با مزیت های استفاده از نانو سیمان آشنا شوید
سیمان به‌عنوان یکی از مصالح پایه در صنعت ساختمان همواره مورد توجه متخصصان بوده است. با پیشرفت فناوری افزودن نانوذرات به سیمان تحولی بزرگ در بهبود عملکرد فیزیکی و شیمیایی این ماده ایجاد کرده است. در این مقاله به بررسی کامل مزایای استفاده از فناوری نانو در سیمان می‌پردازیم.
افزایش مقاومت مکانیکی
استفاده از نانوذراتی مانند نانو سیلیس باعث افزایش مقاومت فشاری خمشی و کششی بتن می‌شود. نانوذرات با پر کردن حفره‌های میکروسکوپی ساختاری متراکم‌تر به بتن می‌دهند که باعث تحمل بارهای بیشتر در طول عمر سازه می‌شود.
کاهش نفوذپذیری
نانوذرات با کاهش تخلخل‌های سطحی و عمقی مانع نفوذ آب یون کلر و سایر مواد خورنده به ساختار بتن می‌شوند. این خاصیت بتن را در برابر شرایط جوی یخبندان و محیط‌های خورنده مقاوم‌تر می‌سازد.
دوام بالاتر
نانو سیمان عمر مفید سازه‌ها را افزایش می‌دهد. با کاهش ترک‌خوردگی نفوذپذیری و افزایش چسبندگی داخلی بتن کمتر دچار فرسودگی زودهنگام می‌شود و نیاز به تعمیرات کاهش می‌یابد.
خاصیت خودتمیزشوندگی
نانو ذرات تیتانیوم‌دی‌اکسید (TiO2) خاصیت فوتوکاتالیستی دارند که می‌توانند آلودگی‌ها ذرات گردوغبار و لکه‌ها را در اثر تابش نور تجزیه کنند. این خاصیت برای نمای ساختمان‌ها و سطوح بیرونی بسیار مفید است.
کاهش زمان گیرش و افزایش مقاومت اولیه
افزودن نانو به سیمان باعث افزایش سطح تماس مواد و تسریع در فرآیند هیدراتاسیون می‌شود. این موضوع منجر به گیرش سریع‌تر سیمان و کسب سریع‌تر مقاومت در ساعات اولیه پس از بتن‌ریزی می‌شود.
کاهش ترک‌های حرارتی و انقباضی
نانو سیمان با بهبود توزیع تنش در ساختار و کاهش تنش‌های متمرکز احتمال بروز ترک‌های ناشی از انقباض پلاستیک یا حرارتی را کاهش می‌دهد.
مقاومت در برابر اشعه UV
پوشش‌های نانو بر پایه تیتانیوم‌دی‌اکسید یا دیگر ترکیبات می‌توانند سطح سیمان را در برابر تابش‌های مضر نور خورشید محافظت کنند و از تخریب و تغییر رنگ زودهنگام جلوگیری نمایند.
چسبندگی بهتر به آرماتور
نانو سیمان چسبندگی بیشتری به فولاد آرماتور دارد و این موضوع موجب انتقال بهتر نیرو بین بتن و آرماتور و افزایش یکپارچگی سازه می‌شود.
افزایش زیبایی ظاهری سطح
پوشش‌های نانو باعث صیقلی‌تر شدن براق‌تر شدن و جلوگیری از ایجاد لکه در سطح بتن می‌شوند. این ویژگی در پروژه‌هایی با نمای سیمانی قابل توجه است.
کاهش اثرات زیست‌محیطی بلندمدت
با افزایش دوام بتن مصرف مصالح برای ترمیم و بازسازی کاهش می‌یابد. همچنین برخی نانوذرات باعث کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای ناشی از فرایند تولید سیمان می‌شوند.
اطلاعات بیشتر و قیمت این محصول را مشاهده کنید
اجرای نانو سیمان
روش اول: افزودن نانو به ترکیب سیمان (نانوکامپوزیت بتن)
این روش در ساخت بتن یا ملات از ابتدا به‌کار می‌رود.مراحل:
- انتخاب نانوذره مناسب: معمولاً از نانو سیلیس نانو تیتانیوم نانو آلومینا یا نانو رس استفاده می‌شود که هرکدام ویژگی خاصی به سیمان می‌دهند.
- آماده‌سازی محلول نانو: نانوذرات به‌صورت پودر یا سوسپانسیون وارد بازار می‌شوند. اگر پودری باشند باید با کمک همزن‌های قوی و آب دیونیزه به محلول یکنواخت تبدیل شوند.
- افزودن نانو به ملات یا بتن:محلول نانو به آب اختلاط سیمان اضافه می‌شود. سپس با سایر اجزای بتن (سیمان ماسه شن) به خوبی مخلوط می‌گردد.
- مخلوط کردن با همزن مناسب: برای توزیع یکنواخت نانو در سیمان استفاده از میکسرهای دور بالا یا فوق‌صوتی توصیه می‌شود.
- اجرا مانند بتن معمولی: پس از آماده‌سازی ملات یا بتن نانویی مثل بتن معمولی اجرا و پرداخت می‌شود اما زمان گیرش ممکن است کمی متفاوت باشد.
روش دوم: اجرای پوشش نانو روی سطوح سیمانی (پوشش نانویی ضدآب و محافظ)
این روش برای محافظت از سطح سیمان یا بتن (کف دیوار فونداسیون کانال آب و…) کاربرد دارد. مراحل:
- آماده‌سازی سطح: سطح باید کاملاً خشک تمیز و عاری از چربی گردوغبار یا هرگونه آلودگی باشد.
