کاربرد نانوذرات تولید شده از باطله معادن آهن در بتن خودتمیزشونده نماها و ابنیه شهری با رویکرد توسعه پایدار و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری

در سال های اخیر، چالش تعمیر، نگهداری و تمیز کردن نماهای ابنیه، معابر و المان های شهری و هزینه بالای مربوطه، بسیار مورد توجه بوده است. از طرف دیگر، چالش های زیست محیطی ناشی از انباشت باطله معادن آهن، ضرورت توسعه تولید مواد کارآمد و پایدار از ضایعات را افزایش داده است. در این پژوهش، از باطله معادن آهن به عنوان منبع ثانویه برای سنتز نانوذرات هماتیت (α-Fe₂O₃) استفاده شد تا علاوه بر کاهش اثرات زیست محیطی، ارزش افزوده جدیدی نیز ایجاد شود. فرآیند پالایش شامل روش جداسازی مغناطیسی بوده و پس از استحصال هماتیت و آزمایشXRD خلوص نهایی ماده به حدود ۸۵ درصد رسید. سپس با استفاده از آسیاب فست میل، اندازه ذرات به کمتر از ۱۰۰ نانومتر کاهش یافت. نانوذرات تولیدشده به عنوان افزودنی در بتن شهری با درصدهای مختلف مورد استفاده قرار گرفتند و عملکرد آن ها در نما، کفپوش و سطوح پیاده رو ارزیابی شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن نانو ذرات هماتیت علاوه بر بهبود نسبی خواص مکانیکی، موجب بروز فعالیت فوتوکاتالیستی قابل توجه در محدوده نور مرئی می شود که در نهایت خاصیت خودتمیزشوندگی سطوح را تا حدود ۷۰ درصد فراهم می سازد که با استفاده از آزمایش های مختلف در این پژوهش این تاثیرات مثبت اثبات شده است. از سوی دیگر، قابلیت رنگدانه ای طبیعی هماتیت امکان هم افزایی میان عملکرد فوتوکاتالیستی و حفظ یا تقویت رنگ سنتی نماها را فراهم می کند. مرور منابع معتبر جهانی نیز پتانسیل این رویکرد را در کاهش هزینه های نگهداری شهری، خصوصا در کلان شهرها با ساختار معماری ویژه، تایید می کند. این نتایج نشان دهنده قابلیت کاربرد گسترده نانوذرات هماتیت بازیافتی در توسعه مصالح پایدار شهری است.

کلیدواژه ها:

نانوذرات هماتیت ، باطله معادن آهن ، بتن خودتمیزشونده ، نگهداری ابنیه شهری ، توسعه پایدار