Χρήση νανοϋλικών στην οδοποιία

• Κύριος συγγραφέας: Κουτσίδης, Σάββας
• Άλλοι συγγραφείς: Χασιακός, Αθανάσιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Νανοϋλικά; Εφαρμογές νανοεπιστήμης; Οδοποιία; Άσφαλτος; Nanomaterials; Road surface

Δεδομένων των περιορισμένων γνώσεων που υπάρχουν για την προσφορά της νανοτεχνολογίας στη βελτίωση της ποιότητας των οδοστρωμάτων, η παρούσα εργασία στοχεύει στην παρουσίαση σημαντικών νανοϋλικών που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές, όπως επίσης και των εφαρμογών τους στην οδοποιία. Μέσα από τη διερεύνηση των εφαρμογών αυτών αναμένεται ο εντοπισμός του βαθμού βελτίωσης των ιδιοτήτων των ασφαλτικών συνδετικών και του σκυροδέματος, όταν προστίθενται ορισμένα νανοϋλικά. Απώτερος σκοπός του συγκεκριμένου τομέα αποτελεί η διασφάλιση της ανθρώπινης ζωής μέσα από τη δημιουργία ασφαλών οδοστρωμάτων, με μηδενικά επίπεδα φθοράς και κόστους συντήρησης. Το σύνολο των μελετών που εξετάστηκαν επιλέχθηκε έπειτα από εκτεταμένη βιβλιογραφική διερεύνηση κυρίως από το Ερευνητικό Συμβούλιο Μεταφορών. Τα αποτελέσματα ως προς το σύνολο των πειραματικών εφαρμογών που εξετάστηκαν έδειξαν ότι ο τρόπος που διασπείρονται τα νανοϋλικά, είτε στο συνδετικό υλικό της ασφάλτου είτε στο σκυρόδεμα, καθορίζει σε πολύ σημαντικό βαθμό την πιθανή ανάπτυξη ευεργετικών επιδράσεων. Ειδικότερα, η προσθήκη νανοσωλήνων άνθρακα (ΝΣΑ) προκαλεί υψηλότερη αντοχή στην κόπωση, ενώ η βέλτιστη διαδικασία διασποράς επιτυγχάνεται με την υπερηχητική και διατμητική ανάμειξη, με καθοριστικό παράγοντα τον χρόνο. Επιπλέον, η προσθήκη ΝΣΑ παρουσίασε σημαντική επίδραση στις ιξωδοελαστικές ιδιότητες και η παράμετρος G*/sinδ βρέθηκε σαφώς βελτιωμένη. Στην εφαρμογή νανοϊνών άνθρακα στα ασφαλτικά υλικά, η παράμετρος G*, με υπέρηχους συχνότητας έως 1 Hz, παρουσίασε μέση αύξηση 35% και 38% για περιεκτικότητα 2,5% και 12% ΝΑ αντίστοιχα. Κατά τη χρήση νανοσωματιδίων TiO2 στην τσιμεντοκονία Portland, προέκυψε υψηλότερη αντοχή στη θλίψη, μεγαλύτερη μείωση στην τιμή του συντελεστή ελαστικότητας και οι πόροι του υλικού ελαττώθηκαν σε όγκο, τελειοποιήθηκαν κι έγινε καλύτερη κατανομή της διαμέτρου τους. Η μεγαλύτερη βελτίωση ως προς τις ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίες προήλθε από την προσθήκη nanoglass, το οποίο επέφερε και την υψηλότερη αντίσταση σε ρηγμάτωση από κόπωση. Η εργασία καταλήγει στην έλλειψη εμπεριστατωμένων ερευνών, οι οποίες θα δώσουν τη δυνατότητα δημιουργίας κατασκευών σε μεγάλη κλίμακα, που θα έχουν τα νέα αυτά χαρακτηριστικά.