پاورپوینت تکنولوژی نانو در صنعت ساختمان (pptx) 33 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 33 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
بنام خدا
تکنولوژی نانو در صنعت ساختمان
مقدمه : کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان :
از مهمترین پیشرفتهای بوجود آمده در صنعت ساختمانی ، بتن با عمـلکرد بالا می باشـد . برای درک بهتـر رفتـار این نـوع مصـالح باید ساختار بتـن و خمیـر سیمان در مقیاس نانو مورد بررسی قرار گیرد و نیز بتوان با کاربرد مصالح نانو بتن با عملکرد بالا و چند منظوره ساخت که دارای خـاصیت الکترومغنـاطیسی بــوده و قابلیت بکارگیـری در سـازه های اتمی ( محـافظت از تشعشعات ) را داشتـه بـاشد و نیـز در ســازه های ساختـمانی تـاثیـر بسزائی در حفظ انـرژی ساختمان ایفا کند .
مواد نانو بعنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن ( طول ، عرض و ضخـامت ) زیر 100 نانومتـر باشد تعریف شده اند ، یک نانومتـر یک هـزارم یا حـدودا“ 100000 بـرابـر کوچکتر از موی انسان است بطور کلی در یک تقسیم بندی عمومی محصولات نانو مواد را می توان بصورتهای زیر بیان کرد :
فیلمـهای نـانـو لایــه ( Nano Layer Thin Films ) بـرای کاربـردهای الکترونیکی .
نانو پوششهای حفاظت ( Nano Coating ) برای افزایش مقاومت ، بـرابر خوردگی ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی .
نــانـو ذرات بعنـوان پیـش ســازنــده ( Precursor ) یــا اصــطلاح ســاز ( Modifier ) پدیده های شیمیایی و فیزیکی .
نانو لوله ها ( Nanotubes ) .
مواد نانو ساختار :
منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار جامدی است که در آن انتظام اتمی ، انـدازه کریستـالهای تشکیل دهنـده و ترکیب شیمیایی در سراسـر بدنــه در مقیاس چند نانومتری گسترده باشد .
در مطالب بعدی که خواهد آمد مـواد نانو ساختاری معـرفی خواهد شـد که با توجـه به نوظهور بـودن چنین موادی می تواننـد تحـولی شـگرف در صنـعت ساختمان سـازی و صنایع وابسته ایجاد کند :
مواد نانوکمپوزیت :
مواد نانــوکمپوزیت بــر پـایه پلیـمر اولیـن بار در سـالهای 70 معرفی شـده اند کـه از تکنـولـوژی سـول ژل ( SolGel ) جهت انتشار دادن ذرات نـانـوکانی درون ماتریس پلیمر استفاده شــده است . هر چنـد تحقیقـات انجــام شده در دو دهـه گـذشته بـرای توسعه تجاری این مـواد توسـط شـرکت تویوتا در ژاپن در اواخر سالهای 80 صـورت گرفته ولی در رشته نـانوکمپوزیت پلیمرهنوز در مرحله جنینی و در راه آغاز است .
در این شرایط نـانو آلومینا بهترین ساختار نانـوئی است که افـق جدیدی را در صنـعت سرامیـک نویـد می دهد . زیرا کاربـرد این مـواد پدیـده ای است که از نظـر مکانیکی ، الکتریکی و خواص حرارتی بطور منـاسب دارای تعـادل بوده و در رشتـه های مختـلف کاربرد دارد از جمله :
ـ تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیرا“ بطور تجاری ، الیاف نانوئی آلومینا ، انقلابی در رشته سرامیک بوجود آورد .
ـ ذرات نانوئی غیر فلز مانند : نانو سیلیکا ، نانو زیـرکونیا و مـواد دیــگر اصلاح کننده سرامیک می باشد .
بتن با عملکرد بالا ( HPC ) :
یکی از چالشهایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ، بتن با عملکرد بالا ( High Performance Concrete ) می باشد .
این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کمپوزیت بوده و از نظر دوام جزء مصـالح کمپوزیت و چند فازی مرکب می باشد . در مورد بتن بطور خاص ، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر ، بتن با عملکرد بالای چند منـظوره ( MHPC ) خواص اضافه دیگـری را دارا می باشـد ، از جمله می توان بـه خـاصیـت الکتـرومغنـاطیسی و قـابلیـت بـکارگیـری در سـازه هــای اتمـی ( محـافـظت از تشعشعـات ) افـزایـش مـوثـر بـودن آن در حفـظ انــرژی ساختمانها و ... را نام برد .
نانو سیلیس آمورف :
در صنعت بتـن سیلیس یکی از معروفترین مـوادی است که نقش مهمی در
چسبندگی و پرکنندگی بتن با عملکرد بالا ( HPC ) ایفا می کند . محصول معمولی همان سیلیکا فیـوم یا میـکروسیلیکا می بـاشد که دارای قطـری در حدود 1/0 تا 1 میلیمتربوده و دارای اکسید سیلیس حدود 90% می باشد . این مواد یا بصورت پـودر خشک و یا بصـورت معلق در مایـع محلول قابل انتشار می باشد که نوع دوم آن معمول تر است . کاربردهای نانو سیلیس معلق عبارتند از :
* خاصیت ضد سایش * خاصیت ضد لغزش
* خاصیت ضد حریق * خاصیت ضد انعکاس سطوح
نانو لوله ها ( Nanotubes ) :
همانگـونه که در مقـدمه مطرح شـد معمولا“ الیـاف بـرای مسلح کردن اصـلاح عملکرد مکانیکی بتن بکار گرفته می شوند . امروزه از الیاف فلزی ، شیـشه ای پلی پروپیـلن ، کـربـن و ... در بتن بـــرای مسـلح کردن استفــاده می شـود ولیکن تحقیقات روی بتن مسـلح شده توسط نـانـو لـوله کربنی انتشار نیـافته است تا بتوان ازنتایج آن برای مسلح کردن بوسیله نانو لوله ها استفاده کرد .
نانو لوله کربنی در سال 1991 کشف شد و دارای ساختـار هستنـد که آنها را از فـولاد قـوی تر و بسیـار سبــک می کند بطوریکه می توانند خمیدگی و کشش را بدون شکستن تحمــل کنند و در آینـده جایگزیـن الیاف کربن خـواهند شد که در کمپوزیت ها بکار برده می شوند .
مقدمه :
طول و كيفيت راه ها و جاده ها شاخص كليدي رفـاه اقتصادي در هر كشوري بوده و موفقيت هاي سياسي و اقتصادي يك كشور تابعي از توسعه زير ساخت ها در آن كشور مي باشد. مطالعات بانـك جهاني نشان مي دهد كه 10 % سرمايه گذاري در زير ساخت هاي جاده اي 100 % رشد اقتصادي را به همراه خواهـد داشت يعني اثـري معادل 10 برابر فشـارهاي بودجـه اي كه بـراي راه هاي جديـد و تعميرات آنها تحميـل مي شود، محدوديت هـاي كليـدي در سـاخت جـاده ها مي باشند . هزينه بالا نيروي انساني و عمليات اجرايي ( بالغ بر 40 تا 60 درصد پيش بيني بودجه ) فاكتورهاي مهم در تعميرات جاده ها نظير تغيير چاله ها، دست اندازها، موج هاي جـاده اي و شـكاف مي باشند . آب و آفتاب دو عامل طبيعي نابودي راه ها هستند . طبـق قانون بقـا نيـاز به حفـاظت از منـابـع نظيـر سنگ ها ، آسفـالت و سيـــمان در قـرن 21 الـزامي است . كانـون تـوجـه مي بـايست از جايگزيني سنگ ها به سمت استفاده از خاك هاي غيـر قابل حركت ( ثابت در جاي خود ) كه با آسفالت ، بتن يا سيمان كوپـل شده باشد انتقال يابد .
فناوري نانو Zycosoil :
اين ماده ,خاك و سطوح سيماني را به طور دائمي ضد آب كرده و به عنـوان عـامـل پيـونـد دهنـده جـهت آسـفالت عمـل مي نمايد . ايــن تكنـولوژي جـاده هاي خـاكي ضـد آب شده را با هـزينه هـاي قــابل پرداخت و بسيار پائين جهت ارتباطات روستايي براي اوليـن بـار در جهان ارائه مي نمايد . اين محصول بزرگتـريـن پيشرفت در 50 سال گـذشتـه در سرتــاسر جهـان بـوده كه كيـفيت راه سـازي را بهبــود بخشيده و همزمان كاهش هزينه هاي آن را به دنبال داشته است .
دوام مصالح ساختمانی سيماني :
مصالح ساختمانی سيـماني دچـار واكنش هاي شيميايي مخـربي مي شوند . در برخي از اين واكنش ها آب واكنـش دهنده است ولي در بيشتر واكنش ها آب نقش حلال و واسطه واكنش را ايفا مي كند. اين مصالح را مي تـوان در مقابل نفوذ آب با استفاده از تكنولوژي هاي مختـلف ضـد آب سازي محافظت كرد . انتخاب روش مقاوم سازي كه محافظتـي طولاني مـدت ايجــاد مي كنـد از اهميت خـاصي برخوردار است . استفاده از فيلم هاي پوششی و يا فـن آوري محافظتی (كوتينگ) بسيار متداول بوده است . با اين وجــود به علت عوامل جوي و قرار گرفتن در معرض اشعه فرابنفش ، محصولات پوششي عمر كوتاهي دارند (5-3 سال) و نيازمند تعميرات دوره اي مي بـاشند . تنـها فـن آوري بر پـايـه ارگـانـو سيـلان ( Organosilane) بــراي محافظت طولاني مدت مناسب است .
معرفي :
بيشتـر مصـالـح ساختـمانـي سـاختـار سيـماني دارنـد . از جـمله مي تـوان بـه بتـن مسلح ، مـلات ، آستـر سيـماني ، بلوكـه هاي سيـماني ساختمان ، ورقه هاي سيماني سقف ، لوله هاي سيماني و ... اشاره كـرد . دوام اين مصـالـح بستـگي به عوامـل جـوي و شرايط محيطي دارد . تجربه ميداني نشـان داده است كه عامـل اصلي تخريب ، مواد شيميايي موجود در طبيعت است . مصـالح سيـمانـي بـعلت عـوامـل جـوي و محيـطي دچـار واكنـش هاي شيميايي مي شوند .
واکنش سيليكا-قليايي (ASR ) :
مصالح ساختمانی سيـماني معـمولی در طبيعت بسيار قليايي هستند ( با PH بيشتـر از 13 ) . علت اين مسئـله وجـود Ca (OH)2 است . مـولفه اصـلي ساختـار سيـمان ، پيـونـد سيليـكاتــي ( Si-O-Si ) است . پيـونـد سيليـكاتي مي تواند در محيط قليايي قوي با آب تحت واكنش شيميايي قرار گيرد . در نتيجــه ، پيوند Si-O-Si به دو گروه سيلانول ( Si-OH ) تبديل مي شود . سيليكاي داراي پيــوند Si-OH به سيليكاژل معــروف است . سيليكاژل چهار برابر پيوند Si-O-Si معمولي حجم داشته و فشار اضافي ايجــاد مي كند . در نتيجـــه سيـمان دچار ترك مي شود . سيليكاژل اضـــافي بيشتر از مصالح اصلي آب جذب كرده و واكنش هاي ASR را تسريع مي كند .
كربنات شدگي :
كـربنـات شـدگي فرآينـد طبيـعي تخـريـب مصــالح سـاختـماني است . هـوا داراي دي اكسيـدكـربـن است . هنگاميـكه آب دي اكسيدكربـن را در خـود حـل مي كند ، بعلت تشكيل اسيد كربنيك ( H2CO3 ) اسيدي مي شود . اسيد كربنيك مي تواند با Ca(OH)2 مصالح سيماني واكنش دهــد و CaCO3 ايجاد كند . اين واكنش PH مصـالح را پاييـن مي آورد . وقتـي PH بـه 8 نّـزديك مي شــود ، تقريبـاً تمـاميCa (OH) 2 بـــا CaCO3 جايـگـزيـن مـي شـــود . Ca (OH) 2 مــاده كـريستــالـي و مستـحـكمي است كــه بــا CaCO3 غير كريستالي جايگزين مي شـود. عمر هـر سـازه سيـمانـي بـا سرعت واكنـــش كربنات شدگي مشخص مي شود .