- ترمیم ترک‌ها یا آسیب‌های سطحی: در صورت وجود ترک یا شکستگی با چسب یا ملات ترمیمی پر شده و سپس خشک می‌شود.
- آماده‌سازی محلول نانو: محلول نانو آماده مصرف یا نیازمند رقیق‌سازی با آب (بسته به نوع محصول) است. در این مرحله نباید از آب ناخالص استفاده شود.
- اجرا با ابزار مناسب: پوشش نانو با استفاده از اسپری قلم‌مو یا غلطک روی سطح اجرا می‌شود. برای جذب بهتر معمولاً دو لایه اجرا توصیه می‌شود.
- زمان خشک شدن: سطح باید به‌مدت ۲۴ ساعت از تماس با آب محافظت شود تا نانو به‌درستی در سطح نفوذ کند.
- آزمایش آب‌گریزی (اختیاری): برای اطمینان از عملکرد پوشش نانو می‌توان قطره آب روی سطح ریخت و مشاهده کرد که آب به‌صورت دانه‌ای روی سطح می‌ماند یا جذب نمی‌شود.
نکاتی در انتخاب نانو سیمان
در انتخاب نانو سیمان (چه به‌صورت افزودنی در ملات و بتن و چه به‌صورت پوشش محافظ) باید به نکات زیر توجه کرد:
۱. نوع کاربرد پروژه
برای افزایش مقاومت و دوام سازه: از نانو ذراتی مثل نانو سیلیس یا نانو آلومینا استفاده کنید. برای خاصیت ضدآب و محافظت از سطح سیمانی: از پوشش‌های نانو با پایه سیلان/سیلوکسان یا تیتانیوم دی‌اکسید استفاده کنید.
۲. سازگاری با مصالح موجود
نانو مورد استفاده باید با سیمان شن ماسه رزین‌ها یا افزودنی‌های دیگر سازگار باشد تا مشکلی در واکنش‌های شیمیایی و گیرش ایجاد نکند.
۳. کیفیت و اندازه ذرات نانو
ذرات باید یکنواخت با اندازه کمتر از 100 نانومتر و از برند معتبر باشند تا عملکرد مؤثر داشته باشند. نانوهای با اندازه ذره بسیار بزرگ یا ناخالصی بالا عملکرد ضعیفی دارند یا باعث ترک می‌شوند.
۴. شرایط اقلیمی محل اجرا
در مناطق مرطوب نیاز به نانوی ضدآب با نفوذ عمقی بیشتر است.در مناطق آفتابی استفاده از نانوی مقاوم به UV توصیه می‌شود.
۵. روش اجرا و سهولت استفاده
برخی نانوها به ابزار تخصصی نیاز دارند (مثل همزن فراصوت یا اسپری خاص). محصول باید قابل اجرا با امکانات پروژه باشد.
۶. گواهی‌ها و استانداردها
وجود گواهی‌های فنی از مراجع معتبر (مانند ASTM CE یا ISIRI) نشانه کیفیت و قابل‌اعتماد بودن نانو سیمان است.
۷. قیمت در برابر عملکرد
همیشه ارزان‌ترین گزینه انتخاب درستی نیست؛ باید به نسبت قیمت به عملکرد (Cost Performance Ratio) دقت کرد.
۸. میزان مصرف در هر متر مربع یا متر مکعب
در پوشش‌ها نرخ پوشش‌دهی اهمیت دارد. در افزودنی‌ها میزان مصرف به‌ازای هر کیسه سیمان باید مشخص باشد تا هزینه نهایی قابل ارزیابی باشد.
نانو سیمان تحولی نوین در صنعت ساخت‌وساز محسوب می‌شود که با بهبود عملکرد و دوام موجب کاهش هزینه‌های نگهداری افزایش عمر سازه و ارتقاء کیفیت می‌شود. استفاده از این فناوری برای پروژه‌های مدرن و پایدار توصیه می‌شود.
سوالات متداول
۱. نانو سیمان چیست و چه تفاوتی با سیمان معمولی دارد؟
نانو سیمان به سیمانی گفته می‌شود که به آن نانوذرات (مانند نانو سیلیس نانو تیتانیوم‌دی‌اکسید و…) اضافه شده است تا ویژگی‌هایی مثل مقاومت دوام ضدآب بودن و خودتمیزشوندگی افزایش یابد. سیمان معمولی این ویژگی‌ها را ندارد.
۲. آیا نانو سیمان فقط برای سازه‌های بزرگ کاربرد دارد؟
خیر. نانو سیمان هم در پروژه‌های عمرانی بزرگ و هم در پروژه‌های کوچک مانند کف‌سازی نما استخر یا حتی تعمیرات خانگی قابل استفاده است.
۳. آیا نانو سیمان باعث افزایش هزینه پروژه می‌شود؟
هزینه اولیه کمی افزایش می‌یابد اما به‌دلیل کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در بلندمدت در مجموع باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.
۴. آیا اجرای نانو سیمان نیاز به مهارت خاصی دارد؟
در برخی موارد بله به‌ویژه برای نانو پوشش‌ها که اجرای صحیح آن‌ها با ابزار مناسب اهمیت دارد. اما برای افزودنی‌های نانو معمولاً با رعایت نسبت ترکیب مناسب قابل استفاده توسط مجریان معمولی است.
۵. نانو سیمان چقدر دوام دارد؟
اگر به‌درستی اجرا شود و محصول باکیفیت باشد نانو سیمان می‌تواند طول عمر سازه را بین ۲ تا ۳ برابر افزایش دهد به‌ویژه در برابر رطوبت یخبندان و شرایط خورنده. برای مشاهده مدت ماندگاری این محصول به سایت سرزمین نانو سر بزنید.