افزایش مقاومت و کاهش مصرف ۱۰ درصدی بتن با نانو حباب 

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، شرکت استرالیایی گلوبال کویتیشن به بررسی مزیت‌های استفاده از نانوحباب دی‌اکسید کربن در تولید بتن پرداخته و این راهبرد را برای کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی و همچنین بهبود کیفیت بتن مفید دانسته و معتقد است که باید این فناوری در مسیر تجاری‌سازی قرار گیرد.

صنعت ساخت‌وساز در حال تغییر و تحول به سمت شیوه‌های پایدارتر است و یکی از مسیرهای امیدوار کننده، ترکیب نانوحباب در فرآیند مخلوط کردن بتن است. این رویکرد نوآورانه نه تنها با مصرف دی‌اکسید 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 پر شده با Co₂ در ماتریس بتونی، راه‌حل جالب توجهی است.

این فرآیند شامل تزریق نانوحباب‌های دی‌اکسید کربن 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 می‌کنند و کربناسیون کارآمد ایجاد می‌شود. این رویکرد به کاهش قابل توجه ردپای کربن پروژه‌های ساختمانی کمک می‌کند. علاوه بر این، نیاز به روش‌های 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 بتونی 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 ارتقا می‌دهد.

البته این کار با چالش‌هایی مانند کنترل دوز دقیق، تأثیرات بالقوه بر عملکرد ترکیبات و مقیاس‌پذیری 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.