بررسي خواص مكانيكي و حرارتي بتن اليافي حاوي مواد تغيير فاز دهنده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

در دهه¬هاي اخير با توجه به تغييرات اقليمي گسترده، مصرف انرژي به منظور تامين دماي آسايش بشر در سراسر جهان افزايش يافته است؛ به طوري كه بخش قابل توجهي از مصرف انرژي مربوط به بخش ساختمان مي¬باشد. لذا محققين اين حوزه، به منظور كاهش مصرف انرژي در بخش ساختمان، استفاده از مواد تغيير فاز دهنده در بتن را پيشنهاد داده¬اند. در اين پژوهش از دو نوع ماده¬ي تغيير فاز دهنده (پلي اتيلن گليكول 1000 و پارافين) با دو روش اشباع سازي با استفاده از پمپ خلا (10، 20 و 30 درصد وزني جاي¬گزين ريز دانه) و نيز روش تثبيت شونده با ميكرو سيليس و پارافين (10، 20 و30 درصد وزني سيمان) استفاده گرديد. در ادامه¬ي پژوهش، درصد جاي¬گزيني ميكرو سيليس تثبيت شونده با پلي اتيلن گليكول 1000 در بتن بر اساس بهينه¬ي درصد جاي¬گزيني ميكرو سيليس با پارافين در بتن به دست آمد. هم¬چنين از دو نوع الياف فولادي و الياف شيشه به ميزان 4/0 درصد حجمي در برخي از طرح¬هاي اختلاط¬ استفاده گرديد. آزمايش¬هاي صورت گرفته در اين پژوهش شامل آزمايش مقاومت فشاري، آزمايش مقاومت خمشي، آزمايش تعيين عملكرد حرارتي بتن، آزمايش ميزان جذب آب، آزمايش ضريب انتقال حرارتي بتن و آزمايش تعيين عملكرد گرمايي با استفاده از دستگاه شبيه ساز حرارت خورشيد و رطوبت بوده است. نتايج نشان داد استفاده از ماده¬ي تغيير فاز دهنده در بتن باعث كاهش مقاومت فشاري و كاهش ضريب انتقال حرارتي بتن شده است؛ به طوري كه با جاي¬گزيني 10 درصد پوميس حاوي پارافين، مقاومت فشاري 37 درصد و ضريب انتقال حرارتي 56 درصد كاهش يافت. در صورتي كه به جاي پارافين، پلي اتيلن گليكول 1000 اضافه شود، مقاومت فشاري نمونه¬ي مربوطه 35 درصد و ضريب انتقال حرارتي 44 درصد افزايش يافت. هم¬چنين نتايج آزمايش¬هاي صورت گرفته بر روي نمونه¬هاي بتني با مقدار جاي¬گزيني 10 درصد پوميس حاوي پارافين همراه با 2/0 درصد الياف شيشه و 2/0 درصد الياف فولادي، افزايش 11 درصدي مقاومت فشاري را نشان داد. نتايج آزمايش مقاومت خمشي نمونه¬ها با جاي¬گزيني ميكرو سيليس تثبيت شده با مواد تغيير فاز دهنده نشان داد مقاومت خمشي نمونه¬ي با جاي¬گزيني 10 درصد ميكرو سيليس تثبيت شده با پارافين نسبت به نمونه¬ي مبنا، 13 درصد كاهش پيدا كرد. نتايج آزمايش¬هاي انجام شده نشان داد كه مقاومت فشاري و ضريب انتقال حرارتي تمامي نمونه¬هاي حاوي ماده¬ي تغيير فاز دهنده نسبت به نمونه¬ي مبنا كاهش يافت. از سوي ديگر، درصد جذب آب نمونه¬هاي حاوي پلي اتيلن گليكول 1000 نسبت به نمونه¬ي مبنا افزايش پيدا كرد. هم¬چنين درصد جذب آب نمونه¬هاي حاوي پارافين نسبت به نمونه¬ي مبنا كاهش يافت. علت اين تغييرات مربوط به ساختار پوميس مصرفي، روش اختلاط ماده¬ي تغيير فاز دهنده و نوع آن بوده است. از طرفي، نتايج آزمايش شبيه ساز نور خورشيد و رطوبت نشان داد دماي سطح فوقاني نمونه¬ي با الياف فولادي نسبت به نمونه¬ي مشابه بدون الياف 3 درصد افزايش يافته است. در حالي كه الياف شيشه سبب كاهش دماي سطح فوقاني آن گرديد. هم¬چنين دماي فوقاني نمونه¬ها داراي الياف هيبريدي، تغيير چنداني نيافت. به طور خلاصه مي¬توان گفت كه نمونه¬هاي حاوي پارافين كه به روش تثبيت با ميكرو سيليس ساخته شدند، مقاومت فشاري، جذب آب و ضريب انتقال حرارتي كمتري نسبت به نمونه¬هاي حاوي پلي اتيلن گليكول 1000 داشتند. هم¬چنين نمونه¬هاي حاوي پارافين با استفاده از اشباع سازي به روش پمپ خلا، مقاومت فشاري، جذب آب و ضريب انتقال حرارتي كم¬تري نسبت به نمونه¬هاي حاوي پلي اتيلن گليكول 1000 از خود نشان دادند.

219423

سازه

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان