نانو سیلیس (Nano Silica) که به نانو ذرات سیلیکا هم معروف است، یکی دیگر از افزودنی‌ها به ترکیب بتنی می‌باشد که همانند میکروسیلیکا بر پایه یک ترکیب پوزولانی تشکیل شده است. این ماده در افزایش مقاومت و استحکام بتن نقش بسیار مهمی دارد؛ به طوری که با افزایش نانو سیلیس به ترکیب ماسه برای ساخت بتن، استحکام و مقاومت آن در مقایسه با یک بتن معمولی افزایش پیدا خواهد کرد. امروزه نانوسیلیس به دو شکل پودر و ژل، و در دو نوع نانو سیلیس آب گریز و تعلیق وجود دارد، که هرکدام با توجه به کاربردی که دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور کلی نانو سیلس علاوه بر استفاده در ساخت بتن و مصالح ساختمانی، در بخش‌های دیگری چون پزشکی، تولیدات پلاستیک، ریخته‌گری و … نیز استفاده می‌شود.
کاربرد نانو سیلیس در بتن
- ساخت بتن‌هایی با مقاومت بسیار بالا
- استفاده در سازه‌های سدها، تونل‌ها، کانال‌های آبی، کف سازی و اسکله‌ها
- بتن‌ریزی در سطح وسیع و گسترده، استفاده به عنوان عایق‌های حرارتی و الکتریکی
- افزایش طول عمر بتن در برابر خوردگی، عوامل مخرب خارجی
- مناسب با آب و هوای مرطوب و استفاده در سازه‌های کنار سواحل
- استفاده در ساخت سازه‌های نظامی
- استفاده در ساخت انواع بتن‌های از پیش ساخته شده و متراکم
نحوه استفاده نانو سیلیس
مقدار استفاده از نانو ذرات سیلیس در بتن، به سطح مورد نظر بستگی دارد. اگر نانوسیلیس حالت مایع داشته باشد، باید با مواد تر و آب ترکیب شود و اگر حالت جامد و پودری داشته باشد، باید مستقیماً با مواد خشک ترکیب شود و به هیچ عنوان نباید آن را مستقیم با آب مخلوط کرد، تا کیفیت و کارایی اولیه خود را حفظ کند. به طور کلی برای استفاده دقیق‌تر از نانو سیلیس در ترکیب بتنی باید آزمایشگاه مورد نظر مشخص کند که چه مقدار از این ترکیب وارد ترکیب بتنی شود تا مقاومت و استحکام بتن را افزایش دهد.
مزایای نانو سیلیس
- تأثیر نانو سیلیس بر مقاومت بتن در برابر گرما، خوردگی و واکنش‌های شیمیایی
- پایین بودن هزینه اقتصادی و به صرفه بودن آن
- افزایش استحکام و مقاومت بتن در برابر عوامل مخرب محیطی
- جلوگیری از ورود هرگونه هوا به داخل بتن
- افزایش مقاومت بتن در برابر فشارهای کششی خارجی تا 40 درصد
- افزایش مقاومت بتن در برابر فرسایش و استهلاک سازه‌ها
- افزایش تراکم، انسجام ترکیب بتنی و غیرقابل‌نفوذ بودن ترکیب نسبت به آب
- قابلیت ترکیب با هرنوع سیمان
- تحمل حرارت بالا و گرما به دلیل داشتن نقطه جوش و ذوب بالا
مشخصات فنی نانو سیلیس
نانو سیلیس از ذرات کریستالی دانه‌ریز با رنگی سفید و شفاف تهیه شده است. اندازه هردانه نانوسیلیس کمتر از 100 نانومتر بوده و به دو صورت جامد و مایع در بسته‌بندی‌هایی با وزن‌های مختلف عرضه شده است. نانوسیلیس مایع را تنها می‌توان برای مدت 1 سال در بسته بندی اولیه خود و به دور از تابش مستقیم نور خورشید و سرما و یخبندان نگهداری کرد. اما نانو سیلیس جامد به مدت 3 سال قابل نگهداری است. توجه داشته باشید که در این بازه‌های زمانی، محصول کارایی و کیفیت اولیه خود را حفظ خواهد کرد.
نانو سیلیس به هیچ عنوان ماده اشتعال‌زایی نیست، اما به دلیل ترکیبات شیمیایی که در ساختار خود دارد، نباید در تماس با پوست انسان قرار بگیرد. و در صورت تماس، باید دست و صورت را با آب و مواد شوینده به صورت کامل شست.
ذرات نانو سیلیس که با نام ذرات نانو سیلیکا نیز شناخته شده است، از جمله مواد افزودنی کاربردی محسوب می شود که به منظور افزایش مقاومت و استحکام ترکیبات گوناگون در صنایع مختلف همچون صنعت تولید بتن مورد استفاده قرار می گیرد.
امروزه نانو سیلیس به سه صورت ژل، کلویید و پودر مورد استفاده قرار می گیرد که هر کدام کاربرد مختص به خود را دارند. این محصول شیمیایی در ساختار خود یک عدد عنصر سیلیسیوم با نماد شیمیایی Si و دو عدد عنصر اکسیژن با نماد شیمیایی O دارد و فرمول شیمیایی آن به صورت SiO2 می باشد.
در رابطه با نقطه ذوب و جوش ذرات نانو سیلیس نیز می توان گفت که در دمایی معادل ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد به نقطه ذوب خود می رسد و در دمایی معادل ۲۲۳۰ درجه سانتی گراد به نقطه جوش خود می رسد.
کاربردهای نانو سیلیس:
ذرات نانو سیلیس، دارای ساختاری متخلخل هستند که به علت این نوع ساختار خاص، کاربردهای متعددی در صنایع گوناگون دارند. در ادامه به شرح برخی از کاربردهای اساسی این محصول می پردازیم:
نانو سیلیس در صنعت ساخت بتن:
به طور کلی بتن از جمله رایج ترین مواد مورد استفاده در صنعت ساخت و ساز می باشد و امروزه در سازه های بسیاری نظیر سدها، کانال های آب، تونل ها و… مورد استفاده قرار می گیرد.
برای ساخت بتن هایی با مقاومت بالا و طول عمر بیشتر، از ذرات نانو سیلیس استفاده می شود. بتن ها در سطح های بزرگ و وسیع مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند عایقی بسیار خوب در برابر گرما و جریان الکتریکی باشد.
نانو سیلیس در صنعت لاستیک سازی:
از ذرات نانو سیلیس در ساخت و تولید انواع لاستیک استفاده می شود. در واقع از این ذرات به عنوان نوعی پر کننده مورد استفاده می شود. نانو سیلیس می تواند به افزایش طول عمر مفید لاستیک ها کمک کند و همچنین با محیط زیست رابطه خوبی دارد.
نانو سیلیس در صنعت تولید عایق:
عایق های گوناگونی وجود دارد که هر کدام کاربرد مختص به خود را دارند. برخی از عایق ها وجود دارند که در برابر نفوذ حرارت و یا جریان الکتریسته از خود مقاومت نشان می دهند. نانو سیلیس در واقع جزو مواد اولیه سازنده این دسته از عایق ها می باشد.
نانو سیلیس در صنعت تولید رنگ:
از دیگر کاربردهای ذرات نانو، می توان به استفاده از آن در صنعت تولید رنگ اشاره کرد. در واقع این ذرات به شکل های گوناگون در این صنعت به کار گرفته می شود که می تواند به افزایش میزان غلظت، افزایش مقاومت و… اشاره کرد. همچنین این ماده برای تولید انواع پوشش ها استفاده می شود.
