23326

بررسي آزمايشگاهي و شبيه‌سازي تأثير اپوكسي رزين بر مقاومت بين لايه‌اي بتن‌هاي چاپ شده به روش چاپ سه بعدي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- مهندسي زلزله

1395

1399/11/27

دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم

مهندسي عمران

فناوري چاپ 3 بعدي بتن با سرعت خيره‌كننده‌اي در سال‌هاي اخير پيشرفت كرده است. اما براي اينكه اين فناوري بتواند در ساختمان‌سازي و پروژه‌هاي فرا سازه‌اي وارد شود، بايستي سازه ساخته شده با اين روش خصوصيات مكانيكي قابل اتكايي از خود نشان دهد. يكي از ملزومات رسيدن به مشخصات مكانيكي مطلوب در اين روش ايجاد يك پيوند بين لايه‌اي قوي بين لايه‌هاي چاپ شده سازه بتني ساخته شده مي‌باشد. در چاپ 3 بعدي سازه بتني چندين لايه بر روي‌هم چاپ مي‌شوند كه مي‌بايست چسبندگي مناسبي با يكديگر داشته باشند تا سازه‌اي قابل‌اطمينان داشته باشيم. لذا با توجه به عدم وجود پژوهش‌هاي كافي در خصوص پارامترهاي تاثيرگذار بر چسبندگي بين لايه‌اي سازه چاپي بتني، نياز به بررسي توام شبيه سازي و آزمايشگاهي براي دركي بهتر از نحوه‌ي ايجاد شكست و تنش‌هاي ايجاد شده حس مي‌شود. در اين تحقيق اثر عوامل وقفه‌هاي زماني و استفاده از مواد چسباننده بر مقاومت چسبندگي بين لايه‌اي به‌صورت آزمايشگاهي و عددي مورد بررسي قرارگرفته است. مقاومت‌هاي كششي و برشي به عنوان معيارهايي براي بررسي تاثير اين پارامترها مورد استفاده قرار گرفت. نتايج حاكي از آن بود كه با افزايش وقفه‌هاي زماني، مقاومت كششي و برشي كاهش پيدا مي‌كند. اما مشاهده شد كه با اضافه كردن اپوكسي بين لايه‌هاي بتن، مقاومت برشي و كششي بين لايه‌اي، سختي بين لايه‌اي و جذب انرژي بهبود يافتند. در حالت عدم استفاده از مواد چسباننده بين لايه‌اي بالاترين مقاومت برشي مربوط به نمونه‌ي با وقفه‌ي زماني بيست دقيقه بودند. مقاومت برشي اين نمونه 28/1 مگا پاسكال بود كه از مقاومت برشي نمونه با وقفه‌هاي زماني 10، 30، 60، 120، 360 و 1440 دقيقه به ترتيب به ميزان 26، 93، 132، 150، 392، 374 درصد بيشتر مي‌باشد. اين موضوع هنگامي‌كه از اپوكسي استفاده شد نيز صادق بود، به اين صورت كه مقاومت برشي نمونه با وقفه‌ي زماني بيست دقيقه نسبت به وقفه‌هاي زماني 10، 20، 30، 60، 120، 360 و 1440 دقيقه به ترتيب به ميزان 128، 88، 234، 209، 143، 323 و 322 درصد بهبود حاصل شد. در هنگام استفاده از مواد چسباننده مقاومت برشي براي وقفه‌ي زماني بيست دقيقه از 28/1 مگاپاسكال به 45/2 مگاپاسكال رسيدكه 91 درصد بهتر از حالت تقويت نشده بود.

1400/01/18

Investigation of the effects of epoxy adhesive on bonding of concrete 3D pronting layers: Experimental and simulation approaches

2/15/2021 12:00:00 AM

Technology of concrete 3D printing have been thriving with a marvelous pace in the last few years. With the aim to realize both buildings and civil works, the need for reliable mechanical properties of printed concrete grows. As a consequence of the additive manufacturing technique, 3D printed structures may consist of several layers that should exhibit bonding strength to guarantee a safe structural design. In this research the effects of time gaps and the usage of the bonding agents in order for enhancement of the bonding strength were investigated both experimentally and numerically. Tensile and shear strengths were evaluated, and it became clear that by increasing the time gaps the tensile and shrear strengths were decreased. In the next part of the study the effect of bonding agents such as epoxy resin were investigated and the result indicated that by adding the epoxy resin in between the printed layers the interlayer bonding strength increased alongside with the stiffness of the interlayer, fracture energy, interlayer related criterion such as damage initioation and damage evolution. Finally the best results, when no epoxy resin was involved, were for the twenty miniutes time gap between the successive layers which had the shear strength equivalent with 1.28 MPa. This results were much more elevated against the other time gaps. Generally by using the epoxy resins the results were enhanced. The previews results about the twenty miniutes gap were ture when using the epoxy resins.

چاپ 3 بعدي بتن , مقاومت چسبندگي , وقفه‌ي زماني , اپوكسي رزين , آناليز المان محدود

Concrete 3D printing , bonding strength , Time gap , Epoxy resins , FEA