نقش نانوذرات در توسعهء پایدار صنعت بتن

Abstract

اکثر محققان محیط زیست، تغییرات آب و هوایی ایجاد شده در سراسر جهان را ناشی از گازهای گلخانه‌ای می‌دانند. اثر مخرب این گازها بر لایهء اوزون سبب گرم‌تر شدن آب و هوا، و در نتیجه تغییرات آب و هوایی ناخواسته گردیده است که کم آبی و خشک سالی از بارزترین نتایج این موضوع هستند. گاز دی‌اکسید کربن از مهمترین گازهای گلخانه‌ای موجود است که تقریباً 82% از گازهای گلخانه‌ای را تشکیل می‌دهد. از طرفی، فرآیند تولید کلینکر در کارخانه‌های سیمان نیز یکی از مراجع تولید کنندهء CO2 در جهان است. زیرا تقریباً سالانه 5% از میزان کل CO2 ناشی از فعالیت‌های انسان را تشکیل می‌دهد. علم و فناوری نانو که از آن به عنوان یک انقلاب علمی یاد می‌کنند، در اشکال مختلف در زندگی روزمرهء ما در حال خودنمایی است. این موضوع را می‌توان در کاربرد نانو فناوری در توسعه و ساخت بسیاری از مواد و مصالح به وضوح مشاهده نمود. در همین راستا، نانوذرات که نتیجه‌ای از فناوری نانو هستند، توانسته‌اند با کاربرد در ساخت مصالح پایهء سیمانی، ساختار آن‌ها را بشدت تحت تأثیر قرار داده و بهبود بخشند. بر همین اساس، در این پژوهش با علم به مباحث ذکر گردیده در بالا، هدف کاهش مقدار سیمان در بتن‌های با مقاومت بالا در جایگزینی سیمان با نانو ذرات است. کاهش مصرف سیمان به عنوان نمودی از توسعهء پایدار و به کارگیری نانوذرات در این کاهش به عنوان نمودی از کاربرد نانوفناوری در این راستا است. در این مقاله به بررسی ویژگی‌های بتن‌های ساخته شده با کاهش 10، 20 و 30% مقدار سیمان و به کارگیری 1، 2 و 3% نانوذرات سیلیس پرداخته شده است. ویژگی‌های مورد بررسی شامل اندازه‌گیری چگالی بتن تازه، مقاومت‌های فشاری و کششی دو نیمه شدن و ریزساختار ناحیهء انتقالی داخلی بتن‌ها می-باشد.