تولید محصول با فناوری نانو، جایگزینی مناسب برای آسفالت/ «بتن پلیمری» چه ویژگی‌هایی دارد؟ + فیلم

گروه استان‌های خبرگزاری آنا- داوود دهقانی محمودآباد؛ برگزاری پنجمین جشنواره فناوری نانو در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز این فرصت را برای دانشگاه آزاد اسلامی فراهم آورد تا پژوهشگران برتر خود را حوزه فناوری نانو شناسایی کرده و آنان را به جامعه علمی کشور معرفی کند.

پنجمین جشنواره سراسری فناوری نانو دانشگاه آزاد اسلامی با برگزاری متفاوت در سال ۹۹ به میزبانی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز انجام شد و ۱۰ آذر ۹۹ با اعلام اسامی نفرات برگزیده در مراسم اختتامیه به کار خود پایان داد.

۴۶۸ مقاله، ۲۶ طرح‌‌ پژوهشی، ۵۵ کتاب تألیف و ترجمه، ۹۶ پژوهشگر برتر، ۳۰ پایان‌نامه و رساله، ۴۹ اختراع، ۱۸۲  پیش‌محصول و محصول، ۱۶ واحد فناور و ۴ شرکت دانش‌بنیان از آثار ارسالی به پنجمین جشنواره فناوری نانو دانشگاه آزاد اسلامی بود.

بیشتر بخوانید:

تولید مواد نیمه‌هادی در مقیاس نانوساختار

«نانومتریال‌ها» نواقص و اشکالات بتن را اصلاح می‌کند

سیری در 5 دوره جشنواره فناوری نانو

بر این اساس، یوسف زندی عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز در این جشنواره در حوزه محصول برتر نانو (بتن پلیمری) حائز رتبه‌ شد.

زندی عضو هیئت علمی گروه عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز و از سال 1380 در خدمت دانشجویان، استادان و همکاران حوزه علم و دانش بوده است.

خبرنگار خبرگزاری آنا به همین مناسبت با یوسف زندی به‌عنوان نفر برتر پنجمین جشنواره فناوری نانو در حوزه محصول برتر به گفتگو نشسته و دلایل برتری در این جشنواره، ارزیابی جشنواره، زمینه‌های تحقیق و پژوهش، پیشنهادها و انتقادها و ... را جویا شده است که در ادامه می‌خوانیم.

آنا: درباره محصولی (بتن پلیمری) که در جشنواره پنجم نانو حائز رتبه برتر شد، توضیح دهید.

زندی: مؤلف 18 جلد کتاب دانشگاهی (اکثراً مرجع) هستم و از سال 81 وارد حوزه فناوری شدم و تاکنون 29 ثبت اختراع انجام داده‌ام که اختراع بتن پلیمری هم جزء آنهاست. این کار در راستای یکی از کارهای ارزشمند و هدفمندی بود که بتوانیم بتن پلیمری را در نوسازی‌ها به کار بگیریم.

نزدیک به 20 درصد جاده‌های کشورهای پیشرفته مانند آمریکا بتنی هستند، جاده‌های بتنی چند مزیت مهم دارند. مهم‌ترین مزیت‌شان عمر و دوام بالاست. برخلاف جاده‌های آسفالتی که دوام‌شان از دو تا نهایتاً 10 سال است، جاده‌های بتنی اگر خوب طراحی شوند، می‌توانند 30 تا 50 سال دوام داشته باشند.

آنا: در مورد استفاده از بتن پلیمری بیشتر توضیح می‌دهید؟

زندی: بتن یک ماده طرد و شکننده است و برای ایجاد مقاومت کششی و خمشی از آرماتور استفاده می‌کنند که بتن به علاوه آرماتور می‌شود بتن‌آرمه. جاده‌های بتن‌آرمه از این منظر که برای تقویت مقاومت کششی و خمشی از آرماتور استفاده می‌شود یک‌سری نقیصه‌های عمده دارند.

مهم‌ترین نقیصه دوام آنها در محیط‌هایی است که آلوده به انواع آب‌های شور یا آب‌های سولفاته هستند، به‌ویژه  در بحث شوری، آرماتورها به‌شدت خورده شده و دوام عمر آنها به‌شدت پایین می‌آید. علاوه بر این قیمت تمام شده جاده‌های بتن‌آرمه تقریباً بالاست. یعنی اگر یک مقایسه‌ای از جاده‌های بتن‌آرمه با جاده‌های آسفالتی کنیم در کشور ما که قیر ارزان است، می‌شود گفت جاده‌های بتن‌آرمه تقریباً دو برابر جاده‌های آسفالتی هزینه دارند و نقیصه‌های دیگر، موضوع درزهای انبساط و درزهای انقباض نیز هست که عمر بتن را پایین می‌‌آورد.

در مقابل تقریباً سه تا چهار دهه است که بحث بتن‌های پلیمر در دنیا رونق گرفته است. فقط مهم‌ترین مشکل بتن‌های پلیمری قیمت بسیار بالای آنهاست. یعنی می‌شود گفت تا 10 برابر حتی تا مرز 15 برابر قیمت‌شان بالاتر از جاده‌های بتن‌آرمه است.

پلیمری که در پنجمین جشنواره فناوری نانو دانشگاه آزاد اسلامی حائز رتبه شد بر پایه آب است و اگر می‌خواستیم معادلش را از کشورهای خارجی بیاوریم تقریباً از 15 تا 16 برابر قیمت داخلی بالاتر می‌رود، این بتن پلیمری تقریباً با چهار سال کار پژوهشی ساخته شده است.

این پلیمر تشکیل شده از سه گرانول، دو چسب و سه حلال است. وقتی این محصول را به خدمت می‌گیریم، قیمت تمام شده بسیار پایین می‌آید. اگر قیمت تمام شده این محصول را با آسفالت مقایسه کنید، تقریباً دو سوم آسفالت است با این تفاوت که ضخامت این محصول 15 سانتیمتر و ضخامت آسفالت پنج الی هشت سانتیمتر است. یعنی اگر ضخامت‌ها هم برابر بود، قیمت بتن پلیمری، یک‌سوم آسفالت می‌شد. در کل این محصول با همان ضخامت 15 سانتیمتر، دو سوم قیمت آسفالت و یک دوم قیمت بتن‌آرمه تمام می‌شود و مهم‌ترین مزیتش از آنجایی که در بتن پلیمری آرماتور استفاده نمی‌کنیم، سرعت اجراست.

آنا: منظور از سرعت اجرا چیست؟

زندی: اجرای پروژه مانند یک بتن‌ریزی ساده است، تمام مصالح در قسمت بچینگ یا در تراک‌میکسر یا همان ماشین حمل بتنی که در محل کار می‌آورند، می‌رود، پنج دقیقه کار می‌کند و یک اختلاط کامل انجام شده و بعد در محل ریخته می‌شود و سرعت اجرا فوق‌العاده است.

در مقایسه با گیرش ثانویه یا اصطلاحاً سخت‌شدن بتن در بتن معمولی حداقل باید 10 ساعت و حتی 18 ساعت منتظر بود که بتن سخت شود، بتن پلیمری اما بعد از سه ساعت به‌خوبی سخت شده و شما می‌توانید روی آن راه بروید.

بتن پلیمری در مقایسه با قیمت، مقاومت، کیفیت و دوام، بتنی بسیار پایا، ارزشمند، به‌ویژه بتن با پلاستیسیته بسیار بالاست، طوری که شما می‌توانید بعد از هفت روز روی این بتن بارگذاری کنید و از این منظر، نقطه عطفی است. در این محصول برای اینکه پوشش‌های سطحی را توسعه دهیم از مواد نانو هم استفاده کردیم. این مواد نانو سخت‌شدگی مضاعف به این محصول می‌دهد و عملاً می‌توانیم در رویه‌ها به‌خصوص رویه‌های بتنی مانند فرودگاه‌ها، جاهایی که بارهای دینامیکی بسیار سنگین وارد می‌شوند، استفاده کنیم.

از این نظر واقعاً می‌‌توان گفت که تحول ساختاری نه فقط در کشور؛ بلکه در خارج کشور هم هست. با افتخار می‌گوییم که یک قطره از این مصالح از خارج وارد نمی‌شود. همه چیز را در داخل و با امکانات داخلی تولید می‌کنیم و هیچ نمونه خارجی هم ندارد و محصولی با مهندسی معکوس نیست و ابداع خودمان است.

