نانو ضد آب سیمان چیست و چه کاربردی دارد؟

نانو سیمان چیست؟

نانو سیمان که ذرات زیر ۵۰۰ نانومتر به آن اضافه می‌شود از محصولات نانو فناوری است که مقاومت بتن را افزایش داده و همچنین باعث افزایش ماندگاری بتن می‌شوند. نانو سیمان خاصیت های فراوانی مثل خود ترمیم شوندگی و خود تمیز شوندگی دارند. نانوذرات خصوصیت پرکننده عالی در مناطق بین بخشی دارد. این محصولات همچنین در عین افزایش دوام و کیفیت سازه باعث کاهش وزن آن می شوند و به سبکتر شدن سازه ها کمک می‌کنند. خصوصیات نانوسیمان بر خصوصیات سیمان از جمله مکش مقدار آب اثر می‌گذارد. طبق نتایج نشان داده شده نانوذرات سیلیکا و دیگر نانوذرات، پوشش فوق آبگریزی ایجاد می‌کند که خصوصیت ضد تراوایی به آن می‌بخشد و سرعت و ضریب جذب آب را پایین می‌آورد و مانع از نفوذ آب در سیمان می‏‌شود بنابراین می‌تواند در عملیات اجرای بتن آبگریز مورد استفاده قرار گیرد. راه دیگر برای ایجاد سطح آبگریز، افزودن دفع کننده‏ های آب به سازه برای نگهداری آبگریزی سازه می‌باشد. افزودن نانو سیلیکا به بتن سیمانی قدرت فشاری آن را نسبت به سایر بتن های معمولی بالاتر می‌برد.

کاربرد نانو سیمان آبگریز در سازه های بتنی

سیمان پودری نرم اساساً مرکب از ترکیبات پخته و گداخته شده اکسیدهای کلسیم، سیلیس، آلومین و فلدسپات می‌باشد که در حین اختلاط با آب خاصیت چسبندگی پیدا می کند و بعنوان یک ملات چسبنده جهت چسباندن سنگدانه ها، قطعات بزرگ سنگی و آجرها بکار می‌رود. بهترین سیمان از ترکیب سنگ آهک و خاک رس ایجاد می‌شود و برای تهیه انواع ملات و بتن از مخلوط ماسه، شن و سنگ علاوه بر سیمان استفاده می‌گردد. سیمانهای مختلف از اختلاط و آسیاب نمودن کلینکر (ترکیب حرارت داده شده سنگ آهک و خاک رس) به علاوه سنگ گچ یا سنگ آنیدریت و سایر افزودنی ها مطابق استاندارد تولید می‌گردد .سیمان علاوه بر چسباندن ماسه و مصالح درشت، موجب پرکردن فضاهای بین ذرات و تشکیل یک توده متراکم می‌شود.

مهمترین کاربرد سیمان در سازه های آبی مانند سد، استخرها، مخازن آب زیرزمینی و سازه های زیرزمینی مانند تونل ها است که در معرض شدید رطوبت قرار دارند. سیمان معمولی کاملا آبدوست است که از طریق ترک های ریز درون شبکه ای آب را می‏‌مکد. نفوذ آب می‌تواند باعث نابودی شدید سازه شود و حتی می‌تواند باعث ناتوانی ساخت بتن از طریق مکانیسم های تجزیه‏ای متنوع مانند فرسایش شیمیایی، تغییرات خشک- مرطوب، کربوناسیون، سیکل فریز-گرم شدن منجر به ناایمن شدن سازه و افت اقتصادی شگرفی شود. نفوذ آب و رطوبت باعث کپک زدن، ایجاد قارچ و… در سطوح و خوردگی یا زنگ زدگی در اجزای آهنی یا فولادی ساختمان ها خواهد شد. در چنین مواردی استفاده از سیمان آبگریز دوام و صرفه جویی بیشتری به سازه می‏‌بخشد.

کاربرد نانو سیمان آبگریز در نمای ساختمان

از میان نماهای مختلف مدرن و سنتی از جمله نمای سیمانی، آجری، سنگی، چوبی، کامپوزیت، سرامیکی، مینرال، رومی، بایرامیکس و …، نمای سیمانی کم هزینه ترین و پرطرفدارترین نما محسوب می‌شود که از سیمان سفید در این نما استفاده می‏شود. استفاده از سیمان سفید بیشتر جنبه جذابیت وتزیین سطح ساختمان دارد. هزینه تولید سیمان‌سفید در مقایسه با سیمان معمولی بیشتر است و برای اهداف ساختمانی مانند سازه‌های بتونی، ملات و گچ از سیمان معمولی استفاده می شود. سیمان سفید بعلت بازتابنده بودن برای روشن سازی فضای داخل و خارج ساختمان استفاده می شود. از مزیت های سیمان سفید این است که می‌توان آن را بازیافت و مورداستفاده مجدد قرارداد. از سیمان سفید می توان بعنوان بتونه دیوار یا به‌جای رنگ سفید، آهک، گچ یا سایر مواد سفیدکننده استفاده کرد. سیمان سفید نسبت به سیمان معمولی فرم‌پذیری بالاتری دارد که می‌توان به رنگ‌های دیگری آن را تغییر داد البته دشواری های کار آن در برابر سیمان معمولی بالاتر است و دقت بیشتری برای ساخت آن نیاز است.

