تطوير وتطبيق مواد نانوية مبتكرة للتحكم في تآكل حديد التسليح في الكمرات الخرسانية المسلحة

الملخص:

تشير التوقعات إلى أن سوق البناء في سلطنة عمان سيشهد نموًا ملحوظًا، حيث من المتوقع أن يصل حجمه إلى 6.82 مليار دولار أمريكي بحلول نهاية عام 2024، وأن يتجاوز 8.02 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2029. يتماشى هذا النمو مع أهداف رؤية عمان 2040، التي تعتبر التنويع الاقتصادي محركًا رئيسيًا لنمو قطاع البناء، والذي يُعد ثاني أكبر مساهم في الاقتصاد العماني بعد قطاعي النفط والغاز.تُعد مشكلة تآكل حديد التسليح تحديًا كبيرًا على المستوى العالمي، حيث يحدث نتيجة تفاعل السطح المعدني مع البيئة المحيطة وعوامل مثل الحديد، والأكسجين، والماء. وتمثل السيطرة الكاملة على التآكل تحديًا مستمرًا، إذ يؤدي التآكل إلى تقليل العمر الافتراضي للمنشآت الخرسانية المسلحة (RC). تُعتبر تقنية النانو حلاً مبتكرًا ومتعدد التخصصات، حيث تقدم تطبيقات واسعة في مجال التحكم في التآكل، وحماية البيئة، والهندسة الطبية والمادية، وذلك بفضل أبعادها الدقيقة على مستوى النانو، ومساحتها السطحية الكبيرة، وخصائصها العالية المقاومة للتآكل.

 الأهداف:

1.      تطوير الجسيمات النانوية: إنتاج جسيمات نانوية من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2NPs) وثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2NPs).

2.      توصيف الجسيمات: استخدام تقنيات متقدمة مثل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، وتشتيت الضوء الديناميكي (DLS)، والمجهر الإلكتروني الماسح بالإصدار الميداني (FESEM)، والحيود بالأشعة السينية (XRD)، وتحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX)، وتحليل مساحة السطح براونر إيميت تيلر (BET). بالإضافة إلى تطبيق الطلاء النانوي على قضبان الفولاذ باستخدام تقنية الطلاء بالغمس.

3.      تحديد نسب خلط الخرسانة: تحديد نسب خلط من الفئة C30 وفقًا لمواصفات المعهد الأمريكي للخرسانة (ACI)، وتحضير نسب خلط مختلفة من الجسيمات النانوية والخرسانة لتقليل تآكل حديد التسليح وتحسين الجرعات المستخدمة كإضافات.

4.      إجراء عملية صب الكمرات الخرسانية المسلحة باستخدام حديد تسليح مطلي بطبقة رقيقة نانوية، مع أو بدون جسيمات نانوية، ثم دراسة التآكل باستخدام تقنية التآكل الجلفاني.

5.      تحديد ومقارنة قوة الانحناء للكمرات الخرسانية المسلحة مع وبدون طلاء نانوي بعد عملية التآكل.

جهة التمويل:

وزارة التعليم العالي والبحث العلمي والابتكار  

الشراكة البحثية:

1.      تقنية النانو، الهند.

2.      السلامة والاستدامة، نيجيريا.