%34تخفیف
دانلود پروژه:بررسی اثر استفاده توأم از الیاف معمولی، میکرو و نانو در افزایش توانمندی سازههای خاص بتنآرمه در مقابل ضربه و نفوذ
تعداد150 صفحه در فایل word
گروه سازه
رساله برای دریافت درجه دکتری تخصصی در رشته مهندسی سازه
بررسی اثر استفاده توأم از الیاف معمولی، میکرو و نانو در افزایش توانمندی سازههای خاص بتنآرمه در مقابل ضربه و نفوذ
کلید واژهها: نانو تیوب کربنی، پخش نانو تیوب در کامپوزیت سیمانی، نانو سیلیس، الیاف فولادی، چقرمگی، مقاومت خمشی، مقاومت در برابر ضربه، ضربه پرتابه، عمق نفوذ |
چکیده:در این پژوهش سعی شده است، توانمندی بتن بویژه در ارتباط با قابلیت جذب انرژی و چقرمگی که تأثیر عمدهای بر مقاومت بتن در برابر بارهای دینامیکی و ضربهای دارد، ارتقاء داده شود. در این راستا از مزایای شناخته شده بتن الیافی و قابلیتهای الیاف ترکیبی بهره گرفته شده است. همچنین با توجه به پیشرفتهای حاصل شده در نانوفنآوری،از شیوههای مطرح شده در خصوص افزودن نانو لولههای کربنی به کامپوزیتهای سیمانی و از افزودنیهای مختلف بتن ازجمله نانو ذرات، استفاده شده است.در بخش اول پس از بررسی انواع مختلف نانو تیوبهای کربنی از نظر ساختار و مشخصههای فیزیکی و مکانیکی، روشهای مختلف افزودن آنها به کامپوزیت سیمانی و نحوه پخش یکنواخت آنها در داخل کامپوزیت بررسی شد.با توجه به پژوهشهای محققین، روشهای مختلف پخش به نتایج متفاوت منجر میشود. پس از مقایسه روشهای مختلفپخش بصورت استفاده از نانو تیوب کربنی عاملدار و بدون عامل و با استفاده از فعالکننده سطحی و بدون استفاده از آن، و بررسی مزایا و معایب این شیوهها با توجه به ویژگیهای نانو تیوب کربنیانتخابی، روش مناسب پخش مشخص گردید. در این راستا چندین نمونه تیر کامپوزیت ملات سیمانی با طرحهای اختلاط متفاوت و روشهای مختلف پخش، تهیه شده و در سنین متفاوت تحت آزمایش خمش قرار گرفتند. آزمایش ارزیابی مقاومت فشاری نیز بر روی نمونههای کامپوزیت ملات سیمانی صورت گرفت. برای بررسی کیفیت روشهای مختلف پخش، آزمایش اسکن میکروسکوپ الکترونی (SEM) بر روی نمونههای مختلف انجام شد.مطابقتصاویرSEM، با استفاده ازنانوتیوبکربنی عاملدار و پخش آنتحت شرایطاولتراسونیک وبدوناستفادهازفعالکننده سطحی،توزیعمناسب و یکنواختترحاصلشد. بهرهگیریازخاصیتهیدروفیلگروه عاملیوایجاددافعهبیننانولولههامیتواند از دلایل آن باشد. مقاومتهایفشاریوخمشیوقابلیتجذبانرژینمونههایملاتسیمانیحاوی نانو تیوب کربنی بهبودیافت که میتواند با توزیع یکنواخت مرتبط باشد. بررسیهای آماری نتایج مربوط به آزمایشهای کامپوزیتهای ملات سیمانی مسلح به نانوتیوب کربنی نشان میدهد تفاوت معنادار آماری بین مقادیر میانگین وجود دارد و اختلاف مشاهده شده در نتایج نمونههای مختلف، تصادفی یا ناشی از خطای آزمایش نمیباشد.در قسمتدیگر این پژوهش به تهیه طرح اختلاط بهینه بتن الیافی حاوی ترکیبهای مختلف الیاف با اندازههای متفاوت به همراه نانو ذرات پرداخته شده است. در این راستا با بهرهگیری از مزیتهای کاربرد الیاف فولادی، ترکیب الیاف ماکرو و میکرو و همچنین کاربرد نانو سیلیس به عنوان مصالح پوزولانی مؤثر، نمونههای حاوی نسبتهای حجمی مختلف الیاف فولادی در اندازههای متفاوت به همراه نانو سیلیس تهیه و مورد آزمایش قرار گرفتهاند. سپس با استفاده از روش پخش مناسب بدست آمده در بخش اول، نانو لولههای کربنی به بهترین طرح اختلاط حاوی ترکیب الیاف فولادی ماکرو و میکرو و ذرات میکرو و نانوسیلیس اضافه شدهاند. در نهایت ترکیب بهینهای از بتن مسلح الیافی بدست آمده است که مقاومتهای خمشی و فشاری و قابلیت جذب انرژی در آن ارزیابی شدهاند. قابلیتجذبانرژیدرترکیبنهاییبصورتقابلتوجهیافزایشیافتهبطوریکهبیش از 10 برابرمقادیر متناظر نمونههای تهیه شده از بتنمعمولیمیباشد.نمونههای حاوی نانوسیلیسبیشترینمقاومتفشاریرا از خود نشان میدهند. افزودنالیاففولادیباعثتغییرنحوهخرابیازحالتتردبهشکلپذیرشدهاست؛بگونهایکهنمونههاپسازرسیدنبهبارحداکثرنیزقادربهحفظیکپارچگیخودمیباشند.در این بخش، چندین نمونه تیر بتن الیافی با طرحهای اختلاط متفاوت تحت آزمایش خمش قرار گرفته و مقاومت خمشی و قابلیت جذب انرژی آنها بررسی گردیدهاند. همچنین بر روی نمونههایبتن معمولی و بتن الیافی با طرحهای اختلاط متفاوت، آزمایش مقاومت فشاری انجام گرفته است.علاوه بر بررسی مشخصههای مکانیکی نمونههای مختلف از جمله مقاومتهای فشاری، خمشی و قابلیت جذب انرژی در فازهای ملات و بتن، برای بررسی جنبه دیگر توانمندی مخلوط بتن نهایی، آزمایش ضربه پرتابه انجام شده است.بدین منظورتعدادی نمونه دال بتنی در ابعاد و ضخامتهای مختلفاز مخلوط بهینهبهمراه نمونههای بتن معمولی تهیه شده و تحت آزمایش ضربه گلوله سلاحهای متفاوت قرار گرفت. جهتبررسی مقاومت در برابر ضربه، مقادیر کمّی از جمله قطر دهانه خرابی وجه جلو و پشت نمونهها و عمق نفوذ گلوله اندازهگیری و با نمونههای کنترل مقایسه شد. مقاومت در برابر ضربه گلوله طرح بتن مسلح به الیاف ترکیبی در مقایسه با بتن بدون الیاف بصورت چشمگیری افزایش یافته است. عمق نفوذ گلوله با افزایش مقاومت فشاری و افزایش ضخامت نمونه کاهش مییابد. الیاف بکار رفته با جلوگیری از رشد ترکها در اثر بار ضربهای اعمال شده، بصورت قابل ملاحظهای باعث کاهش ابعاد دهانه باز شده در دو وجه رو و پشت به ضربه، حتی در صورت سوراخشدگی نمونه، میشوند. روند کاهشی هر سه مشخصه عمق نفوذ گلوله، قطر دهانه باز شده در وجه رو به ضربه و پشت به ضربه در بتن مقاوم تولید شده، در تصاویر مربوط به آزمایشبه وضوح قابل مشاهده است.به عنوان نتیجه کلی، افزودن نانو تیوب کربنی به ملات سیمانیموجب افزایش چقرمگی و مقاومتهای خمشی و فشاری ملات سیمانی میگردد که این افزایش درصورت پخش یکنواختتر نانو تیوب کربنی میتواند بطور قابل ملاحظهای ارتقاء یابد. استفاده از ترکیب الیاف در اندازههای متفاوت بهمراه نانو تیوب کربنی و همچنین با استفاده همزمان از مصالح پوزولانی مانند میکرو و نانو سیلیس میتواند به بتن توانمندتر با قابلیتهای جذب انرژی بهتر و مقاومت بالا در برابر ضربه منجر شود. |
اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:بررسی اثر استفاده توأم از الیاف معمولی، میکرو و نانو در افزایش توانمندی سازههای خاص بتنآرمه در مقابل ضربه و نفوذ” لغو پاسخ
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.