12592

12592

ارزيابي رفتار خمشي كامپوزيت هاي سيماني مهندسي شده حاوي الياف كربن و بررسي چسبندگي در فصل مشترك ليف-ماتريس

كارشناسي ارشد

شيمي - ترموديناميك و سينتيك

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر مسعود جمشيدي

چكيده امروزه مزاياي توليد كامپوزيت¬هاي سيماني تقويت¬شده با درصدهاي حجمي پايين الياف كوتاه به خوبي شناخته شده است. اندركنش ميان ليف و ماتريس سيماني، تأثير بسزايي در خصوصيات مكانيكي كامپوزيت¬ها دارد. كامپوزيت سيماني مهندسي¬شده (ECC)، نوعي كامپوزيت پايه سيماني با استحكام كششي مناسب و شكل¬پذيري بالا مي¬باشد و از جمله كاربردهاي اصلي آن مي¬توان به كاربردهاي ضربه¬اي، انفجاري و ارتعاشي اشاره كرد. به كار گيري اين ماده به عنوان مصالح با عملكرد خمشي/كششي مناسب، در كشور ما كه يك مكان بسيار زلزله¬خيز محسوب مي شود، در ساخت سازه¬هاي غير نظامي (پدافند غير عامل) و روكش¬ها و لايه¬هاي تعميري سطوح بتني صدمه¬ديده ضروري به نظر مي¬رسد. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي تأثير به كارگيري الياف كربن بر خصوصيات مختلف يك نوع كامپوزيت سيماني مهندسي¬شده مي¬باشد. براي اين منظور از طرح اختلاط نوعي ECC تجاري استفاده شده است. الياف كربن به عنوان تقويت كننده اصلي مورد بررسي قرار گرفته و به منظور بهبود رفتار و كاهش قيمت از الياف پلي¬وينيل الكل و پلي¬پروپيلن (با شكل سطح مقطع متفاوت) نيز استفاده شده است. آزمون خمش سه¬نقطه¬اي بر روي ورقه¬هاي سيمان اليافي و آزمون بيرون¬كشي تك¬ليف از داخل قطعات سيماني به ضخامت mm5 صورت گرفت. در ادامه با انجام آزمون¬هاي سنجش انرژي آزاد سطحي الياف كربن و ماتريس سيماني، چسبندگي الياف كربن به ماتريس سيماني به صورت كامل مورد مطالعه قرار گرفته و پارامترهاي كار چسبندگي و كار ترموديناميكي چسبندگي به صورت مجزا تعيين شده و مورد بررسي قرار گرفته¬اند. علاوه بر اين، تأثير پارامترهاي ديگري از جمله درصد حجمي، طول، جنس، شكل سطح مقطع و آمايش سطحي الياف كربن، مخلوط¬ كردن الياف نيز مورد بررسي قرار گرفته است. هم¬چنين تأثير برخي عوامل مرتبط با ماتريس از قبيل اندازه سنگدانه و نسبت آب به مواد سيماني مطالعه شده است. نتايج به دست آمده تأثير مثبت حضور الياف كربن و بهبود استحكام و شكل¬پذيري كامپوزيت¬ها را نشان مي¬دهند. واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت سيماني مهندسي¬شده، الياف كربن، طاقت خمشي، مقاومت خمشي، چسبندگي، بيرون¬كشي