3d panel

آماري از بازار مواد نانوذره

نانوذرات مواد نسبتاً گراني هستند؛ در حال حاضر قيمت انواع نانوپودرهاي توليدي در مقياس ده دلار تا چند صد دلار بر كيلوگرم قرار مي‌گيرند. بسته به حجم توليد، نوع ماده، خصوصيات پودر (اندازه ذرات، توزيع اندازه و خلوص)، روش توليد و عمليات‌هاي قبل از توليد، قيمت اين مواد متفاوت است. نانوذرات و محلول هاي كه از اين مواد براي كاربردهاي دارويي، توليد مي‌شوند حتي ممكن است قيمتي بالاتر از اين هم داشته باشد. متن زير برگرفته از بولتن انجمن سراميك آمريكا است كه تحليلي در مورد بازار اين محصولات ارايه داده است

تاريخچه تحليل بازار مواد نانو ساختار

در سال 1997، شركت Co Business Communication يا BCC يك مطالعه فني اوليه از بازار مواد نانوذرات ارايه كرد. در اين گزارش كه با عنوان"رويكرد به مواد نانوذره" ارايه شد، براي اولين بار، تصويري از صنعت نانومواد ترسيم شد. در اين گزارش، بازار مواد نانوذره آمريكا در سال 1996، حدود 41ميليون دلار ارزيابي شده و پيش‌بيني آن براي بازار سال 2001، حدود 148 ميليون دلار بود كه رشدي معادل 29.2درصد از سال 1996 تا 2001 نشان مي داد.

بعد از انتشار اولين گزارش، صنعت نانومواد شاهد تغييرات زيادي بود؛ ورود داوطلبان جديد به اين تجارت، افزايش تلاش ها در اين زمينه، تدوين استراتژي‌هاي جديد تجاري و ايجاد مزاياي تكنولوژيكي، باعث شد تا BCC نگاه ديگري به اين صنعت و پتانسيل‌هاي موجود در بازار اتخاذ كند.

در اين گزارش، BCC كاربردهايي كه براي نانوذرات متصور شده، به سه بخش زير تقسيم شده است:

الف) الكترونيك، اپتوالكترونيك و كاربردهاي مغناطيسي: از جمله شامل استفاده در پوليش هاي مكانيكي– شيميايي (CMP)، پوشش هاي هادي، وسايل ضبط مغناطيسي، فيبر نوري و پيل هاي خورشيدي.

ب) بيوپزشكي، دارويي و بهداشتي: كاربردهايي شامل آنتي ميكروبيال، محلول هاي كنتراست MRI و محلول هاي دارويي.

ج) انرژي و كاتاليست ها: كاربردهايي شامل پيل هاي سوختي، پوشش ها، فتوكاتاليست ها.

اين گزارش،‌ 24 حوزه از كاربردهاي فعلي و آينده براي نانوذرات ارايه مي دهد كه در هر گزارش، اطلاعات بازار و پيش‌بيني آن بر اساس دلار آمريكا و حجم مصرفي نانو ذرات (بر حسب kg) ارايه شده است.

اطلاعات به‌دست آمده شامل اطلاعات استخراج شده از نظرسنجي ها و گزارش هاي مستند بوده است؛ بيش از150 نفر از اعضاي هيأت رييسه صنايع مختلف، مهندسان، مديران، محققان و فروشندگان از شركت‌ها و مراكز تحقيقاتي كه در توليد، گسترش و يا استفاده از مواد نانوذره نقش داشتند، در اين نظرسنجي ها شركت كردند.

گزارش هاي مستند شامل گزارش كامل اختراعات ثبت شده، بانك هاي اطلاعاتي دولت، مجلات تجاري و علمي، اسناد كمپاني‌ها، اخبار BCC و مجموعه مقالات كنفرانس‌ها بودند كه مورد بررسي قرار گرفت و نهايتاً نتايج در قالب اين گزارش جمع بندي گرديد.

