استفاده از نانو ذرات برای ساخت مواد پرکننده درزهای انبساط و انقباض کانال های بتنی انتقال آب

با توجه به موقعیت کشورمان، وجود ناهمواری¬های بسیار پراکنده و با داشتن متوسط بارندگی 250 میلیمتر در سال، ایران جزء یکی از مناطق نسبتاً کم باران جهان محسوب می گردد. توزیع نامناسب مکانی و زمانی بارش باعث گردیده است که اکثر نقاط کشور ما آب به مقدار کافی نداشته باشند و یا در نقاطی که آب موجود است زمین زراعی به¬مقدار کافی در اختیار نیست و بعلت دوری مناطق کشاورزی و صنعتی اجبار به انتقال آب به مسافت های زیاد می باشد. متاسفانه این انتقال در کلیه موارد موجب اتلاف آب می گردد. بعبارتی حدود 30 درصد آب مصرفی در کشاورزی به مصرف مفید مزرعه می رسد و 70 درصدآن در مراحل مختلف انتقال، توزیع و مصرف به هدر می رود. پوشش کانال ها با هدف افزایش مقاومت دیواره های خاکی آنها در مقابل آب شستگی و نفوذ آب بمنظور افزایش راندمان انتقال یک امر ضروری است. از آنجایی که ارزانترین پوشش ها نیز هزینه قابل توجهی در بردارند، لذا انتخاب نوع پوشش باید با دقت زیادی صورت گیرد و ضمن انتخاب مناسب ترین پوشش، در جهت کاهش هزینه با حفظ مشخصات و خصوصیات مهندسی تلاش گردد. درزهای پوشش کانال شامل درزهای ساختمانی، درزهای انقباض و درزهای انبساط می باشند که به ترتیب با هدف سهولت اجرا، کنترل ترک¬های ناشی از افت بتن و انقباض ناشی از افت درجه حرارت در هنگام هیدراسیون و کنترل تغییر حجم ناشی از تغییرات درجه حرارت ایجاد می شوند. آب بندی و پر کردن درزها در کانال¬های آبیاری یکی از حساس ترین بخش¬های عملیات پوشش بشمار می رود. بحران انرژی و نیاز به صرفه جویی در مواد انرژی زا در تهیه و تولید مواد مختلف نظیر سیمان باعث گردیده است که کوششی همه جانبه در اقتصادی کردن تولید این فرآورده و بهبود بخشیدن به کیفیت آن در سطح جهان انجام پذیرد. یکی از قدم¬های موثر در حل این مشکل استفاده از مواد پوزولانی بصورت طبیعی و مصنوعی در سیمان است. استفاده از این مواد بعنوان جایگزین بخشی از سیمان، نه تنها بهای تمام شده بتن را تقلیل می دهد، بلکه باعث بهبود خواص بتن تازه و سخت شده می گردد. در این تحقیق به¬منظور بررسی امکان استفاده از نانو ذرات برگ خرما و نی بامبو به¬جای بخشی از سیمان به عنوان ماده پرکننده درزهای انبساط و انقباض کانال¬های بتنی انتقال آب، مقاومت و دوام این نوع بتن¬ها در محیط¬های سولفاته و مقایسه آن با بتن کنترل مورد بررسی قرار گرفته است. گیاه بامبو و برگ نخل خرما را پس از خشک کردن به¬وسیله چاپر خرد کرده و بوسیله آسیاب گلوله¬ای و آسیاب لوس آنجلس به وسیله گلوله های فولادی که در آن قرار دارند به اندازه لازم آسیاب شدهخواهد شد تا به اندازه کافی نرم شده و به موادی با مقیاس نانو تبدیل گردید. سپس با استفاده از با جایگزینی مقادیر 30، 20، 0 درصد از هر یک از دو ماده مورد آزمایش(بطور جداگانه) به جای سیمان و با غلظت معین برای هر مقدار درصد جایگزینی ذرات تعداد 342 نمونه تهیه گردیده و خصوصیات مهندسی بتن ساخته شده مانند مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و دوام مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می¬دهد که مقادیر مقاومت فشاری و کششی تا سن 180 روزه در بتن با 20 درصد نانو ذرات بامبو تقریبا برابر با بتن کنترلی می¬باشد و در سایر تیمارها مقادیر مقاومت فشاری و کششی پائین¬تر از بتن کنترلی می¬باشد. در تمام تیمارها میزان کاهش وزن نمونه¬ها در اثر قرارگیری در محیط سولفات منیزیم نسبت به بتن کنترلی پائین¬تر می¬باشد بررسی مقادیر مدول الاستیسیته نشان می¬دهد که استفاده از پوزولان¬های برگ نخل و نی بامبو با عث کاهش مدول الاستیسیته می¬گردد که بتن تهیه شده دارای قابلیت کرنش بیشتری نسبت به بتن کنترلی می¬باشد که یکی از خصوصیات بسیار مهم ماده درزبند به¬شمار می¬رود.