انواع بتن هوشمند

تولید بتن هوشمند ضد آب، ضد ترک خوردگی و بسیار مقاوم با حالت انعطاف پذیری

محققان دانشگاه ویسکانسین آمریکا یک نوع بتن هوشمند، ضد آب، ضد ترک خوردگی و بسیار مقاوم با حالت انعطاف پذیری را توسعه داده اند.
محققان آمریکایی، یک نوع بتن که در مقابل آب و ترک خوردگی مقاوم است را توسعه داده اند. این خواص می تواند به این بتن اجازه دهد که بیش از ۱۲۰ سال مقاومت کند. بتن ها مجهز به سنسورهای مختلف می باشند تا به طور مداوم بر وضعیت آنها نظارت صورت گیرد.

برای دانلود ادامه مطلب را ببینید …

گروه تحقیقاتی دانشگاه ویسکانسین در ایالات میلواکی، به رهبری پروفسور Konstantin Sobolev، به منظور توسعه یک نوع قوی تر از بتن، که در برابر آب نفوذ ناپذیر و بسیار انعطاف پذیر باشد، در حال تحقیق می باشند. این بتن هوشمند در برابر SECC (پوسیدگیهای زودرس شدید سیمانی کامپوزیت) مقاومت بالایی دارد.محققان، طول عمر آن را در مقایسه با بتن های معمولی که در حدود ۴۰-۵۰ سال می باشند ولی بعد از ۳۰ سال نیاز به جایگزینی دارند، ۱۲۰ سال تخمین زده اند.

مقاومت این نوع بتن مورد آزمایش قرار گرفت.بتن به یک سیستم انتقال داده ها متصل شد تا در صورت نفوذ آب به داخل بتن، آن را تشخیص دهد. همچنین سیستم نصب شده برروی آن می تواند حضور یون کلرید در مواد اولیه، فشار ناشی از وسایل نقلیه برروی آن و تحمل وزن آن را تشخیص دهد. پس از تنظیم نرم افزار، سیستم به طور خودکار انتشار اطلاعات بتن را در اختیار محققان قرار داد.

محققان برای اطمینان از جلوگیری SECC در دو عنصر تکیه می کنند در ابتدا ترکیب آن در سطح مولکولی مورد بررسی قرار گرفت.در طول آزمایش، سطح آن کاملا با حوضچه آب پوشانده شده بود اما هیچگونه تغییری در ساختار بتن ایجاد نشد. عنصر دوم میزان توانایی آن در برابر شکستگی و ترک خوردگی بود.

تیم تحقیقاتی پروفسور Sobolev برای جلوگیری از ترک خوردگی و تقویت بتن از الیاف غیر بافته شده پلی وینیل الکل که هر یک به اندازه یک تار موی انسان است با مواد ساخت بتن مخلوط کردند. وقتی در بتن ترک دیده شود، الیاف از گسترش آنها جلوگیری می کند .این فشرده سازی بتن اجازه می دهد تا چهار برابر از پوسیدگیهای SECC جلوگیری شود.

این نوع بتن گران تر از بتن معمولی است، این بتن عمدتا در مناطقی که آسیب دیدگی بیشتری وجود داشته باشد از جمله در پل سازی، مورد استفاده قرار می گیرد.محققان در تلاش اند تا بتن هوشمند را در آینده فراتر در زمینه حمل و نقل و در نیروگاه های هسته ای نیز بکار گیرند.

اختراع بتن هوشمند با فناوری نانو در دانشگاه بوعلی سینا

این تحقیقات توسط “پارسا مهاجری”، دانشجوی مهندسی عمران تحت نظر دکتر رفعتی در آزمایشگاه شیمی ـ فیزیک و به همراهی “سحر شیرازی”، دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی ـ فیزیک انجام شد.

در فاز دیگری از بهره‌گیری از این نانو ماده چندمنظوره تحت نظر دکتر اوحدی و با همکاری محمد امیری، دانشجوی دکتری مهندسی عمران در آزمایشگاه ژئوتکنیک زیست‌محیطی به روندی مناسب برای نگهداری آلاینده‌های فلز سنگین دست یافته شد.

پارسا مهاجری دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا توانست نانو ماده سیمانی نوین بتنی هوشمند را ابداع کند.

این اختراع با عنوان بتن هوشمند با فناوری نانو با شماره ۷۷۱۸۵ برای نخستین بار در جهان به ثبت رسیده است.