نتايجي از تحليل بازار

كل بازار جهاني براي مواد نانوذره در سال 2000 به 492.5ميليون دلار رسيد و انتظار مي‌رود كه تا سال 2005 به 900.1ميليون دلار برسد. اين ارقام، رشد ميانگين سالانه 12.8 درصد را در 5 سال آينده نشان مي‌دهد. كاربردهاي نانوذرات در الكترونيك، مغناطيس و اپتوالكترونيك، در سال 2000 بيش از 67.7 درصد كل بازار را به خود اختصاص داد.

كاربرد نانوذرات در بيوپزشكي، مواد دارويي و آرايشي، حدود 19.7درصد كل بازار و كاربردهاي اين مواد در انرژي و كاتاليست ها، حدود 12.7 درصد بازار را از آن خود كرد. تا سال 2005، روند فروش اين مواد در بازار براي كاربرد هاي ذكر شده بالا به ترتيب به صورت 74.2درصد، 16.1درصد و 9.7درصد پيش‌بيني شد.



نمودار بازار هاي جهاني نانوذرات با درصد كاربردهاي آن. (بازار كل سال 2002، 492.5 ميليون دلار بود. انتظار مي رود تا سال 2005 اين مبلغ به 900.1 ميليون دلار برسد .( ) انرژي و كاتاليستها؛ () بيوپزشكي، دارويي و بهداشتي و () الكترونيك، مغناطيس و اپتوالكترونيك.)

منبع:

Inc. Co Communication Business

معرفي تكنولوژي سازه?هاي پيش ساخته سبك در صنعت ساختمان

صنعت ساختمان و پروژه­هاي عمراني به گواهي آمار و ارقام، از لحاظ سرمايه و حجم نيروي انساني درگير، بزرگترين صنعت در كشور مي­باشد. رشد سريع جمعيت و افزايش تقاضا، نياز به كاهش زمان تحويل پروژه­هاي عمراني و كاهش زمان برگشت سرماية سرمايه­گذاران و عواملي از اين قبيل باعث شده­اند تا ضرورت ايجاد تحول در شيوه­هاي سنتي صنعت ساختمان روزبه­روز بيشتر شود. روش­ "سازه­هاي پيش­ساخته سبك" كه يكي از تكنولوژي­هاي نوپا در عرصه ساخت و ساز­هاي عمراني در كشور است موضوع مصاحبة شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران با مهندس احمدي، معاونت اجرايي موسسة سازه­هاي پيش­ساختة سبك (SAP) است. در زير نكات مهم آن ملاحظه مي­گردد:

صنعت ساختمان در جهان در حدود صد تا صدوده سال قدمت دارد و شروع آن به زماني برمي­گردد كه اولين تيرهاي بتوني به صورت T شكل، توليد صنعتي شده و قطعات بتوني با اشكال مختلف در مقياس صنعتي توليد شد.

اگر تكنولوژي ساختمان را به معني وارد شدن صنعت در ساختمان­سازي بگيريم، از حدود سال47 تكنولوژي ساختمان وارد ايران شد و اوج آن زماني بود كه ساختمان­سازي به صورت شهرك­سازي در بعضي از شهرهاي بزرگ مثل اصفهان(مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبريز، تهران و برخي ديگر از شهرها شروع شد. اين صنعت بيشتر از كشورهاي اروپايي مانند آلمان، هلند، انگليس و فنلاند به ايران وارد شد.

تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساختة سبك

تنوع تكنولوژي­هاي ساختمان بسيار زياد است و هر كدام ويژگي­ها و قاعدتاً محدوديت­هاي خاص خود را دارند. سيستم سازه­هاي پيش ساخته سبك را حدود 34 سال پيش يك آمريكايي ابداع كرد. مرحلة صنعتي شدن آن 5 تا 6 سال به طول انجاميد. عمده­ترين شركت­هايي كه در دنيا اين تكنولوژي را به كار مي­گيرند، شركت E.V.G اتريش و شركت­هاي 3D Panel و RAM در آمريكا مي­باشند. توجه زياد صنايع اروپايي به تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساخته سبك به خاطر مشكلاتي بود كه در ساير تكنولوژي­هاي پيش­ساخته وجود داشت. به طور مثال تكنولوژي Large Panel با وجود سرعت بالا و كارخانه­اي بودن آن، با مشكل ضعف اتصالات روبروست و همچنين وزن سنگين ساختمان يك معضل جدي در اين تكنولوژي به شمار مي­رود. حمل­ونقل قطعات سنگين بتوني، اين فرآيندها را دشوار مي­كند. در زلزله­اي كه چند سال پيش در تركيه اتفاق افتاد، ساختمان­هاي زيادي كه در آنها از تكنولوژي Large Panel استفاده شده بود به دليل ضعف اتصالات تخريب شدند.

در تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساختة سبك، اتصالات به صورت يكپارچه است (ديوار به ديوار، سقف به ديوار و ديوار به پي). بر خلاف روش Large Panel كه اتصالات به صورت كام و زبانه است، در روش سازه­هاي پيش ساخته سبك، اتصالات به صورت جوش نقطه­اي است و به جاي اينكه ابتدا قطعات سنگين بتن در كارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبكه­هاي ميلگردي كه بين آنها(بين دو شبكه ميلگرد) يك لايه فوم پلي­استايرن قرار مي­گيرد ساخته مي­شود و پانل­هاي سبك در محل احداث ساختمان به فنداسيون جوش داده مي­شود و همچنين ديوارها و سقف به هم جوش داده مي­شوند و ساختمان با پانل­هاي سبك برپا مي­شود. سپس در همان محل ديوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشي مي­شوند. بتن از طريق پمپ، با فشار هوا به پانل­ها پاشيده مي­شود كه اصطلاحاً آن را "شات كريت" گويند.

اين روش باعث يكپارچگي در اتصالات شده، استحكام و پايداري ساختمان را در مقابل نيروهاي ديناميكي حاصل از زلزله يا طوفان افزايش مي­دهد.

بنابراين دليل انتخاب روش سازه­هاي پيش ساخته سبك استفاده از امتيازات برتر آن نسبت به ساير تكنولوژيهاي پيش ساخته موجود است كه هنوز هم از اين مزايا برخوردار است.

البته همانند صنايع ديگر، در اين صنعت هم ممكن است نوآوري­هايي در دنيا ديده شود. اما با توجه به شرايط اقليمي، فرهنگي و اجتماعي، روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك، مناسبترين روش براي ايران تشخيص داده شده است. به طور مثال تكنولوژي­هاي جديد قيمت مسكن را خيلي بالا مي­برند كه اين با نياز اغلب مردم ما به خانه­هاي ارزان­قيمت سازگار نيست ولي روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك قيمت را بالا نمي­برد.

ويژگي­هاي مهم روش سازه­هاي پيش ساخته سبك

الف) مقاومت در برابر زلزله

در مناطق زلزله­خيز مانند ايران، يكي از پارامترهاي مهم در ساختمان­سازي كاهش وزن ساختمان است. چرا كه نيروهاي زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقيم دارد. بنابراين تكنولوژي انتخاب شده بايد داراي جهت­گيري كاهش وزن باشد. بر خلاف شيوة سازه­هاي پيش­ساخته سبك در ساير سيستم­هاي پيش­ساخته ديگر، اتصالاتشان اكثراً به صورت مفصلي و لولايي است و داراي وزن سنگين هستند. تنها در اين روش است كه با 8 سانتيمتر بتن مي­­توان نيروهاي ساختمان 4 طبقه را در طبقه همكف تحمل كرد. وزن نهايي ساختمان با اين روش، نسبت به روش­هاي پيش­ساخته ديگر و همچنين ساختمان­هاي بتني، 25 درصد كاهش مي­يابد؛ يعني در هنگام زلزله 25 درصد نيروي كمتر به ساختمان وارد مي­شود. امروزه سبك­سازي ساختمان يكي از شعارهاي اصلي در صنعت مسكن است.

ب) انعطاف­پذيري در توليد و امكان حفظ جلوه­هاي معماري اسلامي و ايراني

مسأله مهم ديگر در صنعت ساختمان حفظ ملاك­­هاي فرهنگي و جلوه­هاي معماري اسلامي و ايراني در طراحي و نماسازي ساختمان­هاست. انحناهاي موجود در گنبدهاي مساجد، نقش­­ و نگارهاي ايراني و اسليمي و ساير موارد از نشانه­هاي معماري اسلامي و ايراني است كه در روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك مي­توان آنها را حفظ كرد. چرا كه مي­توان پانل­هاي سبك مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن­پاشي روي آنها انجام داد. روش سازه­هاي پيش ساخته سبك، حتي ساخت گنبدهاي بزرگ را كه به دليل زيادي وزن، دشوار است آسان­تر­ مي­كند چرا كه در اين روش وزن سازه­ها بسيار كاهش مي­يابد در حالي كه مقاومت و استحكام­ آنها بالاتر مي­رود.

ج) ايمني در ساختمان

بحث ايمني، از مهمترين مسائل صنعت ساختمان است چرا كه با سلامتي انسان­ها سر و كار دارد. در ساختمانهاي سنتي چون ستونها و اسكلت فلزي، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل مي­كنند. با كنار رفتن يك تير يا ستون، كل ساختمان به طور ناگهاني فرو مي­ريزد. در روش سازه­هاي پيش­ساخته سبك چون به جاي استفاده از اسكلت فلزي، از شبكه­هاي ميلگردي كه در تمام سطوح ديوارها توزيع شده­­­اند استفاده مي­شود، فروريزي ناگهاني پيش نمي­آيد. چرا كه اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت يكپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.

د) صرفه­جويي­هاي ملي و ساير مزاياي ناشي از كاربرد روش سازه­ها پيش­ساختة سبك

اگر به صرفه­جويي­هايي كه كوچك به نظر مي­رسند، در مقياس ملي نگاه كنيم، به ارقام بالايي تبديل مي­شوند كه مي­تواند نقشي حياتي در رشد و شكوفايي كشور ايفا كند. در زير به مزاياي ناشي از كاربرد تكنولوژي سازه­هاي پيش­ساخته سبك در صنعت ساختمان اشاره مي­شود:

1- كاهش متوسط ميزان كاربرد ميلگرد فولاد از 38 كيلوگرم در ساختمان­هايLarge Panel و ساختمان سنتي به 34 كيلوگرم در روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك

2- كاهش استفاده از سيمان در هزينه­هاي تمام شده ساختمان

3- ده درصد كاهش در هزينة تمام­شدة ساختمان

4- كاهش وزن ساختمان(بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد 12 كيلوگرم در هر متر مربع زيربنا، كاهش وزن ديده مي­شود)

5- كاهش زمان برگشت سرمايه از حدود 2 سال در شيوه سنتي به 5 الي 6 ماه در روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك

6- كاهش ضايعات مواد اوليه و استفاده بهتر از منابع ملي

7- صرفه­جويي در مصرف انرژي(به دليل عايق بودن ديوارها، ناشي از كاربرد پل­استايرن در پانل­ها)

8- افزايش عمر ساختمان و افزايش استحكام آن

9- ايمني بيشتر ساختمان در برابر زلزله

10- كاهش ميزان آلودگي­هاي صوتي محيط

از محدوديت­هاي روش سازه­هاي پيش­ساختة سبك آن است كه فعلاً اين روش تنها تا 4 طبقه در كشور قابل انجام است. البته در دنيا تا 8 طبقه نيز از آن استفاده شده است.

مزایای استفاده از سازه های گنبدی بتن آرمه:

1) سرعت در ساخت:
گنبدهاي بتن آرمه در مقايسه با ديگر سازه‌هاي قديمي با ابعاد محیطی یا حجم یکسان، سريع تر اجرا مي‌شوند.
به عنوان مثال:
- اجراي سازه فوقاني يك گنبد بتن آرمه جهت ذخيره‌سازي 15 هزار تن غله ظرف مدت 4 هفته.
- اجراي سازه‌ فوقاني يك گنبد بتن آرمه جهت يك مركز چند منظوره ورزشی (ژیمنازیوم) به مساحت 1500 متر‌مربع ظرف مدت 3 هفته.
سه دليل اصلي چنین سرعتی در اجرا به شرح ذیل می باشد:
1-استفاده از بالن پر شده از گاز هزينه و زمان اجرا را در مقايسه با روش قديمي به نصف تقليل مي‌دهد.
2-يكي از دلايل خوب پائين‌آوردن هزينه نيروي انساني، استفاده از shotcrete (پاشيدن بتن) مي‌باشد.
3-چون اجراي پروژه در داخل بالن انجام مي‌شود، تاثيرات آب و هوايي در زمان‌بندي‌ اجرای پروژه تاثیر ندارد.
2) مقاومت و پایداری:
طی قرون متمادی شکل کره به عنوان مقاوم ترین سازه شناخته شده است: پوسته تخم مرغ، خانه اسکیموها، انبارها یا مخازن تحت فشار بالا و غیره.
ساختمان‌هاي بيضوي ما بهترين مقاومت و پايداري طبيعي را دارا مي‌باشند.
گنبدهاي بتن آرمه با بهترين مصالح به شرح ذیل ساخته مي‌شوند:
1-بالن P.V.C مسلح شده با پلی استر (280 گرم بر متر‌مربع )
2-فوم VETHANE مقاوم در برابر حريق و آتش‌سوزي (با چگالي 55 كيلوگرم بر متر‌مكعب )
3-اجراي بتن شات كريت با ميزان سيمان 400 تا 450 كيلوگرم سیمان در هر متر‌مكعب (يا مشابه آن)
4-می توان از اضافه کردن آنتي‌اسيدها و افزودنی ها به بتن، جهت نگهداری محصولاتی چون فسفات، نيترات و آمو‌‌‌‌نيترات و غيره، استفاده نمود.
3) بهینه سازی:
گنبدهاي بتن‌آرمه نسبت حجم به سطح را افزايش مي‌دهد.

4) عايق حرارتي (VETHANE):
عايق حرارتي، در دوره كيورينگ و عمل‌آوري بتن، آن را در شرايط ايده‌آل نگه مي‌دارد. همچنين بتن تحت تاثير شرايط جوي و نوسانات دمای هوا در روز يا شب قرار نگرفته و عمل‌آوري بتن نيز در محيط بسته و با رطوبت هوا اتفاق مي‌افتد. شایان ذکر است در این حالت سازه بتن آرمه از شوک های حرارتی مصون بوده و مقاومت خوبی در مقابل ترک پیدا می کنند. همچنین در بیشتر موارد این عایق حرارتی جمع شدگی های سطح بتن را حذف می نماید.
ضخامت فوم‌ VETHANE حداقل 50 ميليمتر مي‌باشد. البته ما مي‌توانيم اين ضخامت را با توجه به كاربرد آن در سردخانه‌ها، اماكن مذهبي، مدارس و غيره افزايش دهيم.

5) خاصيت ضد آب (waterproof):
ضد آب بودن سازه از اولين مراحل اجرا با باد شدن بالن ایجاد می شود. بالن پس از ساخت سازه در جای خود باقی می ماند و باعث سختی و مقاومتی مضاعف به شرح ذیل می شود:
-مقاومت در برابر آب
-مقاومت در برابر هوا در یک شرایط جوی کنترل شده (اکسیژن، ازت، دی اکسید کربن، خشکی هوا و غیره)

6) هزينه پائين تعميرات و نگهداري:
سطح خارجي گنبد بتن آرمه كاملاً صيقلي بوده و به راحتي تميز می گردد و بنابراين هيچگونه خوردگي يا زدگي نمي‌تواند روي اين گنبد بتن آرمه ايجاد شود.

 
7) زیبایی:
بجز بخشی از مزاياي سازه های گنبدی كه عنوان شد، زیبایی و ظرافت این سازه ها نیز از دیگر مزایای قابل ذکر است.
برای اثبات این صحبت کافیست برخی از پروژه های اجرا شده توسط شرکت PIRS مانند مرکز فضایی در تولوز فرانسه و تاتر Imax در Poitiers فرانسه را بررسی نمایید.

Space Centre - Place: Toulouse (Haute-Garonne) - FRANCE

CINEMA OMNIMAX - (theatre) Place: Poitiers (Vienne) - FRANCE

8) تنوع:
گنبدهاي بتن‌آرمه كه جهت ذخيره‌سازي بكار مي‌روند اغلب مجهز به درهاي بزرگي هستند كه اجازه ورود لودرهاي بزرگ جهت بارگيري را می دهند. در طي فصول غير‌كاري مي‌توان از آنها به عنوان انبار مواد دیگر استفاده نمود. همچنین گنبدها می توانند دارای پنجره یا سقف شیشه ای نیز باشند.

9) سازگاری:
هیچ استانداردی برای اندازه گنبدها تعیین نشده است. ولی شکل گنبدها می تواند از 4/3 کره تا 3/1 کره و دارای قطرهای 6 الی 85 متر باشد.

شكل ‌هاي مختلف انبارهاي ذخيره‌سازي

کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان

( بعنوان مصالح جديد ساختماني )

 

 

خلاصه از مطلب:

 

مواد نانو (Nanoparticular) به موادي گفته مي شود كه حداقل يكي از ابعاد آن (طول , عرض , ضخامت ) زير 100nm باشد . مواد نانو ساختار با توجه به رفتارهاي بارزي كه از خود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت و دانشگاه در دهه هاي اخير قرار گرفته اند . در اين ميان صنعت ساختمان با توجه به نيازهاي خود چه از نظر استحكام , مقاومت و دوام و نيز كارايي بالا از استفاده كنندگان مهم مواد نانو ساختار (Nanostructure Materials ) به شمار مي رود .

 

 

 

. مقدمه :

مواد نانو به عنوان موادي كه حداقل يكي از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زير 100nm باشد تعريف شده اند

 ، يك نانومتر يك هزارم ميكرون يا حدود 100000 برابر كوچكتر از موي انسان است . به طور كلي ،در يك تقسيم بندي عمومي ، محصولات نانو مواد را مي توان به صورت هاي زير بيان كرد :    · فيلمهاي نانو لايه ( Nano Layer Thin Films ) براي كاربردهاي عمدتاً الكترونيكي    · نانو پوششهاي حفاظتي (Nano Coating ) براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محيطي    · نانو ذرات به عنوان پيش سازنده (Precursor) يا اصلاح ساز (Modifier) پديده هاي شيميايي و فيزيكي    · نانو لوله ها (Nanotubes) منظور از يك ماده نانو ساختار يا واضح تر يك بدنه نانو ساختار ( Nanostructured Solid ) جامدي است كه در آن انتظام اتمي ، اندازه كريستالهاي تشكيل دهنده و تركيب شيميايي در سراسر بدنه در مقياس چند نانو متري گسترده شده باشد .   
خواص فيزيكي و شيميايي مواد نانو (در شكل و فرمهاي متعددي كه وجود دارند از جمله ذرات ، الياف ، گلوله و . . . ) در مقايسه با مواد ميكروسكوپي تفاوت اساسي دارند . تغييرات اصولي كه وجود دارد نه تنها از نظر كوچكي اندازه بلكه از نظر خواص جديد آنها در سطح مقياس نانو مي باشد .
هدف نهايي از بررسي مواد در مقياس نانو ، يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملكرد بالا مي باشد ، كه آنها را مي توان به عنوان مصالحي با عملكرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود . منظور از عملكرد چند منظوره ، ظهور خواصي جديد و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولي مي باشد به گونه اي كه مصالح بتوانند كاربردهاي گوناگوني را ارائه نمايند .
در مطالب بعدي كه خواهد آمد مواد نانو ساختاري معرفي خواهند شد كه با توجه به نوظهور بودن چنين موادي مي توانند تحولي شگرف در صنعت ساختمان سازي و صنايع وابسته به آن ايجاد كنند.

 

 

. 2مواد نانو كمپوزيت :

مواد نانو كمپوزيت بر پايه پليمر (ماتريس پليمري ) اولين بار در سالهاي 70 معرفي شده اندكه از تكنولوژي سول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو كاني درون ماتريس پليمر استفاده شده است .
هرچند تحقيقات انجام شده در دو دهه گذشته براي توسعه تجاري اين مواد توسط شركت تويوتا در ژاپن در اواخر سالهاي 80 صورت گرفته است ، ولي رشته نانو كمپوزيت پليمر هنوز در مرحله جنيني و در آغاز راه مي باشد .
در اين شرايط نانو آلومينا ، بهترين ساختار نانوئي است كه افق جديدي را در صنعت سراميك نويد مي دهد . زيرا كاربرد اين مواد پديده اي است كه از نظر مكانيكي ، الكتريكي و خواص حرارتي به طور مناسب داراي تعادل بوده و در رشته هاي مختلف كاربرد دارد . از جمله مي توان به چند نمونه اشاره كرد : · تكنولوژي نانو فلز آرتونايد كه اخيراً به طور تجاري ، الياف نانويي آلومينا ، انقلابي در رشته سراميك بوجود آورده است . · ذرات نانويي غير فلز مانند : نانو سيليكا ، نانو زيركونيا و مواد ديگر اصلاح كننده سراميك ها مي باشد

.
3. بتن با عملكرد بالا ([1]HPC) :

يكي از چالشهايي كه در رشته مصالح ساختماني بوجود آمده است ، بتن با عملكرد بالا(HPC ) مي باشد . اين نوع بتن مقاوم از نوع مصالح كامپوزيت بوده و از نظر دوام جزو مصالح كامپوزيت و چند فازي مركب و پيچيده مي باشد . خواص ، رفتار و عملكرد بتن بستگي به نانو ساختار ماده زمينه بتن و سيماني دارد كه چسبندگي ، پيوستگي و يكپارچگي را بوجود مي آورد .
بنابراين ، مطالعات بتن و خمير سيمان در مقياس نانو براي توسعه مصالح ساختماني جديد و كاربرد آنها بسيار حائز اهميت مي باشد . روش معمولي براي توسعه بتن با عملكرد بالا اغلب شامل پارامترهاي مختلفي از جمله طرح اختلاط بتن معمولي و بتن مسلح با انواع مختلف الياف مي باشد . در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملكرد با دوام و خواص مكانيكي بهتر ، بتن با عملكرد بالاي چند منظوره (MHPC) خواص اضافه ديگري را دارا مي باشد ، از جمله مي توان به خاصيت الكترو مغناطيسي ، و قابليت به كار گيري در سازه هاي اتمي (محافظت از تشعشعات ) و افزايش موثر بودن آن در حفظ انرژي ساختمانها و ... را نام برد .

4. نانو سيليس آمورف :

در صنعت بتن ، سيليس يكي از معروفترين موادي است كه نقش مهمي در چسبندگي و پر كنندگي بتن با عملكرد بالا (HPC) ايفا مي كند .
محصول معمولي همان سليكيافيوم يا ميكرو سيليكا مي باشد كه داراي قطري در حدود 1/0 تا 1 ميلي متر مي باشد و داراي اكسيد سيليس حدود 90% مي باشد . مي توان گفت كه ميكرو سيليكا محصولي است كه در محدوده بالاي اشل اندازه نانو متر جهت افزايش عملكرد كامپوزيت مواد سيماني به كار برده مي شود .
محصول نانو سيليس متشكل از ذراتي هستند كه داراي شكل گلوله اي بوده و با قطر كمتر از 100nm يا بصورت ذرات خشك پودر يا بصورت معلق در مايع محلول قابل انتشار مي باشند ، كه مايع آن معمول ترين نوع محلول نانو سيليس مي باشد ، اين نوع محلول در آزمايشات مشخص در بتن خود تراكم([2]SCC) به كار گرفته شده است . نانو سيليس معلق كاربردهاي چند منظوره از خود نشان مي دهد مانند :

• خاصيت ضد سايش
• ضد لغزش
• ضد حريق
• ضد انعكاس سطوح  

آزمايشات نشان داده اند كه واكنش مواد نانو سيليس (Colloidal Silica ) با هيدرواكسيد كلسيم در مقايسه با ميكرو سيليكا بسيار سريع تر انجام گرفته و مقدار بسيار كم اين مواد همان تاثير پوزالاني مقدار بسيار بالاي ميكرو سيليكا را در سنين اوليه دارا مي باشد .
تمام كارهاي انجام يافته بر روي كاربرد مواد نانو سيليس كلوئيدي (Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواص ريولوژي ، كار پذيري و مكانيكي خمير سيمان بوده است . آنچه كه در اينجا مطرح است نتايج اوليه محصولات نانو سيليس با قطري در محدوده 5 تا 100 نانومتر مي باشد .

5. نانو لوله ها : (NANOTUBES)

همان گونه كه در مقدمه مقاله مطرح شد معمولاً الياف براي مسلح كردن و اصلاح عملكرد مكانيكي بتن بكار برده مي شوند . امروزه از الياف فلزي ، شيشه اي ، پلي  پروپلين ، كربن و  . . . در بتن براي مسلح كردن استفاده مي شود و ليكن تحقيقات روي بتن مسلح شده توسط نانو لوله كربني (Carbon Nanotubes  ) انتشار نيافته است تا بتوان از نتايج آن براي مسلح كردن بوسيله نانو لوله ها استفاده كرد .
نانو لوله كربني توسط LIJIMA در سال 1991 كشف شده است و كارهاي بسياري بر روي ساختار نانو در بخش فيزيك كوانتوم انجام يافته است بطوري كه تحقيقات نوين بر روي تكنولوژي و مهندسي نانو در سطح جهاني نقش اساسي و اصلي بازي مي كند . كربن 60 و نانو لوله هاي نوين داراي ساختاري هستند كه آنها را از فولاد قوي تر و بسيار سبك مي كند بطوريكه مي توانند خميدگي و كشش را بدون شكستن تحمل نمايند و در آينده جايگزين الياف كربن خواهند شد كه در كامپوزيت ها به كار برده مي شوند .
نانو لوله ها با توجه به تحقيقات انجام شده در مركز تحقيقات بتن( وابسته به موسسه ACI شاخه ايران ) ، داراي مقاومت كششي بيش از هر نوع الياف بتني شناخته شده مي باشند و نيز نانو لوله ها خواص ويژه قابل ملاحظه حرارتي و الكتريكي از خود نشان مي دهند ، بطوريكه هادي بودن حرارت آنها بيش از دو برابر الماس و هادي بودن الكتريكي آنها در حدود 1000 برابر فلز مس مي باشد . 
نانو لوله ها طبقه جديدي از محصولات مي باشند كه انقلابي جديد در زمينه مصالح و مواد پيشرفته را بوجود آورده اند . يك نسل جديد از نانو كامپوزيت هاي چند منظوره مي توانند به عنوان نانو لوله هاي كربني در نقش الياف مسلح كننده مناسب آن مواد مورد استفاده قرار گيرند . بنابراين نانو لوله هاي كربني از اجزاي كليدي بدست آوردن هدف اصلي ذكر شده در فوق به عنوان مصالح ساختماني با عملكرد بالاي چند منظوره , بازي مي كنند

 .
6. نتيجه گيري : 

  منظور از مقاله ارائه شده نشان دادن مصالح جديد ساختماني و بيان مزاياي استفاده از اين نوع مواد در صنعت ساختمان مي باشد ، البته به دليل نو بودن اين نوع مصالح زمينه هاي فراواني براي كارهاي نظري و عملي در دانشگاههاي كشور وجود دارد كه اميد است كه با معرفي مصالح با ساختار نانو راه براي گامهاي بلندتر در اين زمينه باز شود . www.mh.coo.ir

 

 

خواننده گرامی جهت کسب اطلاعات بیشتر به منابع زیر مراجعه نمایید:

 

www.mahdihashemi.blogfa.com

 

High Performance Concrete [1]

[2]  Self Compacting Concrete

 

Resources منابع :

 

 

http://www.nano.ir   *

 

www.mh.coo.ir

 

 www.tco.gov.ir

 

مجله ACI ، شماره 3 ، آذر ماه 1382

 

مجله انجمن بتن ايران

 

. Nonmaterial ، Properties & Application ، Institute Of Physics

 

 

دفتر همكاري فناوري رياست جمهوري – كميته مطالعات سياست نانو تكنولوژي