تأثیر نانوذرات بر مصالح ساختمانی

مصالح ساختمانی موادی هستند که به طور طبیعی یا مصنوعی در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند. مواد طبیعی از معادن سطحی استخراج می شوند و مواد مصنوعی با استفاده از تکنیک های جدید تولید می شوند. امروزه برخی از مواد مصنوعی از مقاومت و مقاومت بالاتری نسبت به مواد طبیعی برخوردار بوده و با تغییر شرایط آب و هوا آسیب نمی بینند.

---

ساختن یک سازه قوی و اصولی باید مبتنی بر دانش مصالح ساختمانی و ویژگی های آنها باشد. در هنگام انتخاب مصالح ساختمانی ، توجه به ویژگی ها و خصوصیات آنها بسیار مهم است ، زیرا در صورت انتخاب مواد با کیفیت پایین ، عمر مفید سازه در مدت زمان کوتاهی کاهش می یابد و آسیب می بیند. بطور کلی مصالح ساختمانی دارای خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی و مکانیکی هستند:

مشخصات فیزیکی

خصوصیات بدنی به همه چیز مربوط به ظاهر مواد از جمله جرم ، وزن ، تخلخل ، رنگ ، تراکم ، ابعاد و غیره است. علاوه بر این ، این خواص شامل خواصی از قبیل عدم نفوذ پذیری در برابر آب و رطوبت ، مقاومت در برابر گرما و یخ زدگی و تعامل با تغییر شرایط آب و هوایی است.

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی اثرات مواد شیمیایی مانند اسیدها ، پایه ها ، روغنها ، آب ، نمکها ، حلالها و شوره حیوانات مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه بر این ، این خواص همچنین اثر شیمیایی مواد همسایه را تحلیل می کنند.

ویژگی های مکانیکی

ارزیابی خصوصیات مکانیکی استحکامات کششی ، برشی ، پیچشی و فشاری. این خصوصیات سفتی و تغییر شکل مواد به دلیل بار را بررسی می کنند و همچنین شامل توانایی و مقاومت مواد در جاده ها هستند.

امروزه با پیشرفت فناوری اقدامات مختلفی برای بهبود کیفیت مواد در نظر گرفته شده است. فناوری نانو یکی از فناوری هایی است که برای بهبود کارایی موادی که نقش موثری در افزایش عمر شاسی و ذخیره انرژی دارد ، به کار می رود.

امروزه به دلیل کمبود منابع انرژی ، ذخیره آن بسیار مهم است ، به ویژه در زمینه ساخت و ساز ، زیرا درصد بالایی از انرژی در ساختمان های تجاری ، اداری و مسکونی مصرف می شود. مهندسان ساختمان و متخصصان برنامه های مختلفی را برای افزایش استحکام ساختمان و عملکرد مواد از جمله افزودن نانوذرات به مصالح ساختمانی اجرا کرده اند. افزودن نانوذرات به موادی مانند فلزات ، سیمان و بتن باعث افزایش خاصیت هایی از قبیل مقاومت در برابر حرارت ، استحکام کششی ، مقیاس پذیری و بهبودی خود می شود. از جمله نانوذرات ایجاد کننده چنین خواصی در مواد عبارتند از:

نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی مقاومت مکانیکی و دوام سیمان را در برابر خوردگی افزایش می دهد. علاوه بر این ، افزودن این نانوذرات به سرامیک خواص مکانیکی و حرارتی آن را تقویت می کند. نانولوله های کربنی به دو دسته تقسیم می شوند:

نانو لوله های تک جداره: در ترتیب گرافیتی این نانوذرات فقط از یک دیواره کربن استفاده می شود.

نانو لوله های چند منظوره: این نانوذرات از دو یا چند صفحه گرافیتی در طول آنها تشکیل شده اند.

نانوذرات سیلیکون

این نانوذرات به بتن ، سرامیک و شیشه اضافه می شوند. با افزودن نانوذرات سیلیکون به بتن ، مقاومت مکانیکی آن افزایش می یابد و در برابر خوردگی ناشی از اسید تقویت می شود. اگر این ذرات به سرامیک اضافه شوند ، میزان انتقال نور در آنها افزایش می یابد ، علاوه بر این آنها تبدیل به سرامیکی مقاوم در برابر آتش می شوند. در یک ساختار شیشه ای مقاوم در برابر آتش ، یک لایه نازک از نانوذرات سیلیکون بین دو صفحه شیشه ای قرار می گیرد که باعث افزایش مقاومت در برابر حرارت شیشه می شود.

نانوذرات نقره

این نانوذرات در رنگ ها و روکش ها استفاده می شوند و از فعالیت های قارچی و باکتریایی جلوگیری می کنند. اگر از نانوذرات نقره برای پوشاندن نمای ساختمان استفاده شده باشد ، در این صورت نما از آلودگی و رشد میکروبی محافظت می شود.

نانوذرات مس

این نانوذرات به فولاد اضافه می شوند و همین امر باعث مقاومت در برابر زنگ زدگی شده و خاصیت انعطاف پذیری و انعطاف پذیری را افزایش می دهد.

نانوذرات دی اکسید تیتانیوم

اگر این نانوذرات به بتن اضافه شوند ، میزان رطوبت آنها افزایش می یابد و در برابر آلودگی و باکتری ها محافظت می شوند. این ذرات می توانند آلاینده ها و ترکیبات آلی را از طریق واکنش های فوتوکاتالیستی تصفیه کنند ، به همین دلیل از آنها در ساخت شیشه برای دکوراسیون داخلی و خارجی ساختمانها استفاده می شود. این لیوان ها ضد لک هستند و خاک بر روی آنها نمی گذارد. علاوه بر این ، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به سیمان و رنگ اضافه می شوند.

نانوذرات اکسید آهن

این مواد مقاومت فشاری بتن را افزایش داده و دوام آن در برابر خوردگی را افزایش می دهد. اگر نانوذرات اکسید آهن به بتن اضافه شود ، می توان با اندازه گیری نیروی برشی ، فشار استرس بتن را کنترل کرد.