افزایش دوام و مقاومت بتن با فناوری نانو: نقش کلیدی گرافن اکسید
Monday, July 14, 2025

افزایش دوام و مقاومت بتن با فناوری نانو: نقش کلیدی گرافن اکسید

کاربرد نانو مواد گرافن اکسید در افزایش دوام و مقاومت بتن

 

 

 

مقدمه
بتن، اصلی‌ترین ماده ساختمانی، همواره با چالش ترک‌خوردگی و کاهش دوام در طول زمان روبه‌رو است. نانوفناوری به‌عنوان راهکاری نوین، امکان بهبود مشخصات مکانیکی و طول عمر بتن را فراهم می‌کند. ترکیب نانومواد با بتن باعث ایجاد ساختاری متراکم‌تر و مقاوم‌تر می‌شود که نیاز به تعمیرات را کاهش می‌دهد. به عنوان نمونه، مطالعات نشان می‌دهند تزریق نانوبرگ‌های گرافن در ماتریس سیمان باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود. حاصل این تقویت نانویی، بتنی بسیار بادوام‌تر است که عمر سرویس طولانی‌تری داشته و نیاز به تعمیرات دوره‌ای کمتری خواهد داشت.

 

افزودن نانومواد کربنی (گرافن):

• بهبود مقاومت فشاری تا حدود ۳۰٪
• افزایش مقاومت کششی تا حدود ۵۰٪
• تقویت اتصال داخلی و چسبندگی اجزای سیمان

مکانیزم اثرگذاری:

• نفوذ نانومواد به خلل و فرج خمیر سیمان
• کاهش ایجاد ریزترک‌ها
• یکنواخت‌سازی و متراکم‌سازی ساختار بتن

مزایای دوام و عملکرد:

• کاهش نفوذپذیری در برابر رطوبت و عوامل خورنده (کاهش نفوذ تا ۴ برابر)
• افزایش مقاومت در برابر سیکل‌های یخ‌زدگی و ذوب
• بهبود دوام سازه‌ها در شرایط محیطی نامساعد

جنبه‌های زیست‌محیطی:

• امکان کاهش مصرف سیمان بدون افت کیفیت
• کاهش اثرات کربنی تولید بتن

چشم‌انداز کاربرد:

• ساخت نسل جدید بتن‌های مقاومت بالا با عمر مفید طولانی‌تر
• به‌کارگیری در پروژه‌های زیربنایی، سازه‌های عمرانی و بتن‌های خاص

 

Udumulla D., et al. Effect of Graphene Oxide Nanomaterials on the Durability of Concrete. Materials 2024, 17(10), 2411. doi:10.3390/ma17102411