عایق حرارتی بتن ساخته‌شده از سیمان‌سفید بهتر از سایر انواع سیمان است. سرعت اجرای نمای سیمان سفید در مقایسه با سایر نماها بالاتر است و باعث صرفه‌جویی در وقت می‌شود. همچنین نمای سیمانی در مقایسه با دیگر مصالح مقاومت و پایداری بالاتری دارد و براحتی تخریب نمی شود و همچنین خطر کمتری دارد.

۱. نمای سیمانی شسته
۲. نمای سیمانی تخته ماله
۳. نمای تگرگی و ماهوتی
۴. نمای تیشه ای یا نمای چکشی
۵. نمای سیمانی آبساب و موزائیک شسته
۶. نمای خراشی
۷. نمای رومی سیمانی

نمای سیمان سفید دارای معایبی نیز هست که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
به دلیل سنگین بودن سیمان، استفاده از نمای سیمانی، وزن ساختمان را بالا می برد و به همین خاطر در برابر زلزله انعطاف پذیری کمتری داشته و ناپایدارتر خواهد شد. نمای سیمانی دارای تخلخل فراوان در ساختار درونی می باشند و گروه های آبدوست در سیمان موجب جذب آب و رطوبت می‏شود که می‌تواند باعث خوردگی، ترک برداشتن و رشد قارچ و جلبک و … در نما و همچنین ظاهر زشت و کثیف شود. بنابراین در مناطقی که مرطوب هستند یا مناطق کوهستانی با برف زیاد، دچار مشکل شده و رطوبت را به خود جذب می کنند یا اگر لوله آب بترکد و دیوار خیس شود، پوسته‌پوسته‌شده و می‌ریزد و موجب انتقال نم به ساختمان می شود.

همچنین به دلیل جذب آلودگی‌های هوا بعد از مدتی زیبایی خود را از دست می‌دهد و رنگ آن تیره می شود بنابراین خاصیت آنتی استاتیک ندارد. راهکار ساده برای این مشکل نمای سیمانی، استفاده از نانوپوششهایی است که آب گریز کننده سطح نما می باشد و زبری سطح را افزایش داده و آب روی سطح به صورت قطره مانده و مانع نفوذ آب و رطوبت به درون سطح شود.

در معماری مدرن ، آبگریز کردن سطوح و سازه ها از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. با اجرای بتن آبگریز می‌توان تا حد زیادی از بروز قارچ و کپک ممانعت به عمل آورد و از پوسیدگی اجزای فلزی ساختمان ها جلوگیری نمود. این پوشش ها هم چنین خاصیت ضد لکه و ضد یخ دارند که باعث صرفه جویی در هزینه های تعمیرات و یا پاکسازی سطوح در دراز مدت خواهد شد. سیمان تجاری دارای میانگین جذب آب ۴-۱۰ درصد است در حالیکه سیمان آبگریز دارای ۰.۳-۱ درصد می‌باشد. تیم فنی نانوفرازسپاهان برای رفع مشکل و معایب این نمای جذاب و کم هزینه راه حل دارد. نانو پوشش پایه آب NFS-۲۰۲۸IMP سطح نمای سیمانی را در برابر جذب آب و رطوبت و جلبک محافظت کرده و از جذب گرد و غبار و آلودگی که باعث تیره شدن و کدورت رنگ نمای سیمانی می شود جلوگیری می کند.

شرکت دانش بنیان نانو فراز سپاهان، علاوه بر ارائه محصولات نانو برای سطوح سیمانی، ارائه کننده نانو پوشش های کاربردی برای انواع سطوح آجری، سنگی، چوبی اعم از ترموود و ام دی اف، شیشه ای و حتی کاهگلی می باشد. جهت سفارش و یا دریافت مشاوره رایگان با کارشناسان ما در سایت نان فراز در تماس باشید.
شرکت های تجاری از روش های مختلف برای اصلاح بتن معمولی به منظور ایجاد بتن آبگریز استفاده می‌کنند بصورت مواد افزودنی یا بصورت پوشش ها.

