علمی، پژوهشی و فناوری

اثرات مثبت نانوحباب در فرآیند تولید بتن

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : صنعت ساخت و ساز در حال تغییر و تحول به سمت شیوه‌های پایدارتر است و یکی از مسیرهای امیدوارکننده، ترکیب نانوحباب در فرآیند مخلوط کردن بتن است. این رویکرد نوآورانه نه تنها با مصرف دی اکسید کربن (CO₂) به نگرانی‌های زیست محیطی می‌پردازد، بلکه عملکرد کلی و دوام بتن را نیز تقویت می‌کند.

تولید بتن به روش سنتی به دلیل انتشار CO₂ در طی فرآیند تولید سیمان، نقش مهمی در انتشار کربن دارد. وارد کردن نانوحباب‌های پرشده با Co₂ در ماتریس بتنی، راه حل جالب توجهی است.

این فرآیند شامل تزریق نانوحباب‌های دی‌اکسیدکربن به آبی است که سیمان در آن مخلوط می‌شود که این کار موجب قلیایی شدن محیط و کربنات‌دار شدن ماتریکس می‌شود. در این فرآیند نانوحباب به عنوان حامل، گاز را به طور یکنواخت در مخلوط پراکنده می‌کند و کربناسیون کارآمد ایجاد می‌شود. این رویکرد به کاهش قابل توجه ردپای کربن پروژه‌های ساختمانی کمک می‌کند. علاوه بر این، نیاز به روش.های سنتی ذخیره کربن را کاهش می‌دهد و این کار باعث می‌شود که بتن خود به عنوان یک سینک کربنی عمل کند.

از سوی دیگر این کار استحکام و دوام بتن را افزایش می‌دهد، در واقع نانوحباب‌های تزریق شده به ایجاد ماتریس بتنی قوی‌تر و با دوام‌تر کمک می‌کنند. فرآیند کربناسیون باعث افزایش مقاومت فشاری مواد، کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت در برابر حملات شیمیایی، مانند موارد ناشی از ورود کلرید یا قرار گرفتن در معرض سولفات می‌شود.

نتایج مطالعات نشان می‌دهد که ترکیب نانوحباب Co₂ تأثیر حداقلی در فرآیند تولید بتن دارد، در حالی که میکروساختار بتن ایجاد شده بهینه می‌شود که دلیل این امر وجود کربنات در محیط و کمک به تشکیل کربنات کلسیم است. این ساختار بهینه خواص مکانیکی بتن را بهبود داده و عملکرد طولانی‌مدت آن را ارتقاء می‌دهد.

البته این کار با چالش‌هایی مانند کنترل دوز دقیق، تأثیرات بالقوه بر عملکرد ترکیبات و مقیاس پذیری این فناوری داشته که نیاز به بررسی بیشتر دارد. علاوه بر این، امکان‌سنجی اقتصادی و سازگاری با انواع مختلف سیمان باید کاملاً ارزیابی شود.

ادغام نانوحباب Co₂ در تولید بتن، گام مهمی در جهت ساخت پایدار است. تلاش‌های مداوم در بخش تحقیق و توسعه به بهینه‌سازی فرایند، پرداختن به چالش‌ها و گسترش کاربرد آن کمک می‌کند.

به نقل از ستاد نانو، در مجموع باید گفت که استفاده از نانوحباب دی‌اکسیدکربن در تولید بتن به افزایش مقاومت و سختی بتن کمک کرده و بهره‌وری فرآیند را بهبود می‌دهد، به طوری که میزان مصرف بتن را ۱۰ درصد کاهش می‌دهد. به تمام این مزیت‌ها باید کاهش اثرات زیست‌محیطی را اضافه کرد. همچنین طول عمر سازه‌ها نیز افزایش می‌یابند.