در صنعت ساختمان؛ - نانو

nano.ir

در صنعت ساختمان؛ - نانو

مقاالتنانوفناوری کاربردهای ساختمان؛صنعت در درزگیرو چسبنده مواد 2010آوریل گزارش 1جیرهندهمسیبی ابوالقاسم مترجم:‏ تهراندانشگاه فيزيک،‏ ارشد کارشناس 1. هوشمند،‏مقاومسازی بیدرز،‏ اتصالِ‏ هواخوری،‏ قابلیت درزگیرها،‏ کلیدی:‏ کلمات کربناتکلسیم،PCC رسوبدهیشده،‏ کربناتکلسیم تیکسوتروپی،‏ پالستیکایزر،‏ .NPCC، CaCO 3نانویی،‏رسوبدهیشدهی 1چکيده فناوریتحول سیر تحلیل گزارش،‏ این از هدف برایدرزگیر و چسبنده مواد توسعه در نانو است.‏ساختمان صنعت اززیادی تعداد در درزگیر و چسبنده مواد بهمختلف یا مشابه مواد اتصال برای صنایع،‏ و چسبنده مواد میشوند.‏ گرفته بهکار یکدیگر هستندیکسانی شیمیایی مبنای دارای درزگیر اصلیتفاوت دارند.‏ متفاوتی عملکردهای اما ‏)االستیسیته(‏کشسانی مدول ماده،‏ دو این بین مقاومتدارای درزگیر مادهی یک است؛ آنها ساختمان،‏صنعت در است.‏ کمتری کششی کاربردهایدارای درزگیر و چسبنده مواد بتن،‏کاشیکاری،‏ موکتکاری،‏ چون وسیعی کف،‏زیرین الیه کمدها،‏ و قفسهها ورقههای تهویهتهویه،‏ گرمسازی،‏ کاذب،‏ دیوار ورقههای خانههایمتصلشده،‏ سیمانهای مطبوع،‏ هوای پیشپرداختشده،‏پانلهای پیشساخته،‏ دیوارپوششدهی و سقفسازی کشسان،‏ کف هستند.‏چسبندهمواد صنعت در نانو فناوری امروزه نانومقیاسپرکنندههای قالب در درزگیر،‏ و ،(FumedSilica) دوداندود سیلیس همانند و نانویی رسوبدهیشدهی کربناتکلسیم فناوریدر دارد.‏ کاربرد تیتانیوم دیاکسید قیمتکاستن هدف با پرکنندهها سنتی،‏ وچسبنده مواد فرمولبندی در محصوالت ایناما میگیرند؛ قرار استفاده مورد درزگیر شدهاستتغییر دستخوش امروزه وضعیت،‏ وکارایی ارتقای نانومقیاس،‏ پرکنندههای زیرا عالی،‏فیزیکی خصوصیات چون قابلیتهایی مقاومتشناختی(،‏ ‏)جریان رئولوژیکال کنترل ارتقابازیافت قابلیت و دوام و سوختن برابر در پياپي‎164‎3 شماره خرداد‎90‎ دهم سال 20


21. 2ارمغانبه درزگیر و چسبنده مواد برای را،‏ یافته میآورند.‏نانویفناوری از که پرکنندههایی اصلیترین وچسبنده مواد تولید در و بهرهگرفته مدرن دوداندود،‏سیلیس میشوند،‏ استفاده درزگیر TiO 2پایینتر،‏مرتبهای در و نانویی PCC عنوانتحت که دوداندود سیلیس هستند.‏ قالبدر میشود شناخته نیز گرمازا سیلیس مساحتو نانومتر 10 چند اندازهی با ذراتی قابل، 600 m 2 /g الی 90 m 2 /g ویژهی سطح ميتوانرا دوداندود سیلیس است.‏ تولید فرآیندیا و هیدرولیز فرآیند یک طریق از نامشاز که همانگونه کرد.‏ تولید رسوبدهی دربرگیرندهی،NPCC تولید فرآیند پیداست،‏ تولیدبه منجر امر این که است رسوبدهی میگردد.‏نانومتر 150 الی 60 ابعاد در ذراتی تاکنونپیش سال چند از نانویی محصوالت این صنایعاز وسیعی طیف و بودهاند موجود بازار در غذایی،‏مواد آرایشی،‏ لوازم کاغذ،‏ صنایع مانند بهرهآنها از درزگیر و چسبنده مواد و پالستیک گرفتهاند.‏بزرگبازار دومین ساختمان صنعت اروپا،‏ در است.‏بوده درزگیر و چسبنده مواد برای رد 2009 سال در که زدهمیشود تخمین درزگیرو چسبنده مواد بازار اندازهی اروپا،‏ صنعتبا مرتبط مستقیماً‏ که محصوالتی برای یورومیلیارد 1/9 به نزدیک بودهاند،‏ ساختمان درمحصوالت از تعدادی تنها البته بودهاست.‏ مطابقمیگرفتند.‏ بهره نانو فناوری از بازار این وچسبنده مواد کل از درصد 10 تنها برآوردها درصدو بوده نانویی پرکنندههای شامل درزگیر است.‏پایین بسیار آنها در نانومواد از استفاده موادپذیرش روند روی بر مانع و مشوق چندین ساختمانصنعت در نانویی درزگیر و چسبنده شامل،‏اصلی مشوقهای هستند.‏ تأثیرگذار مباحثو اضافی قابلیتهای کارایی،‏ ارتقای اصلیموانع درحالیکه هستند زیستمحیطی عدمو آگاهی کمبود قیمت،‏ رقابت از عبارتند خطرپذیری.‏نسلتوسعهی در نانو فناوری که میرود انتظار سالهایدر درزگیر و چسبنده مواد از جدیدی همچنانمذکور بازار و داشته مشارکت آتی وجوداین با کند.‏ حفظ را خود روبهرشد روند قوانینتدوین با توسعهها این تا است الزم ایمنیو سالمت چون جنبههایی در مقتضی نگرانیهایو مزایا همچنین و شوند همراه زنجیرهیقالب در محصوالت این به مربوط تانانومقیاس پرکنندهی تولیدکنندهی از ارزش صنعتتا درزگیر و چسبنده مواد تولیدکنندهی تبادلو بحث مورد وسیعی شکل به ساختمان،‏ پذیرشموانع از نهتنها امر این بگیرند.‏ قرار نظر ایندر جدید ابتکارات به بلکه میکاهد فناوری میکند.‏کمک نیز حوزه مقدمهتعاریفمحصوالتدرزگیر و چسبنده مواد مختلفمواد اتصال برای فرمولبندیشدهای وچسبنده مواد هستند.‏ یکدیگر به مشابه یا امابوده یکسانی شیمی بر مبتنی درزگیر،‏ موادهستند.‏ متفاوتی عملکردهای دارای یامختلف مواد متصلکردن برای چسبنده میگیرند؛قرار استفاده مورد یکدیگر به مشابه و نشتناپذیر مانع یک درزگیرها درحالیکه ایجادهوا و آب عبور برابر در انعطافپذیر بسیار اتصاالتبین خالی فضای درزگیرها،‏ میکنند.‏ ایفارا مانع یک نقش و پرکرده را ساختمانی بیناصلی تفاوت اتصال(.‏ ‏)درزگیر میکنند کشسانیمدول در درزگیر،‏ و چسبنده مواد دارایدرزگیر یک است؛ آنها ‏)االستیسیته(‏ معمولی،‏درزگیرهای است.‏ کمتری مقاومت قابلمقاومسازیانداالستومرهایی بر مبتنی مادهییک دربرگیرندهی که (curable) بههمچسباندنقابلیت البته هستند.‏ پرکننده یکنقش میتواند چسبنده مادهی یک چسبندهمادهی یک و کند ایفا را درزگیر بهعنوانمعمولی درزگیرهای همانند میتواند مهمترینمیان این در کند.‏ عمل مانع یک اکریلیکهااورتانها،‏ سیالنها،‏ ماده،‏ دستههای چسبندهمواد سختشدن هستند.‏ اپوکسیها و ‏)مانندگیرد انجام ‏»فیزیکی«‏ بهصورت میتواند یاو حالل(‏ بر مبتنی یا داغ مذاب چسبهای شیمیایی«‏‏»مقاومسازی بهصورت میتواند شیمیاییواکنش یک آن،‏ در که گردد؛ اعمال مواداست.‏ چسبنده ماده سختشدن عامل دویا یک دارای میتوانند درزگیر و چسبنده باشند.‏سازنده جزء چسبندهمواد سازندگان انجمن اعالم طبق بر آنهاملی تجاری انجمنهای و اروپا درزگیر و میتوانرا درزگیر و چسبنده مواد ،(FEICA) نمود:‏دستهبندی زیر بهصورت چسبنده:‏مواد طبیعیپلیمرهای بر مبتنی چسبندهی مواد تعلیقیا پخششدگی با چسبنده مواد پلیمرداغمذاب چسبندهی مواد حاللبر مبتنی چسبندهی مواد واکنشپذیرچسبندهی سیستمهای سیستمهایبر مبتنی چسبندهی مواد آبدر محلول سایردرزگیر:‏محصوالت نفتبر مبتنی آببندهای حالل(‏و آب بر ‏)مبتنی اکریلیکها استاتپلیوینیل آببندهای بوتیلهاپلیسولفیدهاپلیاورتانهاسیلیکونهاسیالنبا اصالحشده پلیمرهای سایر1 1 2پرکنندههاکاهشبرای که هستند موادی پرکنندهها استفادهمورد حجم فرمولبندی هزینههای هزینهیآنها،‏ از استفاده با زیرا میگیرند قرار ازاستفاده میزان پایینآوردن طریق از مواد مییابد.‏کاهش گرانقیمت،‏ چسبانندهی مادهی ودرزگیرها در وسیعی شکل به پرکنندهها میشوند.‏استفاده چسبنده مواد در همچنین کربناتکلسیماز،‏ عبارتند مهم پرکنندهی مواد پرکاربردترینکربناتکلسیم امروزه سیلیس.‏ و است.‏پرکننده مادهی 2 1 2رئولوژیاصالحکنندهی بهعنوانمتداول،‏ رئولوژی اصالحکنندههای گرانرویافزایش برای ضخیمکننده عواملی بهشکلمواد این میگیرند.‏ قرار استفاده مورد مواددر همچنین و پوششدهی در گستردهای گرچهمیشوند.‏ گرفته بهکار درزگیر و چسبنده نیزرئولوژیکال خصوصیات روی بر پرکنندهها مقیاسبه رفتن هنگام اما هستند تأثیرگذار میکند.‏پیدا نمود شدیداً‏ ویژگی این نانو،‏ اصالحکنندههایباال،‏ کارایی دارای پرکنندههای رویآنها میشوند.‏ نامیده نیز رئولوژی (shearviscosity) تنشی گرانروی گرانروی،‏ وگذاشته اثر (thixotropy) 1 تیکسوتروپی و نیزکشسانی مدول تنظیم بهمنظور همچنین میگیرند.‏قرار استفاده مورد 3 1 2جفتکنندهعاملهای مقیدکردنبهمنظور جفتکننده عاملهای هب تقویتکننده مادهی یا غیرآلی پرکنندههای موردکامپوزیتی مادهی یک در پلیمری ماتریس جفتکننده،‏عاملهای میگیرند.‏ قرار استفاده وبخشیده بهبود را ‏)پخششدگی(‏ ادغام عاملهایمیدهند.‏ افزایش را ماتریس استحکام ترکیببه افزودنیهایی بهعنوان جفتکننده میشوند.‏اضافه درزگیر و چسبنده مواد 2. 2کلیشمای برمبتنی درزگیر و چسبنده مواد ترکیب مصنوعیو طبیعی مواد از وسیعی بسیار دستهی اتصاالتهمچنین و بادوام اتصال ایجاد است.‏ فلز،‏چوب،‏ مانند مواد از زیادی تعداد بین بیدرز چالشبرانگیزینسبتاً‏ فرآیند سرامیک،‏ و شیشه شیمیدرزگیر،‏ و چسبنده مواد بنیان است.‏ مشخصافزودنیهای و پرکنندهها با پلیمر عالوهبراین،‏است.‏ آنها ویژگیهای بهبود برای کاربردیفناوریهای مقاومسازی،‏ فناوریهای 21پياپي‎164‎3 شماره خرداد‎90‎ دهم سال


مقاالتزیرالیه،‏جداسازی روشهای و چسبنده مواد هستند.‏اهمیت دارای نیز مبتنیسنتی فرمولبندیهای درحالیکه رزینمثال ‏)بهعنوان هستند پلیمر شیمی بر بهتوجه الستیکی(،‏ االستومرهای و مصنوعی موادحوزهی در نانو فناوری بر مبتنی روشهای است.‏افزایش حال در درزگیر و چسبنده برایپرکنندهها از طوالنی،‏ دورهای برای مقدارافزودن طریق از محصول قیمت کاهش استفادهارزانقیمت،‏ مادهی یک از قابلقبولی متفاوتشکلی وضعیت این امروزه است.‏ شده حالدر پرکنندهها و گرفتهاست خود به رئولوژیکالخصوصیات روی بر تأثیرگذاری روشهایدر میتوان را امر این دلیل هستند.‏ ذراتساخت که،‏ پیداکرد ارتقایافتهای تولید پوششهایو دقیق اندازهی توزیع با کوچکتر امروزهساختهاند.‏ ممکن را مختلف شیمیایی شیمیبا یکنواخت نانومقیاس پرکنندههای هستند.‏موجود بازار در اصالحشده،‏ سطحی صحیحرئولوژیکال کنترل امکان پرکنندهها این ارتقارا مکانیکی ویژگیهای و آورده فراهم را میدهند.‏میتواندطبیعی،‏ معدنی مادهی هر اساساً‏ استفادهمورد پرکننده مادهی یک بهعنوان عبارتندمهم محصوالت گروههای گیرد.‏ قرار موادرنگها،‏ الستیک،‏ پالستیک،‏ کاغذ،‏ از مهمپرکنندهی مواد درزگیرها.‏ و چسبنده کربناتکلسیمخاکی،‏ کربناتکلسیم از عبارتند فلدسپار.‏و کائولینیت دوده،‏ رسوبدهیشده،‏ براینیز،‏ دوداندود سیلیس یا سیلیس اهمیت افزایشحال در مختلف،‏ کاربردهای از بسیاری عنوانتحت ماده این از اوقات گاهی است.‏ نآ میتوان زیرا میشود یاد سفید«‏ ‏»دودهی محصوالتدر دوده پرکنندههای جایگزین را مادهمقاومت شکل،‏ این به و نموده الستیکی بخشید.‏بهبود را چسبندهمواد خصوص در اصلی پرکنندههای خاکی،‏کربناتکلسیم از،‏ عبارتند درزگیر و سیلیسو رسوبدهیشده کربناتکلسیم فناوریجنبهی از آخر پرکنندهی دو دوداندود.‏ بارا آنها میتوان و هستند اهمیت دارای نانو نانومقیاس در کنترلشده ذره‏ اندازهی یک کرد.‏تولید قابلیتدارای که هوشمندی چسبندهی مواد شکلبه نیز هستند فرمان«‏ تحت ‏»رهاکردن بررسیمورد نانو فناوری حوزهی در وسیعی ترکیببه که مگنتیتی نانوذرات میگیرند.‏ قرار قابلیتمیتوانند شدهاند اضافه چسبنده مواد مادهیبه را دکمه یک فشار با رهاکردن انتخابیرهاکردن آینده در بدهند.‏ چسبنده بود،‏خواهد فزایندهای اهمیت دارای اجزا یکخود،‏ که مواد بازیافت خصوص در بهویژه است.‏پایدار توسعهی یک برای بحرانی چالش محیطدوستدار مواد از استفاده کلی،‏ حالت در درتوسعه و تحقیق در زیستی پلیمرهای مانند نقطهنظر،‏این از بود.‏ خواهد متداول بسیار آینده کلیدزنی،‏قابليت داراي چسبندهی مواد رؤیای بهرههوشمند مقاومسازی فناوریهای از که بپیوندد.‏واقعیت به است ممکن نیز،‏ میگیرند طبیعتدر واقعی،‏ کلیدزنی قابل اتصاالت خانگیمارمولکهای پاهای میشوند.‏ یافت ‏»پرزهای«‏میچسبد.‏ سطحی هر به تقریباً‏ ازبهرهگیری با مارمولک یک پنجههای روی کامالً‏اتصال یک واندروالسی،‏ برهمکنشهای مارمولکپای یک میکنند.‏ ایجاد بازگشتپذیر ازجدیدی نسل ساخت به میتواند مصنوعی گردد.‏منجر چسبنده محصوالت 2. 2روششناسیمشاورهیو تحقیقات طریق از گزارش این است.‏گردیده تدوین تخصصی 31. 3نانوذراتفرمان؛ تحت رهاکردن 1. شکل شدهاندپخش بهخوبی که ابرپارامغناطیسیای خارجی،‏الکترومغناطیسی میدان یک در اصطکاک،‏اثر در انرژی اتالف میکنند.‏ نوسان میگردد.‏حرارت تولید موجب فناورانهو علمی جنبههای (R&D)توسعه و تحقیق وضعیت ساختمانسازیخصوص در اصلی نگرانی یک درزگیرو چسبنده مواد توسعهی ماندگار،‏ دراست.‏ محیط دوستدار ویژگیهای با سبز حاللهایحذف اخیر سالهای در حوزه،‏ این به(VOC) فرار آلی ترکیبات کاهش و آلی گرفتهاند.‏قرار بررسی مورد گستردهای شکل دههیدر آب بر مبتنی چسبندهی مواد اگرچه مواداز تعدادی هنوز اما،‏ شدند عرضه 1980 کهدارند وجود حالل بر مبتنی چسبندهی خودمحیط دوستدار همتاهای با نمیتوانند شوند.‏جایگزین ازساختهشده زیستی پلیمرهای از استفاده انقالبی،‏بهصورتی میتواند میکروبی فرآیندهای آیندهدر را ساختمانی چسبهای و مواد برمبتنی چسبندهی مواد کند.‏ تحول دچار بهصورتنیز نشاسته مانند طبیعی چسبهای گرفتهاند.‏قرار بررسی و تحقیق مورد گسترده دوامکنونی،‏ تحقیقات در کلیدی اصل یک است.‏بههمچسبیده اجزای و بیدرز اتصاالت بهویژههوا(‏ در ‏)عدمفرسایش هواخوری قابلیت فضایدر درزگیر و چسبنده مواد که هنگامی مسئلهییک میگیرند قرار استفاده مورد آزاد شیمیاییترکیب بهینهسازی با است؛ بحرانی تأثیرنمود.‏ تقویت را قابلیت این میتوان پالستیکایزرها،‏چسباننده،‏ مواد بکارگیری رویبر مختلف پرکنندههای و پایدارسازها قراربررسی مورد درزگیرها هواخوری رفتار سطحترکخوردگی رفتار اینجا در گرفتهاند.‏ میرودانتظار است.‏ مهم مسئلهی یک درزگیر کارآمدبسیار درزگیرهای نزدیک،‏ آیندهی در گرانقیمتتراولیهی مواد از بهرهگیری با درشوند.‏ کنونی استاندارد درزگیرهای جایگزین نظرمورد سرویسدهی عمر افزایش حوزه،‏ این دینامیکشرایط در که درزگیرهایی دوام است.‏ بهشدیداً‏ میشوند گرفته بهکار ‏)متحرک(‏ کاربردهایاز برخی است.‏ وابسته مدول ازعبارتند باال تحرک با اتصاالتی در درزگیرها سطوحبزرگراه،‏ کف اتصاالت حاجب،‏ دیوارهای دوامافزایش به کمتر،‏ مدول پلها.‏ و پارکینگ مباحثاز یکی زمینه،‏ این در شد.‏ خواهد منجر درزگیرزیرالیهی چسبیدگی کافیبودن مهم،‏ افزودنبا که است شده داده نشان است.‏ کاستنبدون میتوان مناسب شیمیایی مواد داد.‏کاهش را مدول زیرالیه،‏ چسبیدگی میتوانرا اصلی تحقیقاتی حوزهی یک کهجایی یافت،‏ سنتی پلیمری شیمی در ایفاعمده نقشی سیالنها و پلیاورتانها مقاومسازیفرآیندهای عالوهبراین،‏ میکنند.‏ روشهایهستند.‏ زیادی طرفداران دارای سریع،‏ استفادهUV تابش یا گرمادهی از سنتی اب فوقسریع مقاومسازی فرآیند یک میکنند.‏ قابلمایکروویو یا لیزر فناوریهای از بهرهگیری مقاومسازیکه فناوریها این است.‏ دستیابی نانومواداز میتوانند میشوند،‏ نامیده هوشمند ابرپارامغناطیسینانوذرات بگیرند.‏ بهره نیز ترکیبدر میتوانند (Fe 3 O 4)مگنتیت مانند یکدوم،‏ گام در شوند.‏ پخش چسبنده مواد مایکروویوهایا خارجی الکترومغناطیسی میدان گرفتهبهکار انرژی عرضهی برای میتوانند ازو میگردند نوسان به وادار نانوذرات شوند.‏ بهوسیلهیانرژی اتالف بهواسطهی طریق،‏ این محیطیماتریس به حرارت انتقال اصطکاک،‏ میتوانرا روش این همچنین میپذیرد.‏ انجام میدانهایبهوسیلهی برانگیختگی یک با نانوذراتبا ترکیب در منفرد الکتریکی درمغناطیسی میدانهای یا و پیزوالکتریک کرد.‏جایگزین فرومغناطیس ذرات با ترکیب ايجادبه میتواند شیوه این بیشتر،‏ گسترش با گردد.‏منجر نیز فرمان تحت رهاکردن قابلیت میتوانرا کلیدزنی قابل چسبندگی یک ایدهی روشهایو مناسب مواد انتخاب طریق از چسبندگییک کرد.‏ دنبال نیز پیچیده طبیعتدر واقعی،‏ بازگشتپذیر و قابلکلیدزنی پياپي‎164‎3 شماره خرداد‎90‎ دهم سال 22


حشراتو خانگی مارمولکهای میشود:‏ یافت سقفروی حتی و رفته باال دیوارها از میتوانند محصولچنین هماکنون وجود،‏ این با بروند.‏ راه چالشیک ندارد.‏ وجود بازار در چسبندهای قابلیتآینده،‏ در توسعه و تحقیق برای دیگر است.‏پایین انرژی با سطوحی ترشدگی وچسبنده مواد روی نانو فناوری اصلی تأثیر نانومقیاسپرکنندهی مواد در میتوان را درزگیر برایمعمولی پرکنندههای کرد.‏ مشاهده اثریو میشوند استفاده محصول قیمت کاستن مقابل،‏در ندارند.‏ رئولوژیکال خصوصیات روی رارئولوژیکال کنترل نانومقیاس،‏ پرکنندههای ارتقارا مکانیکی ویژگیهای و ساخته ممکن بهعنوانپرکنندهها این مثال بهعنوان میدهند،‏ میکنند.‏عمل مکانیکی تقویتکنندهی و کربناتکلسیم پرکننده،‏ مواد مهمترین بهطورادامه در دلیل همین به هستند.‏ سیلیس ایندوی هر میشود.‏ پرداخته آنها به جداگانه دسترسدر تجاری بهصورت هماکنون نانومواد تیتانیومدیاکسید کاربرد همچنین هستند.‏ چسبندهمواد در پرکننده مادهی یک بهعنوان مادهاین است.‏ مطالعه دست در درزگیر،‏ و نیزضخیمکننده عامل یک بهعنوان میتواند قیاسدر ماده این از وجود،‏ این با نماید.‏ عمل کمتریمیزان به سیلیس،‏ و کربناتکلسیم با بهطوراينجا،‏ در رو این از است.‏ شده استفاده است.‏نشده بحث آن دربارهی جداگانه بامرتبط کاربردهای بتوان اینکه برای ارزشیابیمقایسهای بهصورت را نانو فناوری (TRL)فناوری«‏ آمادگی ‏»ترازهای نمود،‏ دروندر فناورانه و علمی ارزشیابیهای برای زیربه‎شرح ObservatoryNANO گزارشهای شدهاند:‏تعریف پایهای«‏‏»تحقیقات :TRL 1 کاربردی«‏‏»تحقیقات :TRL 2 آزمایشگاهی«‏ابزار اولیه/‏ ‏»نمونهی :TRL 3 بازار«‏به ‏»ورود :TRL 4 جایا انبوه ‏)بازارهای بازار«‏ ‏»بلوغ :TRL 5 بازار(‏در افتاده خاصکاربردهای دستهبندی برای ترازها این قراراستفاده مورد آنها فناوری آمادگی برحسب میگیرند.‏(TRL2-5) دوداندود سیلیس 1 1 3 دانهریز،‏سفیدرنگ پودر یک دوداندود سیلیس است.‏غیربلوری سیلیکون دیاکسید جنس از گستردهبهطور آرایشی لوازم و غذایی صنایع در ضخیمکنندهعامل یک بهعنوان ماده این از دوداندودسیلیس همچنین میشود.‏ گرفته بهره پالستیکها،‏پوششها،‏ در پرکننده بهعنوان قراراستفاده مورد درزگیرها و چسبنده مواد دودبا اغلب دوداندود سیلیس میگیرد.‏ تولیددر صنعتی فرعی محصول یک که سیلیس یاسیلیس دود میگردد.‏ ادغام است سیلیکون ‏)راست(‏‏(‏Wikipedia.org‏)؛ کربناتکلیسم ‏)چپ(‏ کربناتکلسیم.‏ مختلف درجههای از تصاویری 2. شکل )نیچ ،Shandong Haize Nano Material ‏)شرکت نانویی،‏ رسوبدهیشدهی کربناتکلسیم قراراستفاده مورد سیمانها در میکروسیلیکا که(pozzolan) پوزوالن یک نقش و گرفته ایفارا میکند حمایت سیمانگونه واکنش از دوداز ریزتر بسیار دوداندود سیلیس مینماید.‏ بسیارشیمیایی لحاظ از اگرچه است،‏ سیلیس . 2است آن به شبیه درSiO 2 بهگازی سیلیکون تتراکلراید تبدیل دوداندودسیلیس شعله،‏ هیدرولیز فرآیند یک میکند:‏تولید 2H 2+ O 2→ 2H 2OSiCl 4+ 2H 2O → SiO 2+ 4HClعنوانتحت اوقات گاهی دوداندود سیلیس از روشیک میشود.‏ یاد نیز گرمازا سیلیس ازاستفاده گرمازا،‏ سیلیس تولید برای دیگر دوداندودسیلیس است.‏ الکتریکی قوس یک تا90 m 2 g/ بین ویژهای سطح مساحت دارای تولیدشعله،‏ هیدرولیز فرآیند است.‏ 600 m 2 g/ دقیقاندازهی توزیع با همگن سیلیس ذرات ممکنرا قابلتنظیم ویژهی سطح مساحت و حدوداصل در ذره اندازهی اگرچه میسازد.‏ تودههاییمعموالً‏ اما است نانومتر 10 چند میشوند.‏تشکیل نیز بزرگتر اندازهی با آبدوستدوداندود،‏ سیلیس اولیهی گونههای سیالنهااز استفاده با هستند.‏ (Hydrophilic) سطحروی آنها پوشاندن و سیلوکسانها یا گونههایمیتوان دوداندود،‏ سیلیس ذرهی نمود.‏تولید (Hydrophobic) آبگریز اضافهپودرها به میتواند دوداندود سیلیس بههمچسبیدناز و شارشیافته آزادانه تا شود رد آید.‏ بهعمل جلوگیری آن تکهتکهشدن و ضخیمکنندهعامل بهعنوان ماده این مایعها،‏ یکمیکند.‏ عمل تیکسوتروپیک ویژگی با نیروییک اعمال هنگام تیکسوتروپیک مایع واردمایع بر چرخش بهواسطهی که خارجی وبود خواهد کمتری گرانروی دارای میشود تهنشینسرعت به خارجی،‏ نیروی حذف از پس میشود.‏ازبهرهگیری دیگر،‏ تولید فرآیند یک رسوبدهیشدهسیلیس است.‏ رسوبدهی باکه است نانومقیاسی اولیهی ذرات شامل اب بزرگتری خوشههای صورت به تودهشدن،‏ خالفبر درمیآیند.‏ میکرومتر چندین اندازهی رسوبدهیشدهسیلیس دوداندود،‏ سیلیس مثالبهعنوان است.‏ متخلخل ذرات شامل مادهیبهعنوان رسوبدهیشده سیلیس قراراستفاده مورد نیز االستومرها در پرکننده میگیرد.‏2 1 3رسوبدهیشدهکربناتکلسیم (PPC) ،(TRL 2-5)دومینسیلیکاتها،‏ از پس کربنات کانیهای زمینکرهی پوستهی در فراوان معدنی مادهی ازوسیعی بهشکل دلیل،‏ بههمین هستند.‏ ارزانقیمتپرکننده مادهی یک بهعنوان آنها،‏ (CaCO 3) کربناتکلسیم میشود.‏ استفاده حاضر،‏حال در و کربنات کانی متداولترین مادهاین است.‏ پرکننده مادهی پرکاربردترین نامهایبا پلیمورفیسم سه قالب در طبیعت در و(aragonite) آراگونیت ،(calcite) کلسیت آهک،‏سنگ میشود.‏ یافت (vaterite) واتریت طبیعیمنابع متداولترین مرمر سنگ و گچ بهآنها هستند.‏ زمین کرهی روی کلسیت آسیابکردن،‏روشهای با و شده خرد آسانی اینحاصل میشوند.‏ تبدیل دانهریز پودر یک به نامیده(GCC) خاکی کربناتکلسیم فرآیند،‏ بهعنوانگسترده بهطور ماده این میشود.‏ میگیردقرار استفاده مورد پرکننده مادهی تولیدحجم کاغذسازی(.‏ صنعت در ‏)بهویژه یکنواختبهصورت خاکی کربناتکلسیم جهانی 2008،سال در میزان این است.‏ رشد حال در چنددر ماده این است.‏ بوده تن میلیون 73 خلوصو ذره اندازهی در که مختلف درجهی هستند،‏متفاوت یکدیگر با شیمیایی ‏)رنگ(‏ ذراتیدارای فوقریز،‏ GCC میشود.‏ عرضه توزیعاگرچه است.‏ میکرومتر چند اندازهی با مکانیکی،‏تولید روش به بسته ذرات،‏ اندازهی 23پياپي‎164‎3 شماره خرداد‎90‎ دهم سال


مقاالتنسبتاً‏ وسیع است.‏ از این رو،‏ GCC یک مادهیپرکنندهی مناسب و مقرونبهصرفه استاما قابلیت این ماده برای اصالح خصوصیاترئولوژیکال،‏ نسبتاً‏ محدود است.‏یک فرآیند دیگر برای تولید کربناتکلسیم کهتولید ذراتی با توزیع اندازهی دقیقتر را ممکنمیسازد،‏ تکنیک رسوبدهی یا روش باززغالش(recarbonisation) است.‏ مادهی پرکنندهیمصنوعی حاصله،‏ کربناتکلسیم رسوبدهیشده(PCC) نامیده میشود.‏ در تولید هر دو مادهیPCC و GCC از مادهی خام یکسانی استفادهمیشود.‏ کنترل اندازهی ذره بواسطهی یک فرآیندرسوبدهی کنترلشده از هیدروکسیدکلسیمCaCO 3 از طریقحاصل میشود.‏ اندازهی ذراتتنظیم زمان واکنش،‏ دما و غلظت واکنشدهندههاقابل تنظیم است.‏ یک فرآیند تولید متداول،‏مبتنی بر تجزیهی کربناتکلسیم ‏)بهعنوان مثالاز سنگ آهک(‏ در دماهای باال در یک کوره است‏)فرآیند آهکیشدن(:‏CaCO 3→ CaO + CO 2باافزودن آب،‏ هیدروکسیدکلسیم(‏lime (slakedتشکیل میشود:‏CaO + H 2O → Ca(OH) 2با عبوردادن دیاکسیدکربن ‏)باززغالش(،‏رسوب دهی رخ میدهد:‏Ca(OH) 2+ CO 2→ CaCO 3+ H 2Oمادهی آبکی حاصله،‏ در شکل جامد خود و یاپس از تبدیل به یک مادهی جامد،‏ قابل استفادهاست.‏ برای تبدیل به یک مادهی جامد ‏)حالت دوم(،‏مادهی آبکی از صافی عبور داده شده و با روشهایمکانیکی مانند سایش (grinding) یا آسیابکردن،‏تودهزدایی میگردد.‏ روش تولید اولیه همانند روشتولید سیمان پورتلند معمولی است.‏بسته به نوع مصرف،‏ درجههای ‏)گونههای(‏اصالحشده و اصالحنشدهای از PCC عرضهشده است.‏ درجههای اصالحشده معموالً‏ بااسیدهایچرب مانند اسیداستیریک (stearic)واکنش داده و برای استفاده در محیطهایغیرآبی مناسب هستند.‏ درجههای ریز وفوقریز PCC گاهی اوقات کربناتکلسیمرسوبدهیشدهی نانویی (NPCC) نامیدهمیشوند.‏ میانگین اندازهی ذره در NPCCبین 60 تا 150 نانومتر است.‏ درجههای ریزو فوقریز ،PCC در درزگیرها بهعنوان موادپرکنندهی پیشرفته مورد استفاده قرار میگیرندتا خصوصیات رئولوژیکالی چون گرانروی،‏ سستی(sagging) یا رکود (slump) را کنترل کنند.‏همچنین این ماده در پالستیکها،‏ بهعنوانمثال قابهای پنجره،‏ برای افزایش چقرمگی،‏مقاومت در برابر ضربه و قابلیت هواخوری مورداستفاده قرار میگیرد.‏3 1 3 عاملهای جفتکننده 1-5) (TRLعاملهای جفتکننده،‏ ترکیبات شیمیاییواکنشپذیری هستند که مادهی پرکننده رابه ماتریس پلیمری محیطی،‏ متصل میکنند.‏عاملهای جفتکننده،‏ استحکام کلی ماتریسرا،‏ افزایش داده و پخششدگی مادهی پرکنندهرا،‏ بهبود میبخشند.‏ عاملهای جفتکنندهیمعمولی مبتنی بر سیالنها هستند.‏ اخیراً‏ نشانداده شده است که تیتاناتها و زیرکوناتهاهم عاملهای جفتکنندهی کارآمدیهستند.‏ عاملهای جفتکننده بسیار شبیهبه ‏»ارتقادهندههای چسبندگی«‏ هستند.‏ اینارتقادهندهها برای باالبردن میزان چسبندگیسطوح بهکار گرفته میشوند.‏ ارتقادهندههایچسبندگی یا مستقیماً‏ به روی سطح اعمال شدهو یا با ترکیب مواد چسبنده ادغام میگردند.‏ادغام بهتر مادهی پرکننده ‏)پخششدگی(‏ یکویژگی مهم است،‏ بهویژه در خصوص نانوموادیکه تمایل دارند تا در قالب خوشههای بزرگتر،‏توده شوند.‏2. 3نیاز به تحقیقات بیشتریک مسئلهی اساسی در خصوص مواد چسبندهو درزگیر دارای کارایی باال،‏ دوام و قابلیتهواخوری آنها در موارد استفاده در فضای آزاداست.‏ در این حوزه،‏ تنشهای مکانیکی ناشیاز نیروی باد،‏ بارهای ثابت ‏)ناشی از وزن سازه(‏یا انبساط حرارتی،‏ موضوعی برای تحقیقاتبیشتر هستند.‏ عالوهبراین،‏ جنبههای ایمنیو امنیتی مانند زمینلرزهها،‏ آتشسوزیهاو انفجار بمبها باید بررسی گردند.‏ در اینزمینه،‏ نشان داده شدهاست که درزگیرهایپلیمر سیلیکونی ساختمانی دارای کارایی باال،‏بهشکل چشمگیری میزان حفاظت از سکنهیساختمان را افزایش میدهند.‏قابلیت ترشدگی سطوح،‏ یک موضوع مهمدیگر برای تحقیقات فناوری نانو در آینده است.‏این قابلیت،‏ اثر چشمگیری بر روی دوام اجزایبههمچسبیده و اتصاالت بیدرز دارد.‏عموماً‏ اعتقاد بر این است که نانومواد به ساختمواد چسبنده و درزگیر جدیدی با بهترینخصوصیات،‏ منجر خواهند شد.‏ این امر تنها ازطریق دستیابی به یک پخششدگی بهبودیافتهاز نانومواد،‏ در ماتریسهای پلیمری ممکنخواهد بود.‏ این مسئله هنوز یک چالش اساسیبرای تحقیق و توسعه در آینده است که تنها بهبخش ساختمان محدود نمیشود.‏ دستیابی به24 سال دهم خرداد‎90‎ شماره 3 پياپي‎164‎


راراه نانوکامپوزیتها،‏ ‏»ادغام«‏ در بهتر کنترل رئولوژیو مکانیک روی بهتر کنترل سوی به عاملهایارتباط،‏ این در میکند.‏ هموار اب چسبندگیای ارتقادهندههای و جفتکننده فوقالعادهاهمیت دارای بهبودیافته،‏ خصوصیات هستند.‏زیادی اصلی:‏مسئلههای هواخوریدوام/قابلیت سطوحترشدگی قابلیت نانوذراتپخششدگی 3. 3چشماندازهاو کاربردها چونحوزههایی ساختمان،‏ بخش در کاربردها لعابدهیو عمران مهندسی ساختمان،‏ ساخت بازاردومین ساختمان،‏ بخش دربرمیگیرد.‏ را اروپااتحادیه در درزگیر و چسبنده مواد بزرگ ساختمانحوزهی در بالقوه کاربردهای است.‏ درزگیرو چسبنده مواد هستند.‏ زیاد بسیار ورقههایبتن،‏ کاشیکاری،‏ موکتکاری،‏ برای ورقههایکف،‏ زیرین الیه کمدها،‏ و قفسهها هوایتهویه تهویه،‏ گرمسازی،‏ کاذب،‏ دیوار خانههایمتصلشده،‏ سیمانهای مطبوع،‏ ازپیشپرداختشده،‏پانلهای ازپیشساخته،‏ دیوارپوششدهی و سقفسازی کشسان،‏ کف میگیرند.‏قرار استفاده مورد غیره و عمران،‏مهندسی در مهم کاربردی زمینههای و پلها و خیابانها کف برای اتصاالت آببندی هستند.‏دیگر بسیاری دارندباالیی کارایی که درزگیری و چسبنده مواد میگیرند.‏قرار استفاده مورد لعابدهی برای مصالحدر تغییر دلیل به گذشته دهههای طی بهمیزانشهرنشینان انتظارات سطح ساختمانی،‏ ساختبرای است.‏ یافته تغییر چشمگیری شیشهو فوالد یکپارچه،‏ تقریباً‏ خارجی نماهای گرفتهاند.‏قرار استفاده مورد فزایندهای بهصورت جدیدیامکانات حاجب،‏ دیوارهای از استفاده ‏)انجمنFEICA 2008 اروپا،‏ اتحادیه درون در درزگیر و چسبنده مواد بازار تقسیمبندی 4. شکل آنها(‏ملی تجاری انجمنهای و اروپا درزگیر و چسبنده مواد سازندگان ساختمانهاطراحی جهت معماران برای یکساختمانی،‏ لعابدهی است.‏ آورده فراهم دیوارساخت فرآیند از تطبیقپذیر بسیار شکل بهوسیلهیشیشه مورد،‏ این در است.‏ حاجب بدنهیبه سیلیکونی،‏ پلیمر چسبندهی مواد دیوارچهارچوب مثال عنوان به ساختمان،‏ ‏)بهعنوانایستا بارهای میشود.‏ متصل حاجب،‏ درزگیرهایطریق از باد(‏ نیروهای مثال کهساختمان بدنهی به ساختمانی،‏ سیلیکونی میشوند.‏منتقل قرارگرفته،‏ زیر در لعابدهیفرآیند،‏ این به دلیل بههمین ومیشود گفته نیز ساختمانی سیلیکونی سیلیکونپلیمرِ‏ عنوان تحت مربوطه،‏ درزگیر شناخته(structural silicone) ساختمانی برخورداریبهدلیل سیلیکون پلیمر میگردد.‏ برایچشمگیر،‏ دوام و هواخوری قابلیت از قراراستفاده مورد ساختمانی لعابدهی سیلیکونپلیمر وجود،‏ این با میگیرد.‏ ودمایی انبساط تأثیر تحت ساختمانی،‏ درمیشود.‏ برشی تنش دچار باد،‏ نیروهای باکارآمدی درزگیرهای موقعیتهایی چنین هستندموردنیاز مشخص،‏ خستگی خصوصیات طولعمردر شکست یا کارایی کاهش از تا پينوشتآید.‏بهعمل جلوگیری ساختمان،‏ 4. 3اروپااتحادیه در فعلی وضعیت درگسترده‏ بهشکلی درزگیر و چسبنده مواد موردصنعتی مختلف بخشهای از بسیاری مواداین برای تقاضا میگیرند.‏ قرار استفاده مصرفکنندگاناست.‏ بوده رشد حال در همواره متحده،‏ایاالت از عبارتند اصلی تولیدکنندگان و اینبا فرانسه.‏ و انگلستان ایتالیا،‏ آلمان،‏ ژاپن،‏ بودهرشد بیشترین دارای که منطقهای وجود است.‏چین بهویژه دور شرق وچسبنده مواد برای تقاضا 2008، سال در تنمیلیون 3/2 اروپا اتحادیه درون در درزگیر است.‏بوده بهشکلینیز پرکننده مواد برای جهانی تقاضای 2006،سال در است.‏ افزایش حال در یکنواخت مصرفمواد این از تن میلیون 50 از بیش نرخهماکنون،‏ و یورو(‏ میلیارد )25 شدهاند است.‏درصد 3 حدود میانگین ساالنهی رشد جهاندر منابع مهمترین از یکی پرکننده مواد شمالی‏)آمریکای کنونی اصلی بازارهای هستند.‏ بهویژهآسیا،‏ بهسوی انتقال حال در اروپا(‏ و هستند.‏هند و چین یاچرخش تحت تیکسوتروپیک،‏ سیال یک 1. بود.‏خواهد کمتری گرانروی دارای لرزش بعنوانمیتواند دوداندود سیلیس همچنین 2. نماید.‏عمل سیمان بر مبتنی موادِ‏ در پوزوالن استگرانقیمتتر سیلیس دود از ماده این البته درآن از وسیعتر استفادۀ از مانع امر همین و است.‏شده باال کارآیی دارای بتونهای منبع1. Michael Gleiche, ObservatoryNANO, Construction, focus Report on Adhesives& Sealants, 2010قابهایساختمانی-‏ لعابدهی 3. شکل پلیمردرزگیر یک بهوسیلهی پنجره شیشهی شدهاند.‏ثابت خود جای در ساختمانی سیلیکون Tremco illbruck GmbH & Co.KGمنبع:‏ 25پياپي‎164‎3 شماره خرداد‎90‎ دهم سال

More magazines by this user
Similar magazines