18572

۱۸۵۷۲

ساخت چسب نانوكامپوزيتي اپوكسي مخصوص كاشت آرماتور در بتن

كارشناسي ارشد

مهندسي پليمر

بهمن ماه ۱۳۹۶

دكتر مسعود جمشيدي

شيمي، نفت و گاز

امروزه يكي از مشكلات موجود در صنعت ساخت، تغيير يا تعمير سازه‌هاي بتني است كه برطرف سازي آنها، راه را براي مهندسين دشوار مي¬سازد. در اين ميان، يكي از راه‌هاي آسان برطرف سازي نقايص اجراي ساختمان و تغيير در نقشه¬هاي اجرايي، استفاده از چسب‌هاي كاشت آرماتور در بتن است. جهت دستيابي به فرمولاسيون بهينه چسب، از انواع مختلفي از رزين¬ها از جمله رزين‌هاي اپوكسي¬ آليفاتيكي، شاخه¬اي، رزين بيس¬فنول A و هاردنرهايي نظير هاردنر آميني سيكلوآليفاتيك و آليفاتيك، ميكروسيليس با اندازه ذرات مختلف و نانوذرات سيليس و نانوكربنات¬كلسيم استفاده شد. در اين تحقيق، اثرات مختلفي نظير اثر نوع هاردنر، اضافه كردن رزين¬هاي مختلف، نانوذره بر چسبندگي و خواص مكانيكي، روش ساخت نمونه¬ها، اندازه ذرات ميكروسيليس و خواص بتن بر چسبندگي، زمان پخت چسب و .... بررسي گرديد. خواص مكانيكي نمونه¬ها از طريق آزمون‌هاي مكانيكي (كششي، خمشي و فشاري)، خواص چسبندگي از آزمون بيرون¬¬كشي، دماي پخت كامپوزيت¬ها از آناليز DSC و براي ساختار شناسي ميكروسيليس از آناليز FTIR، آناليز TGA و ساختار شكست آزمونه با روش SEM استفاده شد. از مقايسه نتايج آزمون¬هاي مكانيكي و آزمون بيرون¬كشي خواص چسبندگي چسب¬هاي ساخته‌شده نشان داد كه نمونه¬ها با مدول خمشي و كششي بالاتر، از خواص چسبندگي بيشتري برخوردار هستند و مي¬توان رفتار چسبندگي چسب را با محاسبه خواص مكانيكي و بالأخص مدول پيش¬بيني كرد. نمونه¬هاي حاوي ميكروسيليس و نانوذره در مقايسه با نمونه¬هاي حاوي ميكروسيليس داراي 10 الي 40 % افت خواص مكانيكي و چسبندگي است كه در اين ميان نمونه¬هاي حاوي نانوكربنات¬كلسيم، خواص بالاتري نسبت به نمونه¬هاي حاوي نانوسيليس از خود نشان مي¬دهند. نتايج مربوط به سنتز اين كامپوزيت نشان داد كه اين چسب نسبت به نمونه صنعتي خود، 90 % استحكام بيرون كشي بيشتر و حدود 7% مدول كششي بالاتري دارد. زمان عمل‌آوري بتن و نسبت آب به سيمان آن نيز بر خواص نهايي چسب تأثيرگذار بوده و مقادير بهينه‌اي آن، 28 روز و نسبت 0.45 مي¬باشد.

1396/12/12

3/20/2022 12:00:00 AM

Nowadays, one of the drawbacks through the concrete structures is necessity to change or repair the part of structure without collapsing it. This decade, new method is introduced to engineers to solve this and pay not much expense. Injectable adhesive for anchoring rebar in concrete is easiest and most economical way for this purpose that make an enormous adhesion between bar and concrete. To approach to optimized adhesive formulation, different resin type such as aliphatic, multifunctional bisphenol A diglycidyl ether, tow types of amine hardeners, microsilica with variety of sizing, Nano-silica and Nano-Carbonate are used. In this research, Effect of different hardeners, Effects of adding micro and nano on adhesion and effect of adding nano material such as Nano-Silica, Nonocarbonate calcium and their concentration on tensile and flexural strength are obtained. Comparison between Nanocomposite epoxy adhesive and neat epoxy composite is the important part of this study. Many analysis and tests are employed for this study. For example, Mechanical and adhesion properties of adhesive are determined by mechanical testing and pull-out test respectively. In addition, determination of curing temperature of composites by DSC, thermal stability and morphology structure by TGA and FTIR and failure structure morphology is shown by SEM. In comparion of Mechanical and pull-out tests results, it can be concluded that samples with highest tensile and flexural modulus, have more adhesion properties compared with other samples. So Modulus is an important parameter which can predict the adhesion property without pull-out test.Samples with micro-nano particles show 10-40% less mechanical and adhesion properties in camparison with nanoparticle samples. In addition, investigation of mechanical and adhesion properties are illustrated that samples with nanocarbonate calcium has better properties than samples with nano-silica. results about synthesis of the adhesive composite are shown that %90 and %7 increase in elastic modulus and pull-out strength in ultimate synthetic adhesive respectively in compared with similar industrial adhesive. Optimized setting time and water to cement ratio of concrete for this research are 28 days and 0.45.