کاربرد بتن‌های نانویی از سازه‌های شهری تا دفن مواد سمی

کاربرد بتن‌های نانویی از سازه‌های شهری تا دفن مواد سمی

شرکت دانش‌بنیان طرح و ساخت رابین، به عنوان یکی از تولیدکنندگان مهم کامپوزیت‌های سیمانی فوق توانمند نانوساختار در کشور، پس از تقریبا ۲۰ سال تحقیق و توسعه و ۱۱ سال تولید صنعتی، اکنون یکی از بازیگران مهم در حوزه مصالح پیشرفته ساختمانی محسوب می‌شود. این شرکت که از سال ۱۳۹۴ عنوان دانش‌بنیان را کسب کرده، با تولید بیش از ۳۰ نوع محصول مبتنی بر ذرات نانوساختار، توانسته ویژگی‌هایی مانند مقاومت بسیار بالا، شکل‌پذیری مناسب، تراکم زیاد و نفوذپذیری پایین را به بازار مصالح ساختمانی ایران وارد کند. محصولات این شرکت با مقاومت ۱۲۰ تا ۵۰۰ مگاپاسکال، در حوزه‌های شهری، نظامی، زیرساختی و حتی دفن مواد خطرناک کاربرد دارند و به گفته دکتر حمیدرضا احمدیان، کیفیت آن‌ها در بسیاری از موارد با نمونه‌های معتبر خارجی برابری می‌کند. صادرات به عراق و ازبکستان نیز نشان داده که این مصالح ظرفیت ورود گسترده‌تر به بازارهای منطقه را دارند.

ورود فناوری‌های نانومقیاس به حوزه ساخت‌وساز در سال‌های اخیر، مسیر تازه‌ای را برای تولید مصالح نوین در کشور ایجاد کرده است. شرکت طرح و ساخت رابین یکی از مجموعه‌هایی است که در این مسیر نقش مهمی ایفا کرده و توانسته استانداردهای جدیدی را در صنعت ساختمان ایران پایه‌گذاری کند.

۲۰ سال پژوهش و ۱۱ سال تولید صنعتی

این شرکت فعالیت خود را با انجام مجموعه‌ای از تحقیقات تخصصی در زمینه کامپوزیت‌های پایه سیمان آغاز کرد و پس از حدود دو دهه پژوهش مستمر، موفق شد خطوط تولید صنعتی این مصالح را راه‌اندازی کند. دکتر حمیدرضا احمدیان، مدیرعامل شرکت، می‌گوید: «مسیر تولید بتن‌های فوق توانمند، مسیری پیچیده و نیازمند آزمون‌های فراوان است. ما بیش از ۲۰ سال روی این موضوع کار کردیم تا بتوانیم محصولی صنعتی و قابل رقابت در سطح جهانی عرضه کنیم»

بیش از ۳۰ محصول با پایه نانوساختار

شرکت طرح و ساخت رابین در سال ۱۳۹۴ موفق به دریافت گواهی دانش‌بنیان شد. به گفته احمدیان، این شرکت بیش از ۳۰ محصول مختلف تولید می‌کند که وجه مشترک همه آن‌ها استفاده از ذرات نانویی در ساختار اصلی است. این نانومواد بر اساس نوع محصول و عملکرد مورد انتظار، در مقادیر متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله خواص قابل هدف‌گذاری در این محصولات می‌توان به مقاومت بسیار بالا، زیبایی، دوام، شکل‌پذیری و ویژگی خودتمیزشوندگی اشاره کرد.

در دسته‌بندی مقاومتی، بتن‌های تولیدی این شرکت در محدوده ۸۰ تا ۱۲۰ مگاپاسکال و بالاتر قرار می‌گیرند؛ محدوده‌ای که عملاً بدون حضور نانومواد و کنترل دقیق ساختار قابل دستیابی نیست. برخی از محصولات حتی به مقاومت‌های ۵۰۰ مگاپاسکال نیز رسیده‌اند.

ویژگی‌های فنی و ساختاری کامپوزیت‌ها

احمدیان یکی از ویژگی‌های مهم این کامپوزیت‌ها را «رفتار شبه‌پلاستیک و شکل‌پذیر» معرفی می‌کند؛ ویژگی‌ای که باعث می‌شود ماده در برابر بارهای ناگهانی عملکرد مناسبی داشته باشد. او همچنین به تراکم این مصالح اشاره می‌کند که به دلیل استفاده از مواد نانوساختار، بسیار بالا است و در نتیجه نفوذپذیری آن‌ها در برابر آب، مواد شیمیایی و املاح به حداقل می‌رسد.

برای بهبود رفتار شکل‌پذیری، انواع الیاف نیز در ترکیب بتن به کار می‌رود. ترکیب الیاف با ذرات نانویی و سنگدانه‌های مخصوص، ساختاری یکپارچه ایجاد می‌کند که هم مقاومت و هم انعطاف در برابر ضربه و تغییر شکل را افزایش می‌دهد.

مقایسه با نمونه‌های خارجی

در بخش دیگری از سخنان خود، احمدیان به مقایسه محصولات این شرکت با نمونه‌های مشابه خارجی پرداخت و اعلام کرد: «نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که محصولات ما از نظر خواص مکانیکی و دوام، مشابه یا حتی در مواردی بهتر از محصولات شرکت‌های معتبر جهانی از جمله شرکت دورا هستند». دورا یکی از شناخته‌شده‌ترین تولیدکنندگان UHPC یا بتن فوق توانمند در جهان است.

وی یادآور شد که رکورد ثبت‌شده برای مقاومت بتن فوق توانمند در آمریکا حدود ۹۰۰ مگاپاسکال است و در ایران شاخص ۵۷۰ مگاپاسکال توسط محصولات شرکت‌های داخلی ثبت شده است؛ رقمی که نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجه در این حوزه است.

دکتر احمدیان در معرفی اجزای اصلی ترکیبات کامپوزیتی این شرکت به موارد زیر اشاره کرد:

سیمان‌های دارای میزان پایین تری‌کلسیم‌آلومینات

سنگدانه‌های کریستال میکرونیزه

نانوسیلیس کلوییدی

نانواکسید تیتانیوم

پوزولان‌های فعال

افزودنی‌های شیمیایی مانند پلی‌کربوکسیلات و پلی‌اکریلات

ترکیب این مواد نیازمند کنترل دقیق نسبت‌ها و استفاده از دستگاه‌های پیشرفته اختلاط است. احمدیان اشاره می‌کند که مواد نانویی اگرچه خواص ارزشمندی ایجاد می‌کنند، اما به دلیل اندازه بسیار کوچک، حساسیت فرآیند تولید را بالا می‌برند. کنترل سرعت همزن، دمای مواد و زمان اختلاط از جمله پارامترهای حیاتی در این فرآیند است.

کاربردهای گسترده در صنایع مختلف

این محصولات تنها برای ساخت‌وساز معمولی تولید نمی‌شوند، بلکه کاربردهای متنوعی دارند؛ از جمله:

سازه‌های شهری

ترمیم رویه‌های راه

سازه‌های آب و فاضلاب

قطعات و تجهیزات تاسیساتی

اجزای مبلمان شهری

سازه‌های مرتبط با دفن زباله‌های خطرناک و مواد سمی

این گستره کاربرد نشان می‌دهد که بتن‌های فوق‌ توانمند نانوساختار نه‌تنها برای زیبایی یا مقاومت ساده، بلکه برای مدیریت چالش‌های مهم حوزه زیرساخت نیز قابل استفاده هستند.

گواهی‌های معتبر و صادرات

شرکت طرح و ساخت رابین دارای گواهی‌های متعدد شامل استاندارد ملی ایران، گواهی نانومقیاس، صلاحیت پیمانکاری، ایمنی و کارت بازرگانی است. این مجموعه علاوه بر تولید داخلی، سابقه صادرات به عراق و ازبکستان را دارد و حتی در این کشورها کارگاه تولیدی احداث کرده است. توسعه بازارهای خارجی یکی از برنامه‌های جدی این شرکت در سال‌های آینده به شمار می‌رود.