ارزيابي تجربي و تحليلي رفتار مكانيكي ملات سيماني تقويت شده با ساختارهاي نساجي آگزيتيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

دكتري

ساختارهاي نساجي آگزيتيك ساختارهايي با نسبت پواسون منفي به معناي انبساط يا انقباض به ترتيب در صورت اعمال نيروهاي كششي و فشاري در راستا يا راستاهاي عمود بر راستاي اعمال نيرو است. اين ساختارها به واسطه¬ي بروز پديده¬ي آگزيتيك، داراي توان بالقوه جهت استفاده¬ي مؤثر در بتن از نقطه نظر جذب انرژي، طاقت شكست و مقاومت در برابر رشد ترك است. هدف اين رساله در گام اول توسعه¬ي ساختار نساجي آگزيتيك با سختي زياد و در گام دوم مسلح نمودن سازه¬ي بتني با ساختار آگزيتيك توسعه داده شده است. يك ساختار جديد نخ آگزيتيك بر اساس اصلاح ساختار نخ مارپيچ آگزيتيك، آماده شد. نخ مارپيچ آگزيتيك اصلاح شده، متشكل از يك سيم فولادي نازك به عنوان مغزي ثانويه به موازات فيلامنت نايلون ضخيم داراي مدول كم به عنوان مغزي اوليه، است. نخ مغزي دو جزئي به صورت مستقيم در مركز نخ نهايي قرار دارد و دورپيچ چند رشته¬اي سيم¬هاي فولادي تحت زاويه¬ي مارپيچ اوليه¬ي °7، پيرامون نخ مغزي دو جزئي تابيده شده است. نتايج نشان داد ساختار نخ مارپيچ آگزيتيك اصلاح شده داراي مدول كشساني در محدوده¬ي 11 تا 15 گيگاپاسكال و پديده¬ي آگزيتيك قابل توجه با نسبت پواسون 7- تا 63- است. نتايج هم¬چنين افزايش تقريبي %50 در مقادير مدول سكانت نخ مارپيچ آگزيتيك اصلاح شده را در نتيجه¬ي تغذيه¬ي مغزي ثانويه در ساختار اين نخ، نشان داد. جهت توليد نخ¬هاي آگزيتيك در مقياس بالا، يك ماشين طراحي و ساخته شد. پيوند بين سطح مشترك ساختار آگزيتيك و ماتريس سيماني با استفاده از آزمايش بيرون كشيدگي تك جهته¬ي ساختار نساجي آگزيتيك از ماتريس سيماني، ارزيابي شد. نتايج مؤيد عملكرد برتر مسلح كننده¬ي آگزيتيك در مقايسه با مسلح كننده¬ي معمولي از نقطه نظر مقاومت اصطكاكي در مقابل بيرون كشيدگي از ساختار ماتريس سيماني است. هم¬چنين اين آزمايش افزايش حدود %75 در مقادير طاقت را به واسطه¬ي استفاده از جزء مسلح كننده¬ي آگزيتيك در مقايسه با جزء مسلح كننده¬ي معمولي، نشان داد. مقاومت خمشي منشور بتني مسلح شده با رشته¬ي مركب پليمري آگزيتيك و معمولي، با استفاده از آزمايش خمش چهار نقطه¬اي ارزيابي شد. نتايج اين آزمايش بيان¬گر مقاومت بيش¬تر رشته¬هاي مركب پليمري آگزيتيك در مقابل خارج شدن از ساختار بتن در مقايسه با رشته¬هاي مركب پليمري معمولي و به معناي طاقت خمشي بيش¬تر نمونه¬هاي مسلح شده با ساختارهاي آگزيتيك است. رشته¬ي مركب پليمري آگزيتيك استحكام مخصوص تقريباً دو برابر ميلگرد فولادي دارد كه از نقطه نظر كاهش وزن سازه¬ي مسلح شده، بسيار حائز اهميت است. نتايج نه تنها بيان¬گر تعداد بيش¬تر و توزيع بهتر ترك¬ها در نمونه¬ي مسلح شده با رشته¬هاي مركب پليمري آگزيتيك در مقايسه با نمونه¬ي مسلح شده با ميلگرد فولادي به معناي شرايط مطلوب¬تر به هنگام بهره برداري از سازه است، بلكه بيان¬گر افزايش حدود %42 در مقادير طاقت نمونه¬ي منشور بتني مسلح شده با رشته¬هاي مركب پليمري آگزيتيك در مقايسه با نمونه¬ي مسلح شده با ميلگرد فولادي است. نتايج هم¬چنين نشان مي¬دهد در صورت برقراي پيوستگي كامل بين رشته¬هاي مركب پليمري آگزيتيك و ماتريس بتني، امكان بهره مندي كامل از ظرفيت رشته¬هاي مسلح كننده در عملكرد خمشي منشور بتني، فراهم مي¬گردد. نتايج بيان مي¬نمايد، در مقاطع بتني مسلح شده با ظرفيت خمشي اسمي يكسان، نمونه¬ي مسلح شده با ساختار آگزيتيك در مقايسه با نمونه¬ي مسلح شده با ساختار غير آگزيتيك، مقاومت خمشي بالاتري نشان مي¬دهد. به بيان ديگر، پيوستگي بيش¬تر بين مسلح كننده¬ي آگزيتيك و ماتريس سيماني به واسطه¬ي عملكرد آگزيتيك ساختار مسلح كننده، مي¬تواند نقش بسزايي در بهره مندي هر چه بيش¬تر از ظرفيت طراحي شده براي مقطع، ايفا نمايد.

222641

تكنولوژي نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان