دانلود مقاله مصالح و متد های نوین در ساختمان

وینیل به عنوان ماده جدید ساختمانی و استفاده از تکنولوژی نانو آشنایی با وینیل ، از مصالح جدید و مفید ساختمان آشنایی با وینیل، از مصالح جدید و مفید ساختمانی که در امر ساخت وسازاستفاده می شود.

تولید وینیل یک فرایند تولید بسته اتوماتیک با تکنولوژی بالا است و تقریبا تمام ضایعات آن به چرخه تولید بازمی گردد.

مطالعات نشان داده است که تولیدات وینیل تنها یک¬درصد آلودگی کل ناشی از مصارف گاز و نفت را تولید می¬کنند و انرژی مصرف شده برای تولید وینیل سه برابر کمتر از انرژی مصرف شده برای تولیدات آلومینیومی است.

همچنین مطالعاتی که توسط Principia Partners انجام گرفته است، نشان می¬دهد که بیش از ۹۸ درصد وینیل موجود می تواند به چرخه تولید بازگردد.

مقاومت و دوام وینیل در مقایسه با سایر مواد به­کار رفته در ساختمان­سازی دوام قابل قبولی دارد.

یک مثال ساده در این مورد، پوشش­های بام وینیلی می­باشد.

این پوشش­های تک­لایه وینیلی، بیش از ۳۰ سال عمر می­کنند.

وینیل بهترین انتخاب برای پوشش­ کف­ها و پوشاندن دیوارهاست، به­خصوص در محل­های پر رفت­وآمدی همچون مراکز بهداشتی.

انتخاب لوله­های PVC برای مواردی که لوله­ها زیر خاک قرار می­گیرند بسیار به­صرفه است، چرا که بدون هرگونه نیازی به نوسازی، بدون ترک خوردن و زنگ زدن عمر می­کنند.

صرفه­جویی در انرژی باتوجه به هدردهی انرژی کمتری که وینیل نسبت به سایر مواد مشابه دارد، از­ این رو بیشترین مصرف را در زمینه ساخت درب و پنجره داشته است.

مقاومت در برابر آتش­سوزی معمولا استفاده از محصولات ساختمانی وینیل کمترین درصد ریسک را در بر دارد.

وینیل نسبت به سایر مواد از مقاومت فوق­العاده بیشتری در برابر آتش دارد.

سیستم­های جدید ساختمانی تولید شده از وینیل ترکیبات جدیدی که از وینیل به­دست می­آیند، امکان عرضه سازه­های جدیدی را می­دهد که می­توانند جای فلز و چوب را در بسیاری موارد بگیرند.

Royal Building Systems یکی از این نوع سیستم­های سازه­ای جدید است که از پیوند وینیل­های توخالی تولید می­شود.

داخل آن را با بتن پرنموده­ و به عنوان دیوار آماده عرضه می­شود.

این سیستم، قابلیت آن را دارد که انجام هرگونه عملیات اجرایی در سطح آن انجام­پذیر باشد.

این سیستم در تمام دنیا، برای ساخت خانه­های یک یا دو خانواری، ساختمان­های اداری، صنعتی و تجاری به کار می­رود.

مزایایی که این سیستم دارد، باعث می­شود که بتواند در کشورهایی که تغییرات دمای آنها در طی سال زیاد است و در معرض آسیب­های طبیعی مثل زمین­لرزه، تندباد و سیلاب قرار دارند، بسیار مفید واقع شود.

دیوارهای به­کار رفته در این سیستم، علاوه بر دارا بودن خاصیت­های وینیل، در برابر موریانه نیز مقاومند.

امروزه، تولید محصولات متنوع­تر تشکیل یافته از وینیل و کاربردهای تازه و مختلف آنها، امکان انتخاب و گزینش­ بسیاری را در اختیار معماران و طراحان قرار می­دهد.

مقاومت و دوام وینیل در مقایسه با سایر مواد به کار رفته در ساختمان سازی دوام قابل قبولی دارد.

یک مثال ساده در این مورد، پوششهای بام وینیلی میباشد.

این پوششهای تک لایه وینیلی، بیش از 30 سال عمر میکنند.

وینیل بهترین انتخاب برای پوشش کفها و پوشاندن دیوارهاست، به خصوص در محلهای پر رفت وآمدی همچون مراکز بهداشتی.

انتخاب لوله های pvc برای مواردی که لوله ها زیر خاک قرار میگیرند بسیار به صرفه است،چرا که بدون هرگونه نیازی به نوسازی، بدون ترک خوردن و زنگ زدن عمر میکنند.

صرفه جویی در انرژی باتوجه به هدردهی انرژی کمتری که وینیل نسبت به سایر موادمشابه دارد، ازاین رو بیشترین مصرف را در زمینه ساخت درب و پنجره داشته است.

مقاومت در برابر آتش سوزی معمولا استفاده از محصولات ساختمانی وینیل کمترین درصد ریسک را در بر دارد.

وینیل نسبت به سایر مواد از مقاومت فوق العاده بیشتری در برابرآتش دارد.

کاربرد مواد نانو ساختار در صنعت ساختمان هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو ، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکردبالا و چند منظوره اطلاق نمود خلاصه مواد نانو (Nanoparticular) به موادی گفته می شود که حداقل یکی ازابعاد آن (طول , عرض , ضخامت ) زیر 100nm باشد .

مواد نانو ساختار با توجه به رفتارهای بارزی که از خود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت و دانشگاه در دهه های اخیر قرار گرفته اند .

در این میان صنعت ساختمان با توجه به نیازهای خود چه از نظراستحکام , مقاومت و دوام و نیز کارایی بالا از استفاده کنندگان مهم مواد نانوساختار (Nanostructure Materials ) به شمار می رود مقدمه: مواد نانو به عنوان موادی که حداقل یکی از ابعاد آن (طول ، عرض ، ضخامت ) زیر 100nmباشد تعریف شده اند ،یک نانومتر یک هزارم میکرون یا حدود 100000 برابر کوچکتر از موی انسان است .

به طورکلی ،در یک تقسیم بندی عمومی ، محصولات نانو مواد را می توان به صورت های زیر بیان کرد : · فیلم های نانو لایه ( Nano Layer Thin Films ) برای کاربردهای عمدتاًالکترونیکی · نانو پوششهای حفاظتی (Nano Coating ) برای افزایش مقاومت در برابرخوردگی ، حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی · نانو ذرات به عنوان پیش سازنده (Precursor) یا اصلاح ساز (Modifier) پدیده های شیمیایی و فیزیکی · نانو لوله ها (Nanotubes) منظور از یک ماده نانو ساختار یا واضح تر یک بدنه نانو ساختار ( Nanostructured Solid ) جامدی است که در آن انتظام اتمی ، اندازه کریستالهای تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی در سراسر بدنه در مقیاس چند نانو متری گسترده شده باشد .

خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نانو (در شکل و فرمهای متعددی که وجوددارند ازجمله ذرات ، الیاف ، گلوله و .

.

) در مقایسه با مواد میکروسکوپی تفاوت اساسی دارند .

تغییرات اصولی که وجود دارد نه تنها از نظر کوچکی اندازه بلکه از نظر خواص جدید آنها در سطح مقیاس نانو می باشد .

هدف نهایی از بررسی مواد در مقیاس نانو، یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا می باشد ، که آنها را می توان به عنوان مصالحی با عملکرد بالا و چند منظوره اطلاق نمود .

منظور از عملکرد چندمنظوره ، ظهور خواصی جدید و متفاوت نسبت به خواص مواد معمولی می باشد به گونه ای که مصالح بتوانند کاربردهای گوناگونی را ارائه نمایند مواد نانو کمپوزیت : مواد نانو کمپوزیت برپایه پلیمر (ماتریس پلیمری ) اولین بار در سالهای 70 معرفی شده اندکه از تکنولوژیسول- ژل(Sol-Gel) جهت انتشار (Disperse) دادن ذرات نانو کانی درون ماتریس پلیمر استفاده شده است .

هرچند تحقیقات انجام شده در دو دهه گذشته برای توسعه تجاری این مواد توسط شرکت تویوتا در ژاپن در اواخر سالهای 80 صورت گرفته است، ولی رشته نانو کمپوزیت پلیمر هنوز در مرحله جنینی و در آغاز راه می باشد .

دراین شرایط نانو آلومینا ، بهترین ساختار نانوئی است که افق جدیدی را در صنعت سرامیک نوید می دهد .

زیرا کاربرد این مواد پدیده ای است که از نظر مکانیکی ، الکتریکی وخواص حرارتی به طور مناسب دارای تعادل بوده و در رشته های مختلف کاربرد دارد .

ازجمله می توان به چند نمونه اشاره کرد : · تکنولوژی نانو فلز آرتوناید که اخیراً بهطور تجاری ، الیاف نانویی آلومینا ، انقلابی در رشته سرامیک بوجود آورده است .

· ذرات نانویی غیر فلز مانند : نانو سیلیکا ، و مواد دیگر اصلاح کننده سرامیک ها می باشد .

بتن با عملکرد بالا (HPC) : یکی از چالشهایی که در رشته مصالح ساختمانی بوجود آمده است ، بتن با عملکرد بالا(HPC ) می باشد .

این نوع بتن مقاوم از نوع مصالح کامپوزیت بوده و از نظر دوام جزو مصالح کامپوزیت و چند فازی مرکب و پیچیده می باشد .

خواص ، رفتار و عملکرد بتن بستگی به نانو ساختار ماده زمینه بتن و سیمانی دارد که چسبندگی ، پیوستگی و یکپارچگی را بوجود می آورد .

بنابراین ، مطالعات بتن و خمیر سیمان در مقیاس نانو برای توسعه مصالح ساختمانی جدید و کاربرد آنها بسیار حائز اهمیت می باشد .

روش معمولی برای توسعه بتن باعملکرد بالا اغلب شامل پارامترهای مختلفی از جمله طرح اختلاط بتن معمولی و بتن مسلح با انواع مختلف الیاف می باشد .

در مورد بتن به طور خاص ، علاوه بر عملکرد با دوام و خواص مکانیکی بهتر ، بتن با عملکرد بالای چند منظوره (MHPC) خواص اضافه دیگری را دارا می باشد ، از جمله می توان به خاصیت الکترو مغناطیسی ، و قابلیت به کار گیری در سازه های اتمی (محافظت از تشعشعات ) و افزایش موثر بودن آن در حفظ انرژی ساختمانها و ...

را نام برد .

نانو سیلیس آمورف : در صنعت بتن ، سیلیس یکی از معروفترین موادی است که نقش مهمی درچسبندگی و پر کنندگی بتن با عملکرد بالا (HPC) ایفا می کند .

محصول معمولی همان سلیکیافیوم یا میکرو سیلیکا می باشد که دارای قطری در حدود 1/0 تا 1میلی متر می باشد و دارای اکسید سیلیس حدود 90% می باشد .

می توان گفت که میکروسیلیکا محصولی است که در محدوده بالای اشل اندازه نانو متر جهت افزایش عملکردکامپوزیت مواد سیمانی به کار برده می شود .

محصول نانو سیلیس متشکل از ذراتی هستند که دارای شکل گلوله ای بوده و با قطر کمتر از 100nmیا بصورت ذرات خشک پودر یا بصورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشند ، که مایع آن معمول تریننوع محلول نانو سیلیس می باشد ، این نوع محلول در آزمایشات مشخص در بتن خودتراکم(SCC) به کار گرفته شده است .

نانو سیلیس معلق کاربردهای چندمنظوره از خود نشان می دهد مانند : خاصیت ضد سایش ضد لغزش ضد حریق ضد انعکاس سطوح آزمایشات نشان داده اند که واکنش مواد نانو سیلیس (Colloidal Silica ) باهیدرواکسید کلسیم در مقایسه با میکرو سیلیکا بسیار سریع تر انجام گرفته و مقداربسیار کم این مواد همان تاثیر پوزالانی مقدار بسیار بالای میکرو سیلیکا را در سنین اولیه دارا می باشد .

تمام کارهای انجام یافته بر روی کاربرد مواد نانو سیلیس کلوئیدی (Colloidal Nano Silica ) در بخش اصلاح خواص ریولوژی ، کار پذیری ومکانیکی خمیر سیمان بوده است .

آنچه که در اینجا مطرح است نتایج اولیه محصولات نانوسیلیس با قطری در محدوده 5 تا 100 نانومتر می باشد .

نانو لوله ها : (NANOTUBES) همان گونه که در مقدمه مقاله مطرح شد معمولاً الیاف برای مسلح کردن و اصلاح عملکرد مکانیکی بتن بکار برده میشوند .

امروزه از الیاف فلزی ، شیشه ای ، پلی پروپلین ، کربن و .

در بتن برایمسلح کردن استفاده می شود و لیکن تحقیقات روی بتن مسلح شده توسط نانو لوله کربنی (Carbon Nanotubes ) انتشار نیافته است تا بتوان از نتایج آن برای مسلح کردن بوسیله نانو لوله ها استفاده کرد .

نانو لوله کربنی توسطLIJIMAدرسال 1991 کشف شده است و کارهای بسیاری بر روی ساختار نانو در بخش فیزیک کوانتوم انجام یافته است بطوری که تحقیقات نوین بر روی تکنولوژی و مهندسی نانو در سطح جهانینقش اساسی و اصلی بازی می کند .

کربن 60 و نانو لوله های نوین دارای ساختاری هستندکه آنها را از فولاد قوی تر و بسیار سبک می کند بطوریکه می توانند خمیدگی و کشش رابدون شکستن تحمل نمایند و در آینده جایگزین الیاف کربن خواهند شد که در کامپوزیت هابه کار برده می شوند .

نانو لوله ها با توجه به تحقیقات انجام شده در مرکزتحقیقات بتن( وابسته به موسسه ACI شاخه ایران ) ، دارای مقاومت کششی بیش از هر نوع الیاف بتنی شناخته شده می باشند و نیز نانو لوله ها خواص ویژه قابل ملاحظه حرارتی والکتریکی از خود نشان می دهند ، بطوریکه هادی بودن حرارت آنها بیش از دو برابرالماس و هادی بودن الکتریکی آنها در حدود 1000 برابر فلز مس می باشد .

نانولوله ها طبقه جدیدی از محصولات می باشند که انقلابی جدید در زمینه مصالح و موادپیشرفته را بوجود آورده اند .

یک نسل جدید از نانو کامپوزیت های چند منظوره میتوانند به عنوان نانو لوله های کربنی در نقش الیاف مسلح کننده مناسب آن مواد مورداستفاده قرار گیرند .

بنابراین نانو لوله های کربنی از اجزای کلیدی بدست آوردن حدفاصلی ذکر شده در فوق به عنوان مصالح ساختمانی با عملکرد بالای چند منظوره , بازی میکنند .

نتیجه گیری : منظور از مقاله ارائه شده نشان دادن مصالح جدید ساختمانی و بیان مزایای استفاده از این نوع مواد درصنعت ساختمان می باشد ، البته به دلیل نو بودن این نوع مصالح زمینه های فراوانی برای کارهای نظری و عملی در دانشگاههای کشور وجود دارد که امید است که با معرفی مصالح با ساختار نانو راه برای گامهای بلندتر در این زمینه باز شود .