بتن هوشمند چیست؟

آیا تاکنون نام بتن هوشمند به گوشتان خورده و از کاربرد و مزایای این نوع بتن اطلاع دارید؟ از گذشته تا امروز از مصالح متعددی در صنعت ساختمان استفاده می شود که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند.

مصالح ساختمانی که قبلا به روش سنتی تولید می شدند از قابلیت ها و مزایای متریال های امروزی برخوردار نبودند. زیرا تکنولوژی با گذشت زمان به بالاترین سطح خود می رسد و محصولاتی که اخیراً مورد استفاده قرار می گیرند از نظر کارایی و طول عمر فوق العاده هستند.

مواد و متریال هایی که در پروژه های ساختمانی به کار می روند باید با کیفیت و مقاوم باشند تا در برابر عوامل محیطی واکنش نشان نداده و سال ها بدون آسیب باقی بمانند.

خوشبختانه با پیشرفت علم و نوآوری هایی که صورت گرت، با خیالی راحت می توان از مواد با کیفیت در ساختمان سازی، راه سازی و پل سازی استفاده کرد.

تکنولوژی نانو که حاصل تلاش متخصصین و مهندسین با تجربه و آگاه می باشد گامی موثر در جهت افزایش کیفیت و کارایی مصالح برداشته و صنعت ساخت و ساز را با پیشرفتی چشمگیر مواجه نموده است.

مصالح ساختمانی نوین هم اکنون جایگاه ویژه ای به خود اختصاص دادند و با نام هوشمند شناخته می شوند. این مصالح با به کارگیری این تکنولوژی تولید می شوند و آرامش و آسودگی را برای معماران، پیمانکاران، مهندسین و فعالان حوزه ساختمان به ارمغان می آوردند.

مصالح هوشمند

مصالح هوشمند مصالحی هستند که می توانند با تغییرات محیطی انطباق پیدا کنند. این مصالح در برابر تاثیرات فیزیکی و شیمیای محیط انعطاف پذیر هستند و ویژگی های خود را به صورت برگشت ناپذیر تغییر می دهند.

آن ها قابلیت درک رویدادها و تغییرات محیطی را دارند و نسبت به آن واکنش نشان می دهند. این مصالح در مقابل اشعه UV، میدان مغناطیسی، فشار، دما و محیط شیمیایی عکس العمل نشان می دهند. آنها خواص خود را با توجه به آن محرک تغییر می دهند و با آن محیط تطبیق پیدا می کنند.

یکی از متریال های هوشمند که جایگاه بسیار ویژه و حیاتی در امور ساختمانی به خود اختصاص می دهد، بتن می باشد. این ماده نقش بسیار مهمی در تعیین مقاومت و استحکام سازه ایفا می کند. در صورتی که از کیفیت بالایی برخوردار باشد سال ها بدون آسیب باقی خواهد ماند.

بتن هوشمند جدیدترین بتنی است که از مزایای منحصر بفرد برخوردار بوده و مقاومت و طول عمر سازه را تضمین می کند. در ذیل ویژگی های انواع بتن هوشمند را بررسی می نمائیم. با ساختمانچی همراه باشید.

بتن هوشمند

امروزه با پیشرفت تکنولوژی نوعی بتن به نام بتن هوشمند تولیدشده است. این بتن دارای قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فردی است و مقاومت بسیار بالایی در برابر بتن معمولی دارد. بتن هوشمند به بتنی می گویند که به آن الیاف پلیمری و نانو ذرات سیلیس اضافه می شود.

افزودن این مواد به بتن معمولی باعث افزایش مقاومت خمشی، سایشی، کششی و خود ترمیمی بتن می شود. در نهایت آن را به متریالی خود ترمیم و شکل پذیر تبدیل می کند.

افزودن نانو ذرات سیلیس به ساختار بتن معمولی باعث ایجاد واکنش پوزولانی در کریستال های هیدروکسید کلسیم می شود و ژل یکدست و نامحلول هیدروکسید کلسیم سیلیکات ایجاد می شود.

نانو سیلیس با سیمان هیدراته چسبندگی بسیار قوی ایجاد می کند و مانع از رشد بیشتر بلورهای هیدروکسید کلسیم می شود. این ماده ترک های ریز را پر می کند و باعث متراکم شدن ساختار سیمان می شود.

بتن هوشمند دوام و طول عمر سازه های بتنی را افزیش می دهد و باعث کاهش نفوذ پذیری بتن می شود. نانو ذرات سیلیسی که به ساختار بتن می افزایند باعث می شود ترک های ریز و مویین بتن آسیبدیده در شرایط متغییر آب و هوایی ترمیم شوند و بتن مقاومت و استحکام خود را احیا کند.

قیمت بتن هوشمند در مقایسه با بتن معمولی گران تر است. بتن هوشمند برای ساخت سازه هایی که بیشتر در معرض آسیب هستند مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع بتن هوشمند

بتن هوشمند گرمازا

این نوع بتن طبق آخرین تکنولوژی روز دنیا طراحی و تولید می شود. بتن گرمازا مجهز به سنسورهای حساس به دماست و نوعی مانیتورینگ برای کنترل درجه حرارت و تغییرات دمایی در شرایط مختلف می باشد.