آنا: برای تولید انبوه هم اقدامی کرده‌اید؟

زندی: پلیمر یک بخش این محصول است و بخش دیگر آن خاکستر صنعتی است، -فلای‌اش-خاکستر صنعتی را از مواد پالایشگاهی تهیه کردیم، یک سرمایه‌گذار در اصفهان سرمایه‌گذاری کرد و اکنون زیرساخت آن هم آماده است. همانطور که گفتم این پلیمرها همه‌ از سه گرانول، دو چسب و سه حلال است که همه این مواد در کشور وجود دارد.

گرانول‌ها را از پتروشیمی‌های اصفهان، شیراز و تهران تهیه می‌کنیم، چسب‌هایمان را از تهران و مشهد تهیه می‌کنیم به علاوه آن حلال. همه چیز داخل کشور هست و هیچ مشکلی نداریم؛ زیرا زیرساخت‌ها کلاً آماده است و شما می‌توانید میلیون‌ها تن از این بتن را تولید کنید بدون اینکه یک ریال هزینه سرمایه‌گذاری داشته باشد.

آنا: و می‌توانیم به جای قیر و آسفالت استفاده کنیم؟

زندی: ارزش افزوده قیر خیلی خیلی بالاست، با وجود این همه تحریم‌هایی که در حوزه نفتی ما انجام شد، امسال قیر تنی نزدیک به 5 میلیون تومان شد، اگر تحریم‌ها برداشته شود، قیمت قیر خیلی خیلی بالا می‌رود و اصلاً دیگر صرف نمی‌کند، اگر این محصول (بتن پلیمری) را به خدمت بگیریم علاوه بر عمر حداقل سه برابری تا 10 برابری این سیستم، یعنی در بدترین شرایط عمر این سیستم بالای 20 سال است.

آنا: بتن پلیمری تاکنون به‌عنوان نمونه اجرا شده است؟

زندی: سال 91 در بندرعباس 25 کیلومتر به‌عنوان نمونه اجرا کردیم در حالی که به این درجه از تحول نرسیده بودیم. از سال 91 تا به امروز که این محصول را اجرا کرده‌ایم، هیچ آسیبی ندیده است.

آنا: در مورد مکان اجرای پروژه توضیح می‌دهید؟

زندی: محل اجرای پروژه متعلق به مکانی است که محل تردد خودروهای سنگین است، این ماشین‌آلات متعلق به کارخانه‌های سیمان بودند و مصالح‌ و بارشان را از معدن می‌آوردند و خیلی خیلی سنگین بودند، ماشین‌های روسی 45 تن وزن دارند، 50 تن هم بار می‌زنند که نزدیک به 100 تن می‌شود در حالی که یک تریلی حداکثر 40 تن با وزن خودش بار می‌برد. خودروهای سنگین‌وزن روسی مخصوص راه‌سازی هستند و قبل از استفاده از این بتن هرچه در مسیر این خودروها استفاده می‌کردند، نابود می‌شد.

از سال 91 تا به امروز نزدیک به هشت سال است که از بتن ابداعی ما استفاده کرده‌اند و هیچ آسیبی به آن وارد نشده است. در مکان‌های مختلف مانند ماکو در ایستگاه عوارض، کارخانه ریخته‌گری تراکتورسازی تبریز، کارخانه تراکتورسازی ارومیه و سالن‌های صنعتی -که بیش از 50 سالن صنعتی را در کل کشور از این بتن استفاده کردیم- در اصفهان، تهران، مشهد، شیراز، تبریز و سالن‌های صنعتی که پیکورهای خیلی سنگین کار می‌کردند هیچ اتفاقی برای بتن پلیمری نیفتاده و آسیبی ندیده‌اند.

آنا: با این توضیحات پس می‌توانیم در جاده‌های خودمان از این محصول استفاده کنیم؟

زندی: نه‌تنها در جاده‌های معمولی؛ بلکه جاده‌های ترانزیت و حتی می‌توانیم به‌راحتی در باندهای فرودگاهی هم استفاده کنیم.

آنا: در استان‌هایی مانند خوزستان که گرمای هوا باعث آسیب به آسفالت‌ها می‌شود می‌توان از این بتن استفاده کرد؟

زندی:  100 درصد. در یکی از شهرهای بندرعباس، میانه تابستان دمای روی آسفالت به مرز بسیار بالایی از دما می‌رسد. از وقتی از بتن پلیمری در این شهر استفاده کردیم تا به امروز سالم بوده و از آن استفاده می‌شود؛ اما مهم‌ترین مشکل سیستم جاده‌های بتن‌آرمه این است که مواد آلاینده بتن را نابود می‌کند. انواع روغن‌های صنعتی و هر چیزی که روی آن ریخته شود. از آنجایی که داخل بتن ابداعی (بتن پلیمری) آرماتوری وجود ندارد و با هر چیزی که روی آن می‌ریزد، آسیب نمی‌بیند و هیچ اتفاقی برای بتن رخ نمی‌دهد.

