بتن پيست؟
به هر ماده يا تركيبي كه از يك ماده چسبنده با خاصيت سيماني شدن تشكيل شده باشد گفته مي شود.
اين ماده چسبنده عموما حاصل فعل و انفعال سيمان هاي هيدروليكي و آب مي باشد.
بتن از پر كاربرد ترين مصالح ساختماني است.
ويژگي اصلي بتن ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اوليه آن است.
كاربرد بتن را مي توان در تمامي كارهاي عمراني از قبيل ساختمان، مخازن و نيروگاه ها، سازه هاي دريايي مثل اسكله ها، جاده ها و راهها، مسير هاي انتقال آب و سدها و … مشاهده كرد.
تاكنون مطالعات زيادي در زمينه بهبود كيفيت بتن انجام شده است كه اكثر آنها تغيير در تركيب بتن (كه به آن طرح اختلاط بتن گفته مي شود) را بررسي كرده اند، با اين حال استفاده از افزودني ها و همچنين جايگزين كردن مصالح متداول مورد استفاده در بتن با مصالح جديد هميشه مورد توجه بوده است.
يكسري از مواد جديد كه توانسته اند خواص مكانيكي و فيزيكي بتن را ارتقا دهند، نانو مواد ها هستند.
نانو مواد ها با توجه به خصوصيات شان در سطوح بسيار ريز ميتوانند دنياي بتن را كاملا متحول كنند.
كلمه “بتن” از ترجمه كلمه “concrete” و از ريشه لاتين “concertus” به معناي “متراكم و فشرده ” آمده است.
رومي ها نوعي خاكستر آتشفشاني با نام پوزالان را با آهك مخلوط و ملاتي با مقاومت بالا توليد مي كردند.
بررسي هاي امروزي نشان داده است كه مقاومت فشاري بتن هاي باستاني در مقايسه با بتن هاي امروزي تفاوت زيادي ندارند ولي مقاومت كششي آن ها بسيار كمتر است. بعد از روم باستان به نظر ميرسد كه راز ساخت بتن براي ۱۳ قرن مسكوت ماند تا در اوايل قرن ۱۶ ميلادي دوباره مورد استفاده قرار گرفت.
تركيب ديگري شبيه بتن با نام ساروج از ابتكارات معماران ايراني در دوران بسيار كهن است كه جهت ساختن حوض، پل، آب انبار، بركه گرمابه و بناي خانه و سد كاربرد داشته است. قدمت سازه هاي ساروجي تا ۷۰۰ سال تخمين زده شده است.استفاده از نانو تكنولوژي در صنعت بتن به چند سال اخير برميگردد.
ازحدود ۸۰ سال پيش تاكنون سيليكا در ابعاد ميكرون بصورت گسترده در بتن پايه سيماني مورد استفاده قرار گرفته است.
ثابت شده است كه استفاده از ذرات ريزتر از ميكرو سيليس باعث افزايش مقاومت فشاري بتن گرديده است،
بااين حال كمبود دانش از اثر نانو ذرات درتكنولوژي بتن، تحقيقات فراواني را در اين زمينه مي طلبد.
انواع معمول مواد افزودني بتن به شرح زير است:
– شتاب دهنده سرعت هيدراتاسيون بتن (سخت شدن)
– كاهش دهنده سرعت گيرش بتن.
– افزودني هاي حباب زا باعث ايجاد حباب هاي با هندسه كروي و بسيار ريز درون بتن مي شوند.
اﻓﺰودﻧﯽ هاي ﺣﺒﺎب زا ﻋﻤﺪا ﺑﺮاﯼ اﻳﺠﺎد و ﺗﺜﺒﻴﺖ ﺣﺒﺎب هاي ﻣﻴﮑﺮوﺳﮑﻮﭘﯽ هوا در ﺑﺘﻦ اﺳﺘﻔﺎدﻩ ﻣﯽ ﺷﻮد.
– روان ساز بتن كه به منظور كاهش دهنده مقدارآب بتن استفاده ميگردد.
– مواد افزودني كه شامل رنگدانه ها كه مي تواند براي تغيير رنگ بتن و زيبايي استفاده گردد.
هركدام از اين روش ها مي توانند يكي از ويژگي هاي بتن را ارتقا بخشند.
بااين حال معمولا در ويژگي هاي ديگر بتن اثرمنفي مي گذارند و كيفيت بتن را بطور يكنواخت افزايش نمي دهند،
اما فناوري نانو اين مزيت مهم را دارد كه بااصلاح ضعف ها، مشكلاتي در ديگر ويژگي هاي بتن ايجاد نميكند.
آينده بتن:
در دنياي امروز بتن بعد از آب پر استفاده ترين ماده در جهان محسوب مي شود.
با استفاده از ويژگي هاي منحصر به فرد اين ماده مثل:
.
عمل آوري در دماي معمولي، خزش كم، قابليت شكل گيري در قالب هاي پيچيده، مقاومت حرارتي تا دماي ۶۰۰ درجه سلسيوس، همساز بودن با انواع رشته ها و فيبرهاي موجود، قابليت استفاده با نانو مواد هاي موجود مثل نانو سيليكا و مشخصات غير سمي بتن، مي توان به صورت موثر براي ساختن ماده اي جديد با قابليت هاي فوق العاده به كار رود.
به عنوان مثال مي توان با نانو سيمان هاي فرآوري شده، پوسته هايي با ضخامت چند ميكرون و با شكل هاي مختلف همچون استوانه ايجاد كرد و در اجزا الكترونيكي و سنسورهاي حرارت بالا به كار برد.
همچنين مي توان از نانو لوله هاي كربني هم براي افزايش مقاومت بتن و هم براي شكل دهي مدار هاي الكترونيكي استفاده كرد.
يكي از كاربردهاي مهم اين مواد جديد براي پوشش بتن است، پوشش هاي پايه سيماني موجود مي بايست ضخيم بوده و براي بهبود چسبندگي آن ها نياز به افزودن مواد پليمري است.
نانو سيمان ها يك الگوي جديد در اين حيطه ارائه خواهند داد.
مي توان با مواد و تكنيك هاي جديد، پوشش هاي نانو متري با مشخصه هاي خاص مثل مقاومت در برابر سايش، مقاومت در برابر حرارت و پوشش ها با خاصيت الكتريكي توليد كرد، همچنين مي توان پوشش هايي ساخت كه حرارت كمتري توليد كنند و در نتيجه اصطكاك كاهش يابد.
پوشش ها مي توانند خود تميز شونده و خود ترميم كننده باشند.
سطوح بودن ترك ديگر يك آرزوي دور از دسترس نيست.
با تكنولوژي نانو، تصور ما از بتن متحول خواهد شد