ما هو استخدام TiO2 في الخرسانة؟

ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) هو مادة مضافة متعددة الاستخدامات تجد العديد من التطبيقات في التركيبات الخرسانية نظرًا لخصائصها الفريدة.بعض الاستخدامات الشائعة لـ TiO2 في الخرسانة تشمل:

1. نشاط التحفيز الضوئي:

يُظهر TiO2 نشاط تحفيز ضوئي عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تحلل المركبات العضوية والملوثات على سطح الخرسانة.هذه الخاصية مفيدة بشكل خاص في تقليل تلوث الهواء وتحسين جودة الهواء في البيئات الحضرية.يمكن أن تساعد الأسطح الخرسانية المحتوية على TiO2 في تحطيم الملوثات المحمولة بالهواء مثل أكاسيد النيتروجين (NOx) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، مما يساهم في توفير مساحات حضرية أكثر نظافة وصحة.

2. الأسطح ذاتية التنظيف:

يمكن لجزيئات TiO2 النانوية المدمجة في الخرسانة أن تخلق أسطحًا ذاتية التنظيف تطرد الأوساخ والأوساخ والمواد العضوية.عند تنشيطها بواسطة ضوء الشمس، تنتج جزيئات TiO2 النانوية أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) التي تعمل على أكسدة وتحلل المواد العضوية الموجودة على سطح الخرسانة.يساعد تأثير التنظيف الذاتي هذا في الحفاظ على المظهر الجمالي ونظافة الهياكل الخرسانية، مما يقلل الحاجة إلى التنظيف والصيانة المتكررة.

3. تحسين المتانة:

إن إضافة جزيئات TiO2 النانوية إلى الخرسانة يمكن أن يعزز متانتها ومقاومتها للتدهور البيئي.يعمل TiO2 كمحفز ضوئي يعزز تحلل الملوثات العضوية، مما يقلل من تراكم الملوثات على سطح الخرسانة.وهذا بدوره يساعد على التخفيف من آثار العوامل الجوية والتلطيخ والنمو الميكروبي، مما يطيل عمر خدمة الهياكل الخرسانية المعرضة للظروف الخارجية.

4. الخصائص العاكسة:

يمكن للجسيمات النانوية TiO2 نقل خصائص عاكسة إلى الأسطح الخرسانية، مما يقلل من امتصاص الحرارة ويخفف من تأثير الجزر الحرارية الحضرية.تعكس الخرسانة ذات الألوان الفاتحة التي تحتوي على جزيئات TiO2 المزيد من أشعة الشمس وتمتص حرارة أقل مقارنة بالخرسانة التقليدية، مما يؤدي إلى انخفاض درجات حرارة السطح وانخفاض استهلاك الطاقة للتبريد في المناطق الحضرية.وهذا يجعل الخرسانة المعدلة بـ TiO2 مناسبة لتطبيقات مثل الأرصفة والأرصفة والأرصفة الحضرية.

5. خصائص مضادة للميكروبات:

وقد ثبت أن الجسيمات النانوية TiO2 تظهر خصائص مضادة للميكروبات، مما يمنع نمو البكتيريا والفطريات والطحالب على الأسطح الخرسانية.يساعد هذا التأثير المضاد للميكروبات على منع تكوين الأغشية الحيوية والبقع والروائح على الهياكل الخرسانية، خاصة في البيئات الرطبة حيث ينتشر النمو الميكروبي.وبالتالي يمكن للخرسانة المعدلة بـ TiO2 أن تساهم في تحسين النظافة والصرف الصحي في أماكن مثل المستشفيات والمختبرات ومرافق تجهيز الأغذية.

خاتمة:

في الختام، يخدم ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) أغراضًا متعددة في التركيبات الخرسانية، حيث يقدم فوائد مثل نشاط التحفيز الضوئي، وخصائص التنظيف الذاتي، وتحسين المتانة، والأسطح العاكسة، والتأثيرات المضادة للميكروبات.من خلال دمج جزيئات TiO2 النانوية في الخلطات الخرسانية، يمكن للمهندسين والمعماريين تحسين أداء الهياكل الخرسانية وطول عمرها واستدامتها مع معالجة المخاوف البيئية والصحية.مع استمرار تقدم البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا النانو، من المتوقع أن يلعب استخدام TiO2 في الخرسانة دورًا متزايد الأهمية في صناعة البناء والتشييد، حيث يقدم حلولًا مبتكرة للبنية التحتية الحضرية والاستدامة البيئية.