Page 24 - Saraa - No.37
P. 24
مقالات و یادداشت
عمران
نیـز میگوینـد کـه عملکـرد بهتـري نسـبت بـه دوده سـیلیس بـه علـت از اجتماعـات مولکولـی و پیوسـتگی شـیمیایی کـه از طریـق واکنشـهاي
کوچکتــر بــودن ابعــاد آن دارد. شــیمیایی موضعــی نیروهــاي بیــن مولکولــی و انتشــار میــان فــازي در
فعــل و انفعــالات شــیمیایی شــرکت میکنــد .ویژگیهایــی کــه معــرف
تاثیر نانو ذرات در مقاومت فشاري و خمشی بتن ایـن مقیـاس شـامل سـاختار مولکولـی ،گروههـاي عملکـرد سـطحی،
طـول پیونـد ،انـرژي و دانسـیته (چگالـی) مـی باشـد .سـاختار فازهـاي
تحقیقــات نشــان داده اســت کــه اســتفاده از نانــو ذرات ماننــد نانــو بیشـکل و کریسـتالی و نیـز سـاختار مرزهـاي بیـن فـازي از ایـن مقیـاس
سـیلیس در بتـن باعـث افزایـش مقاومـت فشـاري آن مـی شـود[ .]6در نشــأت میگیــرد .خصوصیــات و فرآیندهــا در مقیــاس نانــو تعیی نکننــده
برخـی تحقیقـات انجـام شـده از نانـو سـیلیس بـه همـراه دوده سـیلیس و واکنشـهایی هسـتند کـه بیـن ذرات و فازهـا در مقیـاس میکـرو و تأثیـر بار
یـا خاکسـتر بـادي اسـتفاده شـده اسـت .نتایـج تحقیقـات نشـان م یدهـد هـاي وارده و محیـط اطـراف در مقیـاس ماکـرو م یباشـند .فرآیندهایـی
کـه در بتـن هـاي حـاوي خاکسـتر بـادي و نانوسـیلیس مقاومـت بیـش کـه در مقیـاس نانـو اتفـاق م یافتـد نهایتـ ًا خـواص مهندسـی و اجرایـی
از بتـن هـاي حـاوي خاکسـتر بـادي و یـا بتـن هـاي معمولـی خواهـد
بـود .نمـودار شـکل ( )1رونـد کسـب مقاومـت در سـه نـوع بتـن عـادي کل مــاده را تحــت تأثیــر قــرار م یدهــد[.]5
بـا عیـار سـیمان یکسـان ،الـف) بتـن معمولـی ( )PCCب) بتـن حـاوي علــم نانــو در رابطــه بــا اندازهگیــري و توصیــف رفتــار مصالــح بــر
خاکسـتر بـادي ( )HFACو بتـن حـاوي خاکسـتر بـادي و نانـو سـیلیس پایــه بتــن بــا ســاختارهایی در مقیــاس نانــو و میکــرو اســت کــه بــه
( )SHFACرا کــه طــی آزمایشــات ]3[ Liبــه دســت آمــده اســت را منظــور درك تأثیــرات ایــن ســاختار بــر روي خــواص و عملکــرد در
نمایـش مـی دهـد .همانگونـه کـه در شـکل پیداسـت ،مقاومـت نهایـی مقیـاس میکـرو از طریـق اسـتفاده از روشـهاي توصیـف ویژگـی پیشـرفته
SHFACکـه حـاوي نانـو سـیلیس اسـت ،بیـش از دو نـوع دیگر اسـت .از و مدلهـاي مولکولـی و اتمـی اسـت .مهندسـی نانـو ،دربرگیرنـده تکنیـک
طرفـی رونـد کسـب مقاومـت در بتـن حـاوي نانـو سـیلیس بسـیار سـریع هـاي دسـتکاري سـاختار در مقیـاس نانومتـر بـه منظـور پیشـرفت نسـل
تــر از بتــن حــاوي خاکســتر بــادي تنهاســت .مقاومــت فشــاري نمونــه نوینـی از کامپوزیتهـاي مناسـب ،چندمنظـوره و سـیمانی بـا نحـوه عملکرد
حـاوي 4درصـد نانـو سـیلیس و 50درصـد خاکسـتر بـادي 81درصـد مکانیکـی برتـر و پتانسـیل مانـدگاري و دوام بیشـتر و همچنیـن داشـتن
بیـش از نمونـه حـاوي تنهـا 50درصـد خاکسـتر بادي تنهاسـت .از سـوي خـواص جدیـد از قبیـل مقاومـت الکتریکـی پاییـن ،قابلیـت شـکل پذیري
دیگـر مقاومـت نمونـه هـاي حـاوي 4درصـد نانوسـیلیس و 50درصـد بـالاو کنتـرل خـودکار تركهـا اسـت .همچنیـن ایـن کار بـا پیونـد زدن