با افتخار می‌گویم تا به امروز که نزدیک 9 سال است روی این محصول کار تحقیقاتی و عملیاتی کرده‌ایم تا این لحظه هیچ مشکلی ایجاد نشده و هیچ شخص سفارش‌دهنده‌ای گزارشی از به‌وجودآمدن مشکل برای بتن پلیمری ارائه نداده و از این منظر نقطه عطفی در کار ماست.

آنا: با توجه به مجازی بودن جشنواره پنجم فناوری نانو، ارزیابی شما چگونه است؟

زندی: از مسئولان این جشنواره تشکر می‌کنم، انصافاً امانت را رعایت کردند، در آن زمان که جشنواره برقرار بود متأسفانه مریض شدم، اصلاً در جریان جشنواره هم نبودم؛ اما واقعاً امانت را رعایت کردند و بزرگوارانه این کار را انجام دادند.

آنا: پیشنهاد شما برای ارتقای جشنواره چیست؟

زندی: این جشنواره از این منظور که بتواند محصولات نهایی را ارائه کند، مطلوب بوده است و به نتیجه کار خیلی اعتقاد دارم و معتقدم که باید در حوزه محصولات نانو واقعاً متمرکز شویم، حتی زمان جشنواره را مقداری بیشتر کنیم، درست که امسال شرایط برگزاری به‌صورت مجازی شد، حتی اگر بتوانیم باید محصولات را در جاهایی که به‌صورت عملیاتی ارائه شده‌اند، توسعه دهیم، طوری نباشد که محقق رها شود.

باید در راستای ارتقای جشنواره، قراردادها یا پیش‌قراردادهایی حتی در قالب پایلوت انجام شوند، این‌طور نباشد که محقق حائز رتبه نخست شود بعد همه چیز تمام شود تا جشنواره‌ای دیگر.

آنا: و کلام آخر...

زندی: بتن پلیمری در ظاهر یک محصول است؛ اما در بطن خود چهار محصول دیگر دارد؛ بنابراین می‌توانیم چهار محصول دیگر را به‌راحتی بفروشیم. این پلیمر می‌تواند تا منهای 60 درجه سانتیگراد در بتن کاربرد داشته باشد، یعنی در بدترین شرایط می‌توان این بتن را استفاده کرد.

از منظر صادرات می‌توانیم برای کشورهای حوزه شمال کشور و مناطق سیبری صادرات داشته باشیم یا در بخش فلای‌اَش صنعتی به بیشتر کشورهای حوزه خلیج فارس برای چاه‌های نفت صادر شود.

یکی از مهم‌ترین مشکلات و چالش‌ها در زمینه مشکلات چاه‌های نفت، دمای بسیار بالای این چاه‌هاست که نمی‌توان از بتن معمولی استفاده کرد و باید از سیمان نسوز خاص استفاده شود در حالی که اگر همین فلای‌اَش استفاده شود، نیاز به سیمان نسوز نخواهیم داشت و حتی می‌توانیم صادرات داشته باشیم.

مواد نانویی که در این محصول استفاده کرده‌ایم، نانویی خاص است که از این منظر توانمندی‌های مناسبی داریم که هم در حوزه داخلی کشور و هم در بخش صادرت از آن استفاده می‌کنیم.

الیاف استفاده‌شده، الیافی ویژه است که تولید یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان اصفهان است. ما هم به دانش فنی‌اش کمک کردیم و از این منظر می‌توانیم در قالب یک محصول نهایی که خودش یک ارزش بسیار افزوده دارد، چهار محصول ثانوی را هم پوشش دهیم.

دانشگاه نه در ظاهر بلکه در واقع، باید این کار علمی را به تولید انبوه برساند، این درحالی است که ریالی بابت زیرساخت لازم نیست، همه چیز آماده است، فقط و فقط یک بازار مصرف خوب را می‌طلبد که هماهنگی کنیم و کار انجام شود.

انتهای پیام/4117/4062/