روش اول: مواد افزودنی

بصورت افزودنی هنگام آماده سازی ملات بتن از مواد واترپروف کننده مانند موادکریستال شونده یا سایر مواد مشابه استفاده می‏‌شود. مواد شیمیایی و معدنی اکتیو موجود در محصول مانند اسید اولئیک در حضور رطوبت با محصولات جانبی واکنش واکنش کریستالی می‌دهند و با ایجاد ساختارهای کریستالی هنگام فرآیند پخت بتن باعث پر شدن حفره های موجود در ساختار بتن می‌‏گردد و همچنین مواد موجود از این طریق نفوذ آب در بتن را به شدت کاهش می‌دهند. همچنین این کریستال ها مقاومت شیمیایی بتن را نیز تا حد زیادی بهبود می‌دهند. درضمن مواد آبگریز کننده موجود در این محصول با جاگیری در منافذ بتن و دور کردن آب از بتن ایجاد آب بندی می‌کنند و از لک شدن و ایجاد گرد و غبار در سطح بتن می‌کاهند. امروزه این نوع بتن آبگریز نسبت به انواع اصلاح شده پلیمری بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش دوم: نانو پوشش ها

دیگری اینکه پس از آماده سازی سازه، یک پوشش آبگریز مانند واترپروف مایع، عایق رطوبتی نانو یا مواد پلیمری از قبیل لاتکس یا رزین یا رنگ های مقاوم در برابر رطوبت روی اجزای بتنی به کار برده می‌شود و با پر کردن شکاف های ساختاری آن مانع نفوذ آب به درون آن ها و محافظت از سطوح در مقابل یخ زدگی شود. از مزایای نانو پوشش آبگریز بتن می‌توان به دیر کثیف شدن و همچنین پاکسازی آسان آن اشاره کرد. این پوشش ها، ضد نوشتار، ضد گرد و غبار و ضد لکه نیز هستند.
ترکیب دو روش فوق می‌تواند یک سطح کاملاً مقاوم در برابر رطوبت را ایجاد کند.

خاصیت دفع آب به بتن آبگریز توانایی جلوگیری از آلودگی توسط ذرات محلول در قطرات آب را می‌دهد. از آنجایی که کریستالهای سیمان قطبی نیستند برهمکنش کمتری با اکسیژن محلول در آب برقرار میکنند و این امر اجازه می‌دهد تا در برابر زنگ زدگی میلگردها مقاومت کند. بتن معمولی شامل یک دوره ضدخوردگی و یک دوره ضدآب می‌باشد که استفاده از بتن آبگریز می‌تواند زمان کار پروژه صنعتی و در نتیجه هزینه ها را کاهش دهد. توسط بتن آبگریز مرحله ضدخوردگی و هم عایق رطوبتی بطور همزمان انجام می‌شود. همچنین هزینه های تثبیت کاهش می‌یابد. بیشتر تعمیرات بدلیل آسیب خوردگی توسط آب در مناطق شهری است. بتن آبگریز خوردگی کمی دارد یا اصلا خوردگی ندارد بنابراین بهتر از بتن معمولی حفظ می‌شود.

از دیدگاه محیطی نیز بتن آبگریز بدلیل سبز بودن آن سودمند است و قابلیت خرد شدن مجدد آن باعث می‌شود براحتی قابل استفاده مجدد باشد. یکی از مهم ترین مزایای این نوع بتن این است که با جلوگیری از نفوذ آب و سایر حلال ها باعث دوام بهتر از بتن معمولی خواهد شد. یکی دیگر از مزیت های بتن های اصلاح شده مقاومت مشابه آن با نوع معمولی است. یعنی با تغییر ساختار بتن مقاومت آن کاهش نمی‌یابد. به علاوه خاصیت چسبندگی بتن اصلاح شده با پوشش های سطحی بیشتر از نوع معمولی آن است و در مدت زمان کوتاهی (تقریبا ۳ دقیقه) ایجاد چسبندگی می‌کند. پس به طور خلاصه می‌توان گفت که اجرای بتن آبگریز علاوه بر بالا بردن طول عمر سازه ها و کاهش دادن نیاز آنها به تعمیرات اساسی، از لحاظ کیفیت نوع بتن حاصل شده و تزئینات بعد از آن مانند رنگ آمیزی نیز به صرفه تر می‌باشند.

آبدوست یا آبگریز بودن سطح به زاویه تماس قطره آب با سطح بستگی دارد. زاویه تماس در در محل تماس قطره مایع با سطح جامد تشکیل می‌شود. به طور کلی، اگر زاویه تماس کمتر از ۹۰ درجه باشد، سطح را آبدوست می‌گویند، در حالی که اگر این زاویه بیشتر از ۹۰ درجه باشد، سطح را آبگریز می‌نامند. سطوح با زاویه تماس نزدیک به صفر درجه، فوق آبدوست و سطوح با زاویه تماس بیشتر از ۱۵۰ درجه فوق آبگریز نام دارند. سطوح آبگریز دارای انرژی سطحی بسیار پایین هستند، در حالی که انرژی سطحی سطوح آبدوست بسیار بالاست. استفاده از فناوری نانو و بروز خواص متفاوت در ابعاد نانومتری دستیابی به سطوح فوق آبگریز و فوق آبدوست را ممکن کرده است. فناوری نانو در این زمینه رنگ هایی را نیز عرضه کرده است که خاصیت آبگریزی دارند و در عین تزیین سطوح می‌توانند از نفوذ آب و سایر حلال ها به آن جلوگیری نمایند. از طرفی رنگ های نانو قابلیت نفوذ بیشتری دارند و ضریب سازگاری آنها با محیط زیست نیز بیشتر است و به آن آسیب نمی‌رسانند.