فهرست منابع

عنوان صفحه

فناوري نانو و كاربرد آن در بتن و فلزات 1

چكيده 1

كليد واژه ها 2

تعريف 2

اهميت و ضرورت به كار گيري فناوري نانو 4

توضيحات عمومي 5

نانوكامپوزيت ها 6

كاربرد نانو در صنعت ساختمان 6

نانوساختاركردن فلزات 7

نانوساختار كردن بتن 8

نانوسيمان 10

تكنيكهاي رايج اجرا وساخت 11

كامپوزيت هاي سيماني 12

پوشش هاي بتني 13

بتن نيمه شفاف 14

نتيجه گيري 16

كاربرد ذرات نانو در بتن 17

كاربرد مواد در ساختمان سازي 17

نانوسيليس آمورف

گزارش آزمايش 22

ساخت سيمان و بتن بوسيله فناوري نانو 23

نانوتكنولوژي درجهان بسيار كوچك كنترل مي شود 24

ديباچه كربن نانوتيوپ CNT 25

ساختمان تيوپ 27

بتن در مقياس نانو 27

سيمان فعال نانو ساختار 28

واكنش ژل آلكالي سيليكا 29

Fly ash 30

سرعت هيدراتاسيون نانوسيمان 31

بتن اسفنجي 32

كاربردهاي بتن اسفنجي 33

دستگاهها و اجزاء 36

فرايند توليد بتن اسفنجي 37

منابع

چكيده

نانو تكنولوژي يكي از زمينه هاي تحقيقي بسيار با اهميت و فعال در عصر حاضر است كه عرصه هاي عظيمي از دانش از جمله صنعت ساختمان را احاطه نموده است. بهبود خواص فيزيكي و مكانيكي مصالح ساختماني با استفاده از فناوري نانو پيشرفت هاي عظيمي را در صنعت ساختمان ايجاد نموده است و با طراحان و مهندسان امكان ايجاد ساختمان هايي پايدار و همساز با طبيعت را داده است. در اين زمينه دو ماده عمده ساختماني يعني فلزات و بتن اهميت ويژه اي دارند. بهبود خواص مكانيكي و سختي آلياژها با استفاده از فناوري نانو و همچنين امكان توليد بتن هوشمند و پوششهاي سيماني انعطاف پذير، خود پاك شونده، خود تعمير شونده و بتن نيمه شفاف از دستاوردهاي عمده اين تكنولوژي مي باشند.

كليد واژه ها:

فناوري نانو، نانو لوله، نانو كامپوزيت، نانوبتن، نانو سيمان، نانو فلزات.

1 – تعريف

واژه نانو در زبان يوناني به معناي كوتوله و معادل يك ميلياردم مي باشد يعني 80000 بار نازكتر از ضخامت يك تار مو. تكنولوژي يا به عبارتي فناوري مادون ريز يعني تكنولوژي اتمها.

تكنولوژي معاصر در مسيري قرار گرفته است كه در آن مواد از تركيب دانه هاي مادون ريز قابل تشخيص با خواص مشابه يا متفاوت با اندازه‌هايي در حد نانو توليد مي شود و اين همان روشي است كه بر طبيعت در زمينه توليد مواد حاكم است.

آزمايشات و تحقيقات مربوط به نانو تكنولوژي از ابتداي دهه هشتاد قرن بيستم به طور جدي مورد توجه قرار گرفت اگر چه عمده دستاوردهاي اين فناوري و توجه گسترده بين المللي به آن مربوط به دهه اول قرن بيست و يكم مي باشد. نانو تكنولوژي يك فرآيند مولكولي است همانند طبيعت كه مجموعه ها را به طور خودكار مولكول به مولكول ساخته و روي هم مونتاژ مي نمايد.

شكل 1 : اشكال گوناگون نانولوله ها

فناوري نانو يك فرآيند عام و فراگير در زمينه هاي گوناگوني تكنولوژيكي معاصر است. اين فناوري در حوزه هاي مختلف از غذا دارو تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي تا الكترونيك كامپيوتر ارتباطات حمل و نقل انرژي محيط زيست مواد هوا فضا و امنيت ملي گامهاي موثري برداشته است كاربردهاي وسيع اين عرصه از تكنولوژي به همراه پيامدهاي اجتماعي سياسي و حقوقي آن اين فناوري را به عنوان يك زمينه فرا رشته اي مطرح نموده است.

