مروری نظام مند بر بتن ها و ملات های نانویی به کاررفته در سیستم های سازه ای نوین

در دهه های اخیر، توسعه سیستم های سازه ای نوین و نیاز به افزایش دوام، کارایی و چندعملکردی بودن سازه ها، منجر به گسترش استفاده از بتن ها و ملات های نانویی در صنعت ساختمان شده است. در این پژوهش، یک مرور نظام مند بر مطالعات منتشرشده در مجلات معتبر بین المللی در بازه تقریبی سال های ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۵ انجام شده است که در آن بتن ها و ملات های نانویی در مقیاس عضو یا سیستم سازه ای (نظیر تیرها، ستون ها، گره های تیر–ستون، دال ها، سیستم های تقویت و مقاوم سازی و سامانه های هوشمند پایش سلامت) مورد بررسی قرار گرفته اند. جست وجوی مقالات در پایگاه های اطلاعاتی وب آو ساینس (ISI)، اسکوپوس و ناشران اصلی (Elsevier، Springer، MDPI و غیره) با استفاده از کلیدواژه هایی نظیر nano-concrete, nano-mortar, nano-engineered, beam, column, joint, strengthening, ECC انجام و پس از اعمال معیارهای ورود و خروج، ۳۰ مقاله انگلیسی تمام متن به عنوان مطالعات منتخب انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانوسیلیس در بتن های سازه ای، به ویژه در تیرها و تیر–ستون ها، غالبا منجر به افزایش ۱۰ تا ۳۰ درصدی مقاومت فشاری و خمشی و کاهش قابل توجه نفوذپذیری می شود، در حالی که نانوکربن ها (نظیر نانولوله های کربنی و گرافن) علاوه بر تقویت مکانیکی، قابلیت خودحسی و پایش سلامت سازه را نیز فراهم می سازند. همچنین در سامانه های مقاوم سازی، استفاده از ملات ها و لایه های ترمیمی نانویی در ترکیب با ورق ها و الیاف FRP، عملکرد خمشی و برشی تیرهای بتن آرمه را بهبود داده است. با این حال، مسائلی چون دشواری پخش نانومواد، هزینه، نبود راهنمای آیین نامه ای و نبود داده های میدانی بلندمدت، از مهم ترین چالش های تعمیم این نتایج به مقیاس واقعی پروژه ها محسوب می شوند. در پایان، خلاهای پژوهشی و پیشنهادهایی برای جهت دهی تحقیقات آینده و توسعه دستورالعمل های کاربردی ارائه می گردد.

کلیدواژه ها:

بتن نانویی ، ملات نانویی ، نانوتکنولوژی ، سیستم های سازه ای نوین ، تیر و ستون بتن آرمه ، مرور نظام مند