تاثیرات ناشی از افزودن نانومواد در بهبود کیفیت و پایداری سیمان

فناوری نانو با ارائه مسیرهای بی سابقه برای بهبود عملکرد، کارایی و پایداری در حال متحول کردن مواد پایه سیمانی است. این مقاله پیشرفت های کلیدی را با تاکید بر اثرات هم افزایی نانوافزودنی ها تلفیق می کند. استفاده ترکیبی از نانو-SiO۲ و نانو-Al۲O۳ به طور چشمگیری سینتیک هیدراسیون در مراحل اولیه را تسریع کرده و تکامل ریزساختاری را اصلاح می کند که منجر به ماتریکس متراکم تر و افزایش مقاومت اولیه می شود. نانولوله های کربنی (CNTS) تقویت چندکاره استثنایی را فراهم می کنند که نه تنها مقاومت کششی و چقرمگی شکست را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، بلکه امکان قابلیت های خود حسگری ضروری برای پایش زیرساخت های هوشمند را نیز فراهم می کند. اکسید گرافن (GO) به نوبه خود خواص مکانیکی را از طریق سازوکارهای منحصر به فرد نانومقیاس شامل پلزنی ترک ها و انحراف آن ها و همچنین بهینه سازی تشکیل محصولات هیدراسیون مانند ژل، C-S-H، ارتقاء می دهد. در حوزه دوام، نانو TiO۲ به بتن فعالیت فوتوکاتالیستی قدرتمندی برای خودپاک کنندگی و تخریب آلاینده ها اعطا می کند که همراه با ایجاد خاصیت های آب گریزی، نفوذپذیری آب را کاهش داده و سازوکارهای تخریب را مهار می کند. پایداری از طریق نانو کربنات کلسیم (نانو-CaCO۳) مشتق شده از ضایعات صنعتی پیشرفت می کند که ضمن تثبیت موثر CO۲ در طول تولید، خود همزمان به عنوان پرکننده و محل جوانه زنی عمل کرده و ضمن کاهش ردپای زیست محیطی مقاومت را افزایش می دهد. نانو-ZrO۲ پایداری استثنایی را در سیستم های سیمانی نشان می دهد و یکپارچگی فازی و عملکرد مکانیکی باقیمانده تحت شرایط دمای بالا را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده و مقاومت در برابر آتش را افزایش می دهد. نکته حائز اهمیت، بهینه سازی تعاملات پیچیده و دوز این نانوافزودنی های متنوع از طریق روش های بهینه سازی مبتنی بر یادگیری ماشین است که امکان دستیابی به حداکثر عملکرد در بتن های با عملکرد فوق العاده (UHPC) را فراهم می سازد. این پیشرفت های نانومقیاس نسل جدیدی از مصالح ساختمانی هوشمند، بادوام و سازگار با محیط زیست را نوید می دهند.

کلیدواژه ها:

سیمان ، مقاومت ، نانوذرات ، خواص مکانیکی ، نانو سیلیس ، نانو لوله کربنی ، چقرمگی