نانو تكنولوژي در زمينه صنعت ساختمان نيز انقلابي در عرصه توليد مصالح نوين ايجاد نموده است.

تحقيقات بسيار گسترده اي در زمينه توليد محصولات ساختماني با استفاده از فناوري نانو طي سالهاي اخير صورت گرفته و پيشرفتهاي عظيمي حاصل شده است. پروژه حاضر به اين از فناوري نانو مي پردازد.

2 – اهميت و ضرورت به كار گيري فناوري نانو

استفاده از فناوري نانو در صنعت ساختمان در راستاي دستيابي به پايداري در معماري به عنوان يكي از اصول كليدي معماري معاصر جهان در جهت همسويي با چرخه طبيعي زيست و همچنين دستيابي به عملكرد بالا در بناها مي تواند راهگشا باشد.

فناوري نانو دستيابي به عملكرد بالاتر را با هزينه كمتر و ذخيره انرژي بيشتر امكان پذير مي سازد و اين عمل كرد بالاتر دست يافتني نخواهد بود مگر در سايه به كارگيري اين فناوري نوين از سوي گروههاي كاري گوناگون مرتبط با صنعت ساختمان از جمله معماران و طراحان متخصصين و پيمانكاران.

اهميت استفاده از فناوري نانو زماني آشكارتر مي شود كه ميزان سرمايه گذاري كشورهاي توسعه يافته در اين زمينه مورد بررسي قرار گيرد. (نمودار 1)

نمودار 1 : ميزان سرمايه گذاري كشورهاي توسعه يافته در زمينه فناوري نانو

همانطور كه در نمودار فوق مشاهده مي شود سرمايه گذاري بر روي تحقيقات در زمينه فناوري نانو طي سالهاي اخير به شدت رشد داشته است اين مساله نشان از اهميت اين حوزه از فناوري در اقصي نقاط جهان دارد.

3 – توضيحات عمومي

عمده ترين نانو لوله ها، نانو لوله هاي كربني هستند كه نخستين بار در سال 1991 توسط دانشمند ژاپني «سوميوايجيما» كشف شدند. ساختارهاي كشف شده اوليه به صورت چند لايه بودند. نانو لوله تك لايه در سال 1993 با اضافه كردن فلزاتي چون كبالت به الكترودهاي گرافيت سنتز شد. اين محصول در سال 1996 توسط گروه «اسمالي» در تگزاس به توليد انبوه رسيد.

سه گونه ديگر ازنانو لوله ها شامل Nano – Horns لوله هاي Nano test و Nano fiber مي باشند. Nano – Horns مخروطهاي كربني تك ديواره با خواص جاذب هستند آنها پتانسيل بسيار بالايي براي استفاده در باتريهاي سوخت دارند لوله‌هاي Nano test براي استفاده در زمينه هاي گوناگوني از جمله توليد مواد داروئي مناسبند. Nano fiberها نيرو و سختي زيادي دارند و داراي خواص خود پاك كنندگي مي باشند.

4 – نانو كامپوزيت ها

نانو لوله ها مي توانند براي ساخت ورقهاي كامپوزيت استفاده شوند كه اين ورقهاي خواص نانوها را در خود دارند. براي نمونه نانو لوله كربني مي‌تواند با آلومينو – سيليكات تركيب شود تا ورقهاي نازكي كه قدرت و خاصيت هدايت كنندگي زيادي دارند توليد نمايد.

با تبديل كامپوزيت ها به نانو كامپوزيت خواص مكانيكي و فيزيكي اين مواد تا حد زيادي بهبود مي يابد. از نقطه نظر خواص مكانيكي مواد با توليد نانو كامپوزيت‌ها خواص مواد در برابر اعمال نيروها كشش فشار خمش پيچش و ... بهبود مي يابد. به لحاظ فيزيكي نيز خواص مواد از جهت هدايت مقاومت الكتريكي و ... بهتر مي شود.

5 – كاربرد نانو در صنعت ساختمان

نانو تكنولوژي در صنعت ساختمان در حوزه هاي گوناگوني ظهور نموده و به پيشرفتهاي عظيمي در راستاي توليد محصولات ريز دست يافته است:

1 – فلزات 2 – بتن 3 – شيشه 4 – پانلهاي گچي

5 – پارچه و فرش 6 - انرژي / تهويه مطبوع 7 – تصفيه آب

8 – الكترنيك / حسگرها 9 – ابزار 10 – پوششها و رنگها

11 – نور پردازي 12 – عايق كاري حرارتي