بتن هوشمند چیست؟ - وبلاگ همه خوبا

به گزارش وبلاگ همه خوبا، از گذشته تا امروز از مصالح متعددی در صنعت ساختمان استفاده می گردد که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند. مصالح ساختمانی که در گذشته به روش سنتی فراوری می شدند از قابلیت ها و مزایای متریال های امروزی برخوردار نبودند زیرا تکنولوژی با گذشت زمان به بالاترین سطح خود رسیده و محصولاتی که اخیراً مورد استفاده قرار می گیرند از نظر کارایی و طول عمر فوق العاده هستند.

مواد و متریال هایی که در پروژه های ساختمانی به کار می فرایند باید با کیفیت و مقاوم باشند تا در برابر عوامل محیطی واکنش نشان نداده و سال ها بدون آسیب باقی بمانند. خوشبختانه با پیشرفت علم و نوآوری هایی که اجرا شده، با خیالی آسوده می توان از مواد با کیفیت در ساختمان سازی، راه سازی و پل سازی استفاده کرد.

تکنولوژی نانو که حاصل کوشش متخصصین و مهندسین با تجربه و مطلع می باشد گامی موثر در جهت افزایش کیفیت و کارایی مصالح برداشته و صنعت ساخت و ساز را با پیشرفتی چشمگیر روبرو کرده است. مصالح ساختمانی نوین که هم اکنون صندلی ویژه ای به خود اختصاص داده اند و با نام هوشمند شناخته شده اند با به کارگیری این تکنولوژی ساخته شده و آرامش و آسودگی را برای معماران، پیمانکاران، مهندسین و فعالان حوزه ساختمان به ارمغان آورده اند.

مصالح هوشمند

مصالح هوشمند مصالحی هستند که می توانند با تغییرات محیطی انطباق پیدا نمایند. این مصالح در برابر تاثیرات فیزیکی و شیمیای محیط انعطاف پذیر هستند و ویژگی های خود را به صورت برگشت ناپذیر تغییر می دهند. آن ها قابلیت درک رویدادها و تغییرات محیطی را دارند و نسبت به آن واکنش نشان می دهند.

این مصالح در مقابل اشعه UV، میدان مغناطیسی، فشار، دما و محیط شیمیایی عکس العمل نشان می دهند و خواص خود را با توجه به آن محرک تغییر داده و با آن محیط تطبیق پیدا می نمایند. یکی از متریال های هوشمند که صندلی بسیار ویژه و حیاتی در امور ساختمانی به خود اختصاص داده، بتن می باشد.

این ماده نقش بسیار مهمی در مشخص مقاومت و استحکام سازه ایفا می نماید و اگر از کیفیت بالا برخوردار باشد سال ها بدون آسیب باقی خواهد ماند. بتن هوشمند جدیدترین بتنی است که از مزایای منحصر بفرد برخوردار بوده و مقاومت و طول عمر سازه را تضمین می نماید. در ذیل ویژگی های انواع بتن هوشمند را آنالیز می نمائیم. با ما همراه باشید.

بتن هوشمند

امروزه با پیشرفت تکنولوژی نوعی بتن به نام بتن هوشمند ساخته شده است که دارای قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فردی بوده و مقاومت بسیار بالایی در برابر بتن معمولی دارد. بتن هوشمند به بتنی گفته می شود که به آن الیاف پلیمری و نانو ذرات سیلیس اضافه می شود.

افزودن این مواد به بتن معمولی باعث افزایش مقاومت خمشی، سایشی، کششی و خود ترمیمی بتن شده و آن را به متریالی خود ترمیم و شکل پذیر تبدیل می نماید. افزودن نانو ذرات سیلیس به ساختار بتن معمولی باعث ایجاد واکنش پوزولانی در کریستال های هیدروکسید کلسیم شده و ژل یکدست و نامحلول هیدروکسید کلسیم سیلیکات ایجاد می شود.

نانو سیلیس با سیمان هیدراته چسبندگی بسیار قوی ایجاد می نماید و مانع از رشد بیشتر بلورهای هیدروکسید کلسیم می شود. این ماده ترک های ریز را پر می نماید و باعث متراکم شدن ساختار سیمان می شود. بتن هوشمند دوام و طول عمر سازه های بتنی را بالا برده و باعث کاهش نفوذ پذیری بتن می شود.

نانو ذرات سیلیس افزوده شده به ساختار بتن باعث می شود ترک های ریز و مویین بتن آسیب دیده در شرایط متغییر آب و هوایی ترمیم شوند و بتن مقاومت و استحکام خود را احیا کند. قیمت بتن هوشمند در مقایسه با بتن معمولی گران تر است. بتن هوشمند برای ساخت سازه هایی که بیشتر در معرض آسیب هستند مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع بتن هوشمند

• بتن هوشمند گرمازا

این نوع بتن طبق آخرین تکنولوژی روز جهان طراحی و ساخته شده است. بتن گرمازا مجهز به سنسورهای حساس به دماست و نوعی مانیتورینگ برای کنترل درجه حرارت و تغییرات دمایی در شرایط مختلف می باشد. برای بالا بردن قابلیت انتقال حرارتی بتن و فراوری انرژی گرمایی از نانو ذراتی مانند TiO2،Al2O3 ،Fe2O3 و پارافین حاوی نانو کپسول های پلیمری و الیاف فلزی در بتن استفاده می شود.

از بتن گرما زا برای باز کردن راستا جاده ها، باندهای فرودگاه و پل هایی که در اثر بارش برف مسدود شده اند استفاده می شود. این نوع بتن هزینه های برف روبی و نگهداری راه، ترافیک در فصل سرما و تصادفات و خسارت های اقتصادی را کاهش داده و باعث افزایش ایمنی جاده ها می شود. در صورت استفاده از این بتن احتیاجی به نمک پاشی جاده ها و راه ها نیست.

• بتن هوشمند ضد انفجار

مقاومت و فشردگی بتن هوشمند ضد انفجاری با توجه به شدت ضربه وارد آمده به آن افزایش می یابد. بتن ضد انفجاری در مکان هایی مانند پتروشیمی، پالایشگاه، نیروگاه و سدهایی که محافظت از سازه امری حیاتی ست مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع بتن در هنگام وارد آمدن ضربه رفلکس دینامیکی از خود نشان می دهد و در شرایط وجود ضربه مقاومت کششی آن 3 برابر مقاومت فشاری افزایش یافته و رواداری آن در شرایط بمب های آتش زا فوق العاده است.

• بتن هوشمند خودترمیم شونده

هر گونه ترک خوردگی در سطح بتن منجر به نفوذ مواد شیمیایی خورنده در سازه هایی می شود که در محیط های شیمیایی قرار دارند. این ترک ها به مرور زمان استحکام سازه را کاهش می دهند و منجر به تخریب آن می شوند. از این رو به منظور کنترل و ترمیم انواع ترک خوردگی، به بتن مواد نانو اضافه می نمایند تا خاصیت ترمیم شوندگی آن تقویت شود. بتن خودترمیم بهترین بتن برای ساخت سازه در محیط های خورنده و شیمیایی است.

• بتن خود تنظیم شونده

ویژگی خود تنظیم شدگی در این بتن ها به معنای توانایی بتن در واکنش مناسب به تغییرات محیطی است. بتن های خود تنظیم شامل انواع مختلفی می شود که از مهم ترین آن ها می توان به بتن های خود تنظیم حرارتی، بتن های خود تنظیم رطوبتی و بتن های خود میرایی اشاره نمود.

بتن های خود تنظیم آسیب های وارد شده از حوادث مختلف را کاهش می دهند و عملکرد سازه را ارتقا می دهند. کاربردهای بسیار گسترده ای برای این نوع از بتن های هوشمند در سازه های عمرانی به ویژه برای ساختمان های بلند، پل های عظیم، خطوط راه آهن پرسرعت و نیروگاه های اتمی در نظر گرفته شده است.

• بتن هوشمند خود تمیز شونده

این نانو بتن به دلیل عملکرد فوتوکاتالیستی منجر به از بین رفتن آلودگی ها و یا کاهش آن ها می شود. این بتن گزینه ای مناسب برای ساخت سازه های نمایان، مبلمان شهری و کفپوش پیاده روها که در معرض گرد و غبار و آلودگی هوا قرار دارند می باشد. هنگامی که به بتن، نانو ذرات دى اکسید تیتانیوم افزوده شود، نه تنها مقاومت خمشی و فشاری آن افزایش پیدا می نماید بلکه سرعت هیدراتاسیون آن بالا رفته و بتن خاصیت خود تمیزشوندگی پیدا می نماید.

• بتن خود حسگر

این نوع بتن یکی دیگر از انواع پرکاربرد بتن هوشمند است که می تواند بدون احتیاج به جاگذاری یا اتصال حسگر یا کنترل از راه دور، خود را پایش کند. در مقایسه با مواد سازه ای معمولی که احتیاج به حسگرهای اضافی برای پایش یا ردیابی دارند، بتن خود حسگر به دلایلی همچون حساسیت بالا، خاصیت خوب مکانیکی، سازگاری طبیعی، نصب و نگهداری آسان بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

این محصول می تواند برای آنالیز سلامتی سازه ای، ردیابی ترافیک و امنیت مرزی و نظامی به کار رود. مواد به کار رفته در ساخت بتن خود حسگر به سه دسته ماتریکس یا زمینه، فیلر یا پرنماینده و مواد یاری نماینده به پراکنش فیلر تقسیم می شوند.