ساختارهاي بتن بواسطه واکنش‌پذيري سيليکاي قليايي (ASR)، يک واکنش شيميايي که سبب شکاف‌هايي در اين ماده مي شود، بصورت ناگهاني ترک برداشته و فرسوده مي شوند. اکنون جون بلکوويتز در موسسه فناوري استيون با مطالعه واکنش‌هاي شيميايي داخل بتن در مقياس نانو، طرحي براي حل اين مشکل ارائه کرده است. اين محقق از ابزارهاي تعيين مشخصات نانوساختارها استفاده کرد و نشان داد که استفاده بهينه از نانوسيليکا، مخلوط بتني جديدي ايجاد خواهد کرد که منجر به ساختمان‌ها، جاده‌ها، پياده‌روها، راه‌پله‌ها و سدهاي مستحکم‌تري خواهد شد. ‌
بتن مخلوطي از پودر سيمان بسيار ريز، مصالح دانه‌اي سنگي آب است. يک واکنش بين سيمان و آب، هيدرات سيليکات کلسيم يا ژل ASR مي دهد که بخوبي به بتن استحکام مي بخشد. اين ژل ASR تشکيل شده در فصل ‌مشترک سيمان قليايي و سيليکاي غيربلوري در مصالح دانه‌اي ديده شده است. هنگامي که بتن سفت مي‌شود، ژل ASR منبسط مي شود که سبب تنش‌هاي اضافي شده و استحکام بتن را کاهش داده و آن را فرسوده مي‌کند. همچنانکه به فصل‌ مشترک فشار وارد مي‌شود، بتن طي دوره زماني از چند روز تا چند سال شروع به ترک برداشتن و خرد شدن از داخل مي‌کند.
بلکوويتز مي‌گويد: "ما اکنون با استفاده از ابزارهاي تعيين مشخصات نانوساختار قادر به درک بسياري از رازهاي بتن هستيم. براي مثال، سه نوع آب در بتن هيدراته وجود دارد، و اين سه نوع آب مختلف سه نوع حرکت مولکولي مختلف دارند که به معني سه نيروي مختلف است". او اشاره مي‌کند که هرچه بيشتر درباره بتن بدانيد، آن را پيچيده‌تر مي بينيد. او اميد دارد که تحقيقش منجر به کشف روش‌هاي جديد افزايش خواص مکانيکي بتن شود.
بلکوويتز توضيح مي‌دهد: "من اين فناوري ‌نانوي جديد را نه فقط براي ممانعت از انبساط ASR استفاده کرده‌ام، بلکه از نانوسيليکا نيز براي افزايش استحکام ماتريس سيمان هيدراته‌ي بتن جهت مقاومت در برابر طبيعت قابل انبساط ژل ASR، استفاده کرده‌ام. همچنين من سعي کرده‌ام خواص آب اضافي داخل بتن را تغيير دهم، بطوري که نتواند جهت تشکيل ژل ASR با مواد قليايي قابل حل موجود در سيليکا واکنش دهد".
کنترل واکنش‌هاي داخل بتن، موقعي که خشک و سفت مي‌شود، مشکل است. بلکوويتز مي گويد: "اين يک مشکل هميشگي در صنعت بتن است. در گذشته ما واقعا راهي براي درک رشد دانه‌هاي ماتريس بتني نداشتيم. اکنون با استفاده از ابزارهاي تعيين مشخصات نانو ساختار قادر به بدست آوردن فهم بهتري از ماتريس سيمان هيدراته‌اي که بتن را مي‌سازد، هستيم".
منبع:www.stevens.edu , ماهنامه فناوري نانو
ارسال توسط کاربر محترم سايت :hadi_g