استخر پلیمری چیست
 arizavi  1396/05/31  264

ژئوتكستايل و الياف پلي استر
پيچيدگي رفتار سازه اي در برابر بارهاي تصادفي، سازه هاي بلند و سازه هاي خاص در محيطهاي دريايي و غيره موجب شده نگرش جديد در بكار بردن مواد و مصالح و فرآورده هاي جديد ساختماني با رفتار و خواص متفاوت از آنچه تاكنون در ساخت سازه ها بكار مي رفته است بوجود آيد.
در اين تحقيق به بررسي نقش انواع رزينها، الياف و مواد كامپوزