کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری  

ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

چکیده

سیمان سفید یکی از مواد تشکیل دهنده کلیدی در معماری و کاربردهای بتن در مصارف تزیینی می‌باشد. علی الخصوص با بکار بردن این سیمان، بتن حاصل آمده نه تنها بعنوان ماده کاملی مطرح خواهد بود که دارای محدوده لایتناهی از طیف رنگی می‌باشد، بلکه خود معرف کیفیتهای وابسته به زیبایی شناختی بوده و چنین صفتی را بصورت مشدد بیان می‌دارد. علاوه بر این، چنین سیمانی، در عین حال، از اعتبار قابل توجهی بر حسب کیفیت سازه‌ای قابل توجه، بواسطه قدرت مکانیکی بالای آن، برخوردار می‌باشد.

این مقاله سعی دارد تا نسبت به فراهم ساختن اطلاعات فنی برای طراحان، معماران و مقاطعه کاران اقدام نماید، تا آنکه از این طریق آنها قادر باشند ماده‌ای را بدست آورند که از عملکرد بتنی بالایی برخوردار باشد، همانند مواد طبیعی همچون سنگ مرمر، و علاوه بر این از خصیصه‌های وابسته بدان همانند دوام، عملکرد و خصیصه‌های محیطی اضافه شده نیز بهره‌مند باشد. براستی، در اینجا نوع جدیدی از سیمان سفید عرضه می‌گردد که حاوی _۲TiO می‌باشد و از خصیصه‌های‌ فتوکاتالیز قابل توجهی نیز برخوردار است که اجازه خواهد داد تا ویژگی‌های مرتبط با زیبایی بتن در خلال زمان حفظ شود و همچنین در امر حذف آلاینده های خطرناک از محیط شهری نیز مشارکت داشته باشد.

در این مقاله همچنین کاربرد قابل توجه بتن مورد تشریح قرار خواهد گرفت که در زمینه ساخت و ساز نوآورانه یک کلیسا در رم به نام کلیسای Dives in Misericordia بکار گرفته شده است بگونه‌ای که بادگیرهای آن با استفاده از بتن با عملکرد بالا بر مبنای این سیمان جدید ساخته شده است. خصیصه‌های‌ فیزیکی و مکانیکی اصلی این HPC در مقاله حاضر مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۱- سیمان سفید

در شروع چنین مبحثی می‌بایست از تحقیقات متوالی آزمایشگاهی که هدف از آنها تحصیل خصیصه‌های برجسته علاوه بر میزان سفیدی قابل توجه بوده است تشکر و قدردانی نمود. بر این اساس، سیمان سفید بعنوان یک ماده پیوند دهنده دارای عملکرد بالا شناخته شده است. کلینکر سفید از طریق مراقبت در روال ساخت بگونه‌ای تولید می‌شود که میزان کامپوزیتهای آهنی و دیگر کامپوزیت های فلزی سنگین بیش از ۰٫۱۵% نگردد، چرا که حضور چنین محتوایی باعث می‌شود تا سیمان پرتلند معمولی رنگ خاکستری متمایز خود را به دست آورد. بدین منظور، در ابتدا لازم است تا مواد خام به دقت انتخاب شوند: بر این اساس تنها کائولین‌های خالص و سنگ آهن سفید بر مبنای مفاد معدن شناسانه دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۱-۱ خصیصه‌های‌ رنگ سنجی

کنترل رنگ (مخصوصاً در مورد سیمان سفید) از طریق رنگ سنجی نور بازتاب داده شده با استفاده از موادی که از تابش و انعکاسی بالایی برخوردار می‌باشند همانند اکسید منیزیوم یا تیتانیوم انجام می‌پذیرد.

بطور خلاصه کیفیت “سفید” سیمان از طریق سه پارامتر ذیل اندازه گیری می‌شود:

خلوص، بمعنای آنکه میزان شدت یا درجه رنگ چقدر است. خلوص از طریق درصد رنگ برآورد می‌شود.

طول موج نافذ، بمعنای آنکه رنگ بندی درجه رنگ که در بردارنده و مشخص کننده خصیصه‌های هر یک از رنگهای سفید می‌باشد چگونه خواهد بود (به همین دلیل کلیه مجموعه رنگ های سفید با هم برابر نمی‌باشند). طول موج نافذ بین زرد و آبی قرار خواهد داشت.

درخشندگی، بمعنای توان بازتاب نور تابشی یا نور فرودی (بیشترین خصیصه‌های متمایز مجموعه‌های رنگ سفید)، که بعنوان تفاوت در درصد بین نور بازتاب داده شده بوسیله سطح سیمان سفید و موردی که بوسیله سطح مشابهی از اکسید منیزیم بازتاب داده شده است مشخص می‌گردد، که بصورت متعارف تحت عنوان «سطح سفید ایده آل» خوانده می‌شود.

در هر مورد، تا آنجایی که مربوط به سیمان می‌شود خصیصه‌های‌ رنگ سنجی را می‌توان تنها از طریق دو پارامتر مشخص ساخت: درخشندگی و خلوص، چرا که پارامتر سوم (یعنی، طول موج پایه)، که معمولاً برای پودرهای مختلف در سیمانها تقاضا می‌شود، تقریباً بصورت یکسان باقی می‌ماند (برای سیمان ها معمولی،، برای سیمان های سفید، ).

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۲-۱ خصیصه‌های‌ فتوکاتالیز

مطالعات علمی‌ فتوکاتالیز در حدود ۳ دهه قبل آغاز گشته است. از آن به بعد چندین مورد تحقیقاتی انجام گرفته است، اما تنها در خلال ۱۰ سال گذشته بوده است که قابل توجه‌ترین پتانسیل این تکنولوژی ظهور نموده است: کاربرد فتوکاتالیزور در کاربردهای تصفیه محیطی. این امر انگیزه‌های لازم را برای شروع کاربردهای صنعتی و انجام تحقیقات بوسیله پژوهشگران موسسات را سبب شده است. افزایش فزاینده‌ای در موارد  ثبت شده جهانی در این زمینه مشاهده گردیده و در این خصوص در سال ۱۹۹۹ بیش از ۴۰۰ کاربرد بین المللی ثبت گردیدند.

قواعد محیطی سخت که به وسیله مقامات مسئول وضع گردیده‌اند باعث شده است تا انگیزه کافی را برای گروههای تحقیقات دانشگاهی و صنعتی ایجاد نماید تا بدین وسیله آنها نسبت به توسعه استراتژیهای جدید در زمینه کاهش آلودگی مواد سیال خطرناک و همچنین آلاینده‌های گازی اقدامات مقتضی را انجام دهند. چنانچه نگاهی به موارد قبلی بیاندازیم، می‌توان دریافت که توجه بسیاری بر روی حذف آلاینده‌هایی همچون NOx ، هیدروکربن ها و کلرایدهای آلی معطوف شده است، چرا که چنین آلاینده‌هایی دارای تأثیرات اجتماعی بالایی در زندگی روزمره ما می‌باشند.

علی الخصوص این امر را باید ذکر نمود که فعل و انفعالات شیمیایی در جو بین NOx و هیدروکربنها، تحت تابش خورشیدی (غبارهای فتوشیمیایی)، باعث شده است تا خطرات مرتبط با بهداشت، مخصوصاً در نواحی شهری که با ترافیک سنگینی روبرو می‌باشند، افزایش یابد.

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۱-۲-۱٫ سیمان حاوی فوتوکاتالیزها

در چارچوب یک استراتژی که هدف از آن کاهش آلودگی محیط زیست از طریق استفاده از مواد ساخت و سازی می‌باشد که حاوی فتوکاتالیزها هستند، سیستمی‌مورد بررسی قرار گرفت که متشکل از دی اکسید تیتانیوم (_۲TiO) و سیمان سفید بوده است.

در ابتدا تکنولوژی خاصی که شامل از هم پاشیدگی فتوکاتالیزور آلاینده‌های آلی بود جهت حفظ خصیصه‌های‌ زیبایی شناختی سازه های بتنی مورد بهره برداری قرار گرفت.

معرفی مقادیر متناسب _۲TiO در ترکیبات سیمانی باعث شد تا حالت فعال فتوکاتالیزور در سطح سازه های سیمانی فراهم شود.

در حقیقت، بر اساس انتظارات، محصولات بتنی می‌بایست خصیصه‌های‌ زیبایی خود را در خلال زمان بدون تغییر حفظ نمایند، این خصیصه مخصوصاً برای رنگ، حتی در حضور محیط‌های شهری تهاجمی ‌و مشکل آفرین، مد نظر می‌باشد.

۲-۲-۱ فتوکاتالیزور و حذف NOX

دو دستورالعمل اجرایی را می‌توان برای حذف NOX برشمرد:

۱- کاهش هیدروکربن‌ها یا آمونیاک

۲- یک روش دو مرحله‌ای جذب- احیا یا فرآیند تخریب گرمایی

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۲- بتن سیمان سفید: طراحی ترکیبی

طراحی ترکیبی برای بتنی که با استفاده از سیمان سفید ساخته شده است می‌بایست به گونه‌ای توسعه یابد که دو ویژگی اساسی ذیل در آن مد نظر قرار گرفته شود:

• خصیصه‌های‌ مربوط به زیبایی شناختی یا سطح صاف و صیقلی رویه (شامل خصیصه‌های‌ فتوکاتالیزوری)

• مناسب بودن قدرت یا وضعیت سازه

۱-۲ سنگدانه ها یا مصالح اضافه شده

 در خصوص بتن سیمان سفید، انتخاب سنگدانه‌ها در حد کفایت از حالت الزام مطلقی برخوردار می‌باشد تا بر این اساس بتوان رنگ سفید را برای سیمان حاصل نمود.

کلیه سنگدانه‌ها می‌بایست تمیز و عاری از هر گونه خاک رس، گرد و خاکهای معدنی و ناخالصی‌ها باشند. علاوه بر این لازم است تا از آلودگی‌هایی که همراه با دیگر مواد ممکن است بروز نمایند، نیز اجتناب شود.

۲-۲ مواد اضافه شده معدنی

جهت ارتقای خصیصه‌هایی چون قدرت و دوام شیمیایی و فیزیکی، می‌توان نسبت به اضافه نمودن مواد معدنی در طرح ترکیبی اقدام نمود.

در مورد بتن سیمان سفید، این امر مشهود است که مواد پوزولانی ظریف (نظیر بخار سیلیکا، خاکستر کوره دمشی، خاکستر بادی، خاکستر سبوس برنج و متاکائولین) می‌بایست بصورت سفید استفاده گردیده و در میان کلیه موادی که اخیراً موجود می‌باشند تنها مواد فوق الذکر را می‌توان مد نظر قرار داد. براستی، نوع خاصی از فوم سیلیکا یا سیلیکای رسوب شده از قیمت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد.

۳-۲ ترکیبات کاهنده آب

از آنجائیکه سطوح مطالبه آب در HPC مترادف با نسبت مواد چسبنده یا رنگ پایه‌ها به آب بمیزان ۰٫۲۰-۰٫۳۵ می‌باشد، استفاده از فوق شکل پذیرکننده‌های آکرلیک در مقایسه با میعان سولفونات ملامین- فرمالدئید یا نفتالین- فرمالدئید ترجیح داده می‌شود. در موارد خاصی از بتن سفید، انتخاب ترکیبات به میزان قابل توجهی در ارتباط با رنگ آنها خواهد بود.

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۳- بادگیرهای سفید برای کلیسای DIVES IN MISERICORDIA در شهر رم

کلیسای DIVES IN MISERICORDIA بعنوان یکی از پروژه‌های ریچارد میر، یکی از استادان معماری معاصر، از جمله اولین مثالهایی است که در آن از راهکارهای فوتوکاتالیزور بهره گرفته شده است. طراحی ساده و در عین حال سخت آن، که خود تقدس داخلی ساختمان را با مضمون حیات بخش فضاهای خارجی آن ترکیب نموده است، از طریق ۳ شراع یا بادگیر بتنی سفید بزرگ جلوه‌گر می‌شود، بادگیرهایی که در طی وزش باد شرقی به نوسان در می‌آیند.

۱-۳ طراحی ترکیبی HPC سفید برای بادگیرها

در این کاربرد، واحد تحقیق و توسعه Italcementi نسبت به توسعه HPC سفید برای این پروژه اقدام نمود که حاوی ذرات فتوکاتالیزور بصورت ترکیبی بوده است که قابلیت اکسیداسیون آلاینده‌های جوی آلی و غیره آلی را دارا می‌باشد، بگونه‌ای که روشنی یا درخشندگی و همچنین رنگ آن در خلال زمان با تأخیر و اضمحلال روبرو نخواهد شد.

۲-۳ خصیصه‌های مکانیکی و فیزیکی

کلاس پایداری S5 گزارش شده و میانگین حجمی وزن توده ‌نیز به میزان ۲۴۳۰kg/m³ برآورد شده است.

اطلاعات بیشتر در زمینه دفرمه شدگی مرتبط با سنجش رطوبت (چروکیدگی)، مقادیر خزش، یخ زدگی- و ذوب شدگی و رفتارهای وابسته بدانها و علاوه بر این رفتار دمایی نیز در این مبحث گنجانده شده است.

کاربرد سیمان سفید بعنوان بتن معماری ارائه خصیصه‌های فتوکاتالیز

۴- نتیجه گیری

مواد سیمانی حاوی TiO₂ عمدتاً به صورت آناتاز هستند، که با تابش نور کافی حالت درخشندگی قابل توجهی می‌یابند و پدیده اکسیداسیون را نیز به صورت کارا بر روی مواد آلی که در تماس با آنها می‌باشند نیز ارتقا می‌دهند.

عناصر سازه‌ای حاوی سیمان های سفید که TiO₂ نیز بدانها اضافه شده است قابلیت حفظ ظاهر زیبای بنا را داشته و این زیبایی در خلال زمان همچنان بصورت پایدار باقی می‌ماند.

با توجه به ارتقای حاصل شده در استاندارهای زندگی، ما عقیده داریم که استفاده متوالی و گسترده فتوکاتالیزورها در مواد سازه‌ای را می‌توان بعنوان یک روش جدید مشارکت در زمینه بحداقل رسانی حملات مربوط به آلاینده ها در محیط شهری بکار گرفت.

کاربردهای بسیاری با استفاده از سیمان سفید امکان پذیر می‌باشند که برخی از آنها بشرح ذیل می‌باشند: مصالح ماقبل- ترکیبی خشک برای امور زیبایی شناختی و بازسازی سازه‌ای سطوح تخریب شده، نقاشی‌های حاوی سیمان، پوششهای سقف و کف، تنظیمات شهری، بازسازیهای هنری و کاربرد مصالح برای پوشش های اسپری و گچ اندود.