افزایش مقاومت و کاهش مصرف ۱۰ درصدی بتن با نانو حباب
استفاده از نانوحباب دی‌اکسیدکربن در تولید بتن به افزایش مقاومت و سختی بتن کمک کرده و بهره‌وری فرآیند را بهبود می‌دهد به طوری که میزان مصرف بتن را ده درصد کاهش می‌دهد، به تمام این مزیت‌ها باید کاهش اثرات زیست‌محیطی و افزایش طول عمر سازه‌ها را نیز اضافه کرد.
به گزارش 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.
