ،‬مهندسی عمران ‪ ،‬میکروسکوپ‬
‫ها ‪ ،‬کامپوزیت ها‬

‫ „تاریخچه تحقیقات‬ ‫ „مقدمه‬

‫در ســال ‪ 2010‬عل ‏یاکبــر رمضانیــان پــور و همــکاران نمون ‏ههایــی‬ ‫نانــو ذرات افزودنــي بــه ســيمان هــم م ‌يتوانــد از نــوع تريكبــات‬
‫بتنـی بـا مقادیـر مختلـف نانوسـیلیس باجایگزینـی ‪ 2/5‬درصـد‪ 4/5 ،‬درصـد‬ ‫تشـيكل دهنـده خـود سـيمان (اكسـيد سـيليس ‪ ،‬اكسـيد آهـن و آلومينـا)‬
‫و ‪ 6/5‬درصــد وزنــی ســیمان ســاخته کــه در تمامــی طر ‏حهــا نســبت‬ ‫باشـند و هـم از تريكباتـي ديگـر (بـراي مثـال كربونانـو تيـوب) كـه در‬
‫آب بـه مـواد سـیمانی ثابـت و برابـر ‪ 0/45‬عیـار سـیمان ‪400Kg/m3‬‬
‫می‏باشـد و در آن نتایـج حاکـی از بهبـود خـواص و میکروسـاختار بتـن‪،‬‬ ‫جهـت ايجـاد خواصـي مشـخص و معيـن در سـيمان‪ ،‬كاربـرد دارنـد‪.‬‬
‫همچنيـن اسـتفاده از كربـن نانوتيـوب بـه عنـوان نانـو افزودنـي در‬
‫بـا افزایـش میـزان نانوسـیلیس را دارد[‪.]10‬‬ ‫سـيمان‪ ،‬پتانسـيل فوق‌العــاده قـوي (ســيمان ســخت) ايجـاد مي‌كنـد‪.‬‬
‫کنســتانتین ســوبولف و همــکاران در ســال ‪ 2009‬بــا ‪ 16‬درصــد‬ ‫چـون هـم يـك مـاده تقويـت كننـده ايـده‌آل مي‌باشـد و هـم قطـر آن‬
‫بهبــود‪ ،‬مقاومــت فشــاری یــک روز مــات را ‪ 63.9MPa‬ارزیابــی‬ ‫شـبيه انـدازه كلسـيم ـ سـيلكيات ـ هيـدرات اسـت‪ .‬از ديگـر كاربردهـاي‬
‫نمودنـد و مقاومـت فشـاری ‪28‬روز آن را ‪ 95.9MPa‬ارزیابـی و‪ 18‬درصـد‬ ‫كربـن نانوتيـوب در صنعـت سـاختمان‪ ،‬اسـتفاده از آن بـه عنـوان اجـزای‬
‫ســاختاري و عامــل انتقــال حــرارت مي‌باشــد بــه نحــوي كــه كيــي‬
‫بهبــود را در مقاومــت خمشــی مشــاهده نمودنــد[‪.]22‬‬

‫ســرا | فصلنامه تخصصی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان سمنان‪20‬‬