مطالعه ي آزمايشگاهي بر روي عملكرد انتقال حرارتي بتن هاي معمولي و سبك حاوي مواد تغيير فاز دهنده تقويت شده با نانوذرات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

امروزه مصرف انرژي به يكي از اصلي ترين موضوعات مورد تحقيق متخصصان و محققان سراسر جهان تبديل شده است. استفاده از انرژي هاي پاك مانند انرژي خورشيدي مي تواند باعث كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي شود. اما انرژي خورشيد در تمام ساعات روز در دسترس نيست و براي استفاده از آن به مواد ذخيره كننده ي انرژي نياز است. مواد تغيير فاز دهنده، موادي هستند كه از محيط انرژي دريافت كرده و بدون اينكه دماي محيط تغيير كند، تغيير فاز مي دهند و مجددا انرژي دريافت شده را در زمان ديگر به محيط داده و به حالت اوليه برمي گردند. استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در ساختمان نيز مورد آزمايش هاي متعدد قرار گرفته كه مهمترين كاربرد آن كاهش دماي بيشينه روز مي باشد. در سال هاي اخير محققان به اين نتيجه رسيدند كه پايين بودن ضريب هدايت حرارتي مواد تغيير فاز دهنده باعث كاهش بهره وري آن ها براي استفاده در سيستم ذخيره انرژي مي شود. يكي از راه هاي رفع اين مشكل استفاده از نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي باشد. هدف از اين پايان نامه، بررسي عملكرد حرارتي بتن هاي معمولي و بتن سبك حاوي مواد تغيير فاز دهنده تقويت شده با نانوذرات به دو صورت ماكروكپسول و اشباع مي باشد. ماده تغيير فاز دهنده در بتن معمولي به صورت ماكروكپسول با ضخامت 2 سانتي متر و در بتن سبك به صورت اشباع در سنگدانه هاي اسكوريا مي باشد. از پلي اتيلن گليكول رده 600 به عنوان ماده تغيير فاز دهنده و از آلومينيوم اكسيد، مس اكسيد و سليسيم اكسيد به عنوان نانوذرات استفاده شد. براي اين كار از دستگاه شبيه ساز دماي شبانه روز استفاده شده است كه به¬وسيله آن اختلاف دماي نمونه هاي بتني ساخته شده با مواد تغيير فاز دهنده حاوي نانوذرات در مقابل دماي نمونه شاهد اندازه گيري مي شود. نمونه ها تحت دماي سه شهر با دماي خنك، معتدل و گرم قرار داده مي¬شوند. طبق نتايج به دست آمده، استفاده از نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي تواند باعث كاهش حدود 1 تا 1/5 درجه سانتي گرادي دماي داخلي نمونه ها نسبت به نمونه فاقد نانوذرات شود كه اين اختلاف ناشي از تاثير نانوذرات در مواد تغيير فاز دهنده مي باشد. همچنين طبق نتايج، نمونه هاي بتن داراي ماكروكپسول عملكرد حرارتي بهتري نسبت به بتن سبك اشباع داشته اند به طوريكه نمونه هاي ماكروكپسول تا 119 درصد و نمونه هاي اشباع تا 68 درصد بهبود عملكرد حرارتي داشته اند. استفاده از نانوذرات تاخير دمايي اوج درجه حرارت را نسبت به نمونه فاقد نانوذرات تغيير نمي دهد. همينطور بر اساس، نتايج در بين نانوذرات سيليسيم اكسيد بهترين عملكرد حرارتي را از خود نشان مي دهد، اما درباره رابطه درصد نانوذرات و عملكرد حرارتي آن نميتوان اظهار نظر قطعي كرد. در آزمايش مقاومت فشاري نيز مشخص شد افزودن ماده تغيير فاز دهنده باعث كاهش 40 درصدي مقاومت مي شود اما افزودن نانوذرات تغييري در مقاومت نمونه هاي بتني داراي مواد تغيير فاز دهنده ايجاد نمي كند.

214973

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدكاظم شربتدار، كياچهر بهفرنيا

مرتضي مدح خوان