برای افزایش قابلیت انتقال حرارتی بتن و تولید انرژی گرمایی از نانو ذراتی مانند TiO۲،Al۲O۳ ،Fe۲O۳ و پارافین حاوی نانو کپسول‌های پلیمری و الیاف فلزی در بتن استفاده می شود.

از بتن گرما زا برای بازکردن مسیر جاده ها، باندهای فرودگاه و پل هایی که در اثر بارش برف مسدود شدند استفاده می شود.

این نوع بتن هزینه های برف روبی و نگهداری راه، ترافیک در فصل سرما و تصادفات و خسارت های مالی را کاهش می هد و باعث افزایش ایمنی جاده ها می شود. در صورت استفاده از این بتن نیازی به نمک پاشی جاده ها و راه ها نیست.

بتن هوشمند ضد انفجار

مقاومت و فشردگی بتن هوشمند ضد انفجاری با توجه به شدت ضربه واردآمده به آن افزایش می یابد. بتن ضد انفجاری در مکان هایی مانند پتروشیمی، پالایشگاه، نیروگاه و سدهایی که محافظت از سازه امری حیاتی ست مورد استفاده قرار می گیرد.

این نوع بتن در هنگام واردآمدن ضربه رفلکس دینامیکی از خود نشان می دهد و در شرایط وجود ضربه مقاومت کششی آن 3 برابر مقاومت فشاری افزایش می یابد و رواداری آن در شرایط بمب های آتش زا فوق العاده است.

بتن هوشمند خودترمیم شونده

هر گونه ترک خوردگی در سطح بتن منجر به نفوذ مواد شیمیایی خورنده در سازه هایی می شود که در محیط های شیمیایی قرار دارند. این ترک ها به مرور زمان استحکام سازه را کاهش می دهند و منجر به تخریب آن می شوند.

از این رو به منظور کنترل و ترمیم انواع ترک خوردگی، به بتن مواد نانو اضافه می کنند تا خاصیت ترمیم شوندگی آن تقویت گردد. بتن خود ترمیم بهترین بتن برای ساخت سازه در محیط های خورنده و شیمیایی است.

بتن خود تنظيم شونده

ويژگی خود تنظيم شدگی در اين بتن‌ها به معناي توانايی بتن در واکنش مناسب به تغييرات محيطی است. بتن‌های خود تنظيم شامل انواع مختلفی می شود که از مهم‌ترين آن‌ها می توان به بتن‌های خود تنظيم حرارتی، بتن‌های خود تنظيم رطوبتی و بتن‌های خود ميرايی اشاره کرد.

بتن‌های خود تنظيم آسيب‌های واردشده از حوادث مختلف را کاهش‌ می دهند و عملکرد سازه را ارتقا می بخشند. کاربردهای بسيار گسترده‌ای برای اين نوع از بتن‌های هوشمند در سازه‌های عمرانی به ويژه برای ساختمان‌های بلند، پل‌های بزرگ، خطوط راه آهن پرسرعت و نيروگاه‌های اتمی در نظرگرفته می شود.

بتن هوشمند خود تمیز شونده

این نانو بتن به دلیل عملکرد فوتوکاتالیستی منجر به از بین رفتن آلودگی ها و یا کاهش آن ها می شود. این بتن گزینه ای مناسب برای ساخت سازه های نمایان، مبلمان شهری و کفپوش پیاده روها که در معرض گرد و غبار و آلودگی هوا قرار دارند می باشد.

هنگامی که به بتن، نانو ذرات دى اکسید تیتانیوم افزوده شود، نه تنها مقاومت خمشی و فشاری آن افزایش پیدا می کند بلکه سرعت هیدراتاسیون آن بالا می رود و بتن خاصیت خود تمیزشوندگی پیدا می کند.

بتن خود حسگر

این نوع بتن يکی ديگر از انواع پرکاربرد بتن هوشمند است که می تواند بدون نياز به جاگذاری يا اتصال حسگر يا کنترل از راه دور، خود را پايش کند.

در مقايسه با مواد سازه‌‌ای معمولی که نياز به حسگرهای اضافی برای پايش يا رديابی دارند، بتن خود حسگر به دلايلی همچون حساسيت بالا، خاصيت خوب مکانيکی، سازگاری طبيعی، نصب و نگهداری آسان بسيار مورد توجه قرارگرفته است.

این محصول می تواند برای بررسی سلامتی سازه‌ای، رديابی ترافيک و امنيت مرزی و نظامی به کار رود. مواد به کاررفته در ساخت بتن خود حسگر به سه دسته ماتريکس يا زمينه، فيلر يا پرکننده و مواد کمک کننده به پراکنش فيلر تقسيم‌ می شوند.

کلام پایانی

ما در این نوشته از ساختمانچی به معرفی بتن هوشمند، انواع و کاربرد آن ها پرداختیم. امیدواریم از مطالعه این مطلب لذت ببرید و به اطلاعات ارزنده ای در این زمینه دست یابید. در صورت تمایل نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را با ما اهالی ساختمانچی در میان بگذارید.