خاکسـتر بـادي تنهـا در 56روز اول کمتـر از بتـن معمولـی اسـت ،بنابراین مولکولــی بــه اجــزاي ســیمان ،فازهــاي ســیمانی ســنگدان هها و مــواد
مـی تـوان گفـت کـه اسـتفاده از نانـو سـیلیس در بتـن ،نـه تنهـا مقاومـت افزودنـی بـه منظـور ارتقـاء عملکـرد سـطح کـه م یتوانـد بـه گونـ هاي
فشـاري ان را افزایـش مـی دهـد ،بلکـه رونـد افزایـش مقاومـت در بتـن باشـد کـه فعـل و انفعـالات بیـن وجـوه را ارتقـاء بخشـد میسـر اسـت[.]5
طبــق تعریــف ،نانــو ذره بــه ذر‌هاي اطــاق م یشــود کــه حداقــل
هاي حاوي خاکستر بادي را نیز افزایش میدهد . یکـی از ابعـاد آنهـا کمتـر از 100نانومتـر باشـد .بـا توجـه بـه ریز سـاختار
در تحقیقـی در کشـور کـره[ ]7ویژگـی هـاي مـات سـیمان حـاوي سـیمان هیدراتـه شـده و وجـود حفراتـی در ابعـاد نانـو در آن اسـتفاده از
نانـو ذرات سـیلیس مـورد بررسـی و آزمایـش قـرار گرفته اسـت .سـیلیکاي نانـو ذرات میتوانـد در پـر کـردن تخلخلهـاي بسـیار ریـز خمیـر سـیمان و
غیرکریسـتاله یـا شیشـه اي کـه جـزء اصلـی یـک پـوزولان اسـت بـا افزایـش مقاومـت و بخصـوص دوام بتـن موثـر باشـد .از ایـن رو اسـتفاده
هیدروکسـید کلسـیم حاصـل از هیدراتاسـیون واکنـش مـی دهـد .شـدت
واکنـش پوزولانـی بـا میـزان مسـاحت سـطح قابـل دسترسـی بـراي از نانوسـیلیس بـه عنـوان یکـی از محصـولات فنـاوري نانـو کـه
واکنـش متناسـب اسـت .بنـا بـر ایـن افزایـش ذرات میتوانـد نقـش یـک پـوزولان مصنوعـی بسـیار فعـال را
نانــو ســیلیس بــراي ســاختن بتــن در بتـن ایفـا نمایـد مـورد توجـه محققـان قـرار
بـا کارایـی بـالا قابـل قبـول اسـت. گرفتـه اسـت .بـا ایـن حـال پیشـرف تهاي
نتایـج آزمایشـگاهی در ایـن تحقیـق اخیــر در زمینــه تکنولــوژي مصالــح
نشـان مـی دهنـد کـه مقاومـت هاي ســاختمانی ،امــکان اســتفاده از نانوســیلیس
فشــاري همــه مــات هــا بــا ذرات کلوئیــدي را فراهــم آورده اســت .تحقیقــات
نانــو ســیلیس بالاتــر از ملاتهایــی زیــادي بــه بررســی خــواص مکانیکــی و
بــود کــه حــاوي دوده ســیلیس در دوام بتـن هـاي حـاوي ذرات نانـو پرداختـه
ســنین 7و 28روز بودنــد .بنابرایــن انــد کــه بــه طــور عمــده شــامل مقایســه
ثابــت مــی شــود کــه نانــو ذرات در عملکــرد نانــو ذرات نظیــر نانوســیلیس
افزایــش مقاومــت نســبت بــه دوده در مقابــل پوزولا نهــاي مختلفــی نظیــر
ســیلیس مؤثرتــر هســتند .مقاومــت خاکســتربادي و دوده ســیلیس مــی باشــد.
ملاتهــا بــا افزایــش درصــد نانــو نانوســیلیس کــه یکــی از پرکاربــرد تریــن
ســیلیس از 3درصــد تــا 12درصــد نــا نــو ذرات در بتــن مــی باشــد مــاده اي
افزایـش مـی یابـد .بـر اسـاس نتایـج پوزولانــی جدیــد بــه شــکل جامــد یــا
حاصلـه از آزمایـش مقاومت فشـاري، محلــول در آب مــی باشــد کــه بــه آن بــه
ملاحظـه مـی گـردد کـه نانـو ذرات علـت انـدازه بسـیار ریـز ذرات آن 1تـا 50
ســیلیکا نــه تنهــا بــه عنــوان پــر نانومتـر سـیلیس اَبـر ریـز بیشـکل کلوئیـدي
ســرا | فصلنامه تخصصی سازمان نظام مهندسی ساختمان استان سمنان24
