نانو زود سخت شونده سمنت پلاست-بتن: کاهش مدت زمان عمل آوری

یکی از مواد اولیه در ترکیبات سنگ مصنوعی ماده نانو زود سخت کننده سنگهای صنعتی سمنت پلاست (شتاب دهنده و زود سخت شونده بتن)؛ نانو سیل (nano accelerator) می باشد.

یکی از معضلات تولید سنگ مصنوعی سمنت پلاست و همچنین بتن بخصوص در فصل زمستان و هوای سرد، افزایش مدت زمان عمل آوری و یا اصطلاحاً خشک شدن بتن و یا سنگ مصنوعی می باشد.

لذا جهت تسریع واکنشهای هیدراتاسیون و پلیمریزاسیون میتوان از نانو زود سخت شونده استفاده نمود و عملیات عمل آوری محصول را در سنگ مصنوعی سمنت پلاست تا 6 ساعت تقلیل داد.

همچنین با استفاده از این ماده میتوان به نتایجی از قبیل موارد ذیل دست یافت:

افزایش حدود ۵ الی ۱۵ درصد مقاومت فرسایش سطحی محصول (با فرض ثابت بودن میزان سیمان مصرفی با توجه به فرمول ثابت و همچنین با توجه به دوز مصرف از این ماده)، این ماده (شتاب دهنده نانو سیل)

موجب افزایش مقاومت خمشی محصول به مقدار ۱۰ الی ۲۰ درصد نسبت به فرمول قبل میگردد (‌به دلیل ایجاد کریستالاسیون قویتر و بیشتر در سیمان)

موجب کاهش مدت زمان مقاومت نهایی بتن می گردد (مقاومت نهایی محصول پس از ۲۸ روز حاصل میگردد. با توجه به دوز مصرف این مدت زمان به ۱۰ الی ۱۴ روز تقلیل می یابد)

افزایش مقاومت فشاری محصولات به مقدار ۱۰ الی ۲۰ درصد نسبت به فرمول قبل

به دلیل قرارگیری مواد نانو در پیوندهای بین مولکولی موجب کاهش میزان جذب آب سطحی و مطلق محصول با توجه به میزان مصرف میگردد (کاهش ۲۰ الی ۳۰ درصدی جذب آب محصول نسبت به فرمول ثابت)

افزایش مقاومت یخبندان به دلیل پر نمودن حفره های پیوسته و ناپیوسته در بافت محصول

براقیت بیشتر محصول به دلیل کاهش مدت زمان عمل آوری و تسریع در فرآیند کیورینگ محصول

در ذیل برخی از مشخصات و نحوه مصرف نانوسیل زود سخت شونده و شتاب دهنده نانوسیل سنگ مصنوعی سمنت پلاست را توضیح خواهیم داد:

مشخصات فیزیکی ماده اولیه و ترکیبات نانو زود سخت شونده سنگ مصنوعی سمنت پلاست

سوسپانسیون غلیظ نانو ذرات کلسیم سیلیکات هیدرات و به رنگ سفید می باشد. این ماده بدون یون کلر و همچنین بدون تاثیر در گیرش اولیه بتن و سنگ مصنوعی سمنت پلاست می باشد. با PH=11-12

مکانیسم رفتار نانو سیل زود سخت شونده (شتاب دهنده) روی سنگ مصنوعی سمنت پلاست

زمانیکه سیمان با آب ترکیب می گردد (واکنش هیدراتاسیون) نانو ذرات کلسیم سیلیکات هیدرات به تعداد زیاد ما بین ذرات سیمان قرار گرفته و مانند جوانه در سیمان عمل می نماید. کلسیم سیلیکات هیدرات (نانو سیل زود سخت شونده) حاصل از هیدراتاسیون سیمان روی این جوانه ها رشد و تکثیر یافته، و به عبارت دیگر تمام ذرات سیمان یکباره به شکل هوشمند شروع به شبیه سازی و تکثیر این ذرات می نماید و در نتیجه منجر به سخت شدن و گیرش ثانویه زودتر در بتن و سنگ مصنوعی سمنت پلاست می گردد.

میزان مصرف نانوسیل زود سخت شونده سنگ مصنوعی سمنت پلاست:

میزان مصرف با توجه به شرایط مختلف آب و هوایی و دمای نگهداری محصول تا عمل آوری متغیر و بین ۲ الی ۵ درصد برای سنگ مصنوعی سمنت پلاست و بین ۱ الی ۴ درصد برای بتن می باشد.

شرایط نگهداری نانوسیل زود سخت شونده بتن و سنگ مصنوعی: در دمای بالای ۵ درجه سانتیگراد و به دور از تابش نور مستقیم خورشید بین ۹ الی ۱۰ ماه خواهد بود.روش مصرف نانوسیل زود سخت شونده سنگ مصنوعی سمنت پلاست:

با توجه به شرایط آب و هوایی و دمای نگهداری محصول تا عمل آوری بتن و یا سنگ مصنوعی سمنت پلاست میزان ۱ الی ۵ درصد در هنگام افزودن آب به مخلوط اضافه میگردد. توجه نمایید به میزان مصرف نانو سیل زود سخت شونده سنگ مصنوعی سمنت پلاست باید از میزان رطوبت (میزان مصرف آب) کاسته گردد. این ماده روی گیرش اولیه بی تاثیر می باشد.

مزایای نانوسیل زود سخت شونده سنگ مصنوعی سمنت پلاست

کاهش مدت زمان عمل آوری بتن و خشک شدن بتن: کاهش مدت زمان عمل آوری در سنگ مصنوعی سمنت پلاست در تابستان و بویژه در زمستان (حداقل مدت زمان نگهداری در زمستان برای سنگ مصنوعی سمنت پلاست با توجه به استفاده از نانو زود سخت شونده بین ۸ الی ۱۰ ساعت می باشد). 

قابلیت باز شدن و کاهش زمان سنگ مصنوعی سمنت پلاست از قالب در زمستان از حداقل ۲۴ ساعت به حداکثر 6-8 ساعت.

به دلیل افزایش سرعت هیدراتاسیون و پلیمریزاسیون موجب عمل آوری زودتر محصول گردیده و از چسبندگی مواد به قالب ها جلوگیری می نماید.

تبدیل سیمان درجه پایین به سیمان درجه بالا از لحاظ کسب مقاومت و سختی.

توانایی کاهش ۵ الی ۱۰ درصد از سیمان مصرفی به ازای مصرف هر یک درصد از نانو سیل زود سخت شونده.

افزایش ۱۰ الی ۲۰ درصدی به مقاومت فشاری محصول نهایی ۱۴ روزه.

افزایش تراکم و دانسیته، افزایش مقاومت سایشی و کاهش میزان جذب آب در محصول.

سازگاری با انواع افزودنی بتن و روان کننده مختلف (عدم سازگاری با روان کننده بتن نفتالین پایه=در صورت استفاده از این افزودنی از نانو سیل زود سخت شونده استفاده نگردد)سیلیکات سدیم (Sodium Silicate) یک نوع افزودنی شیمیایی است که معمولاً به بتن اضافه می‌شود تا ویژگی‌های آن را بهبود بخشد.

تاثیر سیلیکات سدیم بر بتن و سنگ مصنوعی سمنت پلاست می‌تواند به صورت زیر باشد:

سولفات آلومینیوم: این ماده معمولاً به عنوان یک افزودنی شیمیایی در تولید بتن استفاده می‌شود و موجب شتاب اولیه فرآیند سخت شدن بتن می‌شود.
کلرید‌ها: مانند کلرید کلسیم یا کلرید سدیم که می‌توانند به عنوان شتاب‌دهنده‌های سریع عمل کنند و فرآیند هیدراتاسیون سیمان را تسریع دهند.
سیکلوپنتان: این ترکیبات آلی می‌توانند به عنوان افزودنی‌های شیمیایی استفاده شوند تا سرعت فرآیند هیدراتاسیون سیمان را افزایش دهند.
آلکالی‌ها: استفاده از آلکالی‌ها مانند کربنات سدیم نیز می‌تواند باعث افزایش سرعت سخت شدن بتن شود.
مواد زودگیر کننده بتن باید با دقت و با توجه به نیازهای خاص هر پروژه استفاده شوند، زیرا ممکن است تأثیرات جانبی بر خواص نهایی بتن داشته باشند.