بنا بر این گزارش، بتنی که قبلاً وجود داشت در سایز میکرو یعنی ۴۰۰ میکرومتر به بالا بوده اما سایز این ذره‌هایی که سنتز شده ۱۰ تا ۵۰ نانومتر است.

این نانو ماده در بتن ویژگی را ایجاد می‌کند تا بتواند با الگوگیری از سیستم خودترمیمی بدن انسان، ترک‌های ایجاد شده را توسط خود و بدون هیچ واسطه‌ای ترمیم کند.

بتن هوشمند گرمازا و ضد انفجاری

مقاومت و فشردگی این نوع بتن که از دانش علمی بسیار بالایی برخوردار بوده و در نوع خود بی‌نظیر است، متناسب با شدت ضربه وارده به آن افزایش می‌یابد. بتن‌های ضد انفجاری برای محافظت سازه‌های مهم نظیر پالایشگاه‌ها، مراکز پتروشیمی و سایر تأسیسات حیاتی نظیر سدها و آشیانه‌های هواپیمایی و نیروگاه‌ها کاربرد داشته و دارای رفلکس دینامیکی بسیار بالایی در مقابل ضربات وارده بوده، به طوری که مقاومت کششی این نوع بتن در شرایط وجود ضربه تا ۳ برابر مقاومت فشاری آن بالا رفته و رواداری آن در شرایط بمب‌های آتش‌زا بسیار عالی است.
به گزارش پورتال جامع ساخت و ساز، اجرای طرح «بتن هوشمند گرمازا» از یخ‌زدگی جاده‌ها به ویژه پل‌ها جلوگیری می‌شود در این طرح از فن‌آوری نانو استفاده شده است که بتن‌های خود تراکم الیافی، جریان برق ۲۴ ولت بین یک تا۵۰ درجه بتن را گرم می‌کند. این فن‌آوری در نواحی سردسیر و گردنه‌ها از یخ‌زدن و تخریب جاده‌ها جلوگیری می‌کند.

عوارض زیست محیطی، ضایعات تخریب آسفالت، بتن، تاسیسات راه‌ها را از جمله مشکلات نمک پاشی جاده‌ها در عملیات راهداری زمستانی و جلوگیری از یخ زدگی نام برد. طرح ابتکاری بتن هوشمند گرمازا دارنده عنوان مدال طلا و مهمترین اختراع از مسابقات جهانی دستاوردهای علمی ‌و تکنولوژی ۲۰۰۷ در کشور رومانی است.

این فناوری که باتکنولوژی‌های نانو وبتن‌های خودتراکم الیافی ساخته‌شده، مانع از یخ‌زدگی جاده خواهد شد و با برق ‪ ۲۴‬ولت نیز گرم و از راه دور نیز کنترل می‌شود. کارآیی این نوع بتن بیشتر در جاده و باند فرودگاه است که با تنظیم دمای سطح جاده بطور هوشمند مانع از یخ‌زدگی جاده و همچنین باند فرودگاه می‌شود.

این طرح توسط دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین به صورت پایلوت طراحی و اجرا شده است.

بتن هوشمندشکل پذیر قابل ارتجاع و خود ترمیم

چکیده:

بتن هوشمند شکل پذیر قابل ارتجاع خود ترمیم، با اضافه کردن الیاف پلیمری و نانو ذرات سیلیس به بتن معمولی به وجود می آید که باعث می شود بتن مقاومت کششی، خمشی، برشی، سایشی و خود ترمیمی آن افزایش یابد. کاربرد الیاف پلیمری و نانو ذرات سیلیس در بتن باعث پیوستگی و یکپارچگی عالی آن می شود. نانو ذرات سیلیس، واکنش پوزولانی به کریستالهای هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 داده و ژل متراکم، یکپارچه و نامحلول هیدروکسید کلسیم سیلیکات (C – S – H) را تشکیل می دهد. نانو سیلیس به علت داشتن سطح ویژه بسیار زیاد مانند هسته عمل کرده و چسبندگی بسیار قوی با سیمان هیدراته تشکیل می دهد و از رشد بیشتر بلورهای هیدروکسید کلسیم جلوگیری نموده و مانند پوزولانها، ترکهای ریز و منافذ مویین را پر کرده و در نهایت سبب تراکم ساختار سیمان، کاهش نفوذ پذیری، افزایش مقاومت، دوام و عمر مفید سازه های بتنی می گردد. در اثر آب و هوا ترکهای ریز و منافذ مویین بتن، خود ترمیم شده و بتن آسیب دیده استحکام خود را دوباره به دست می آورد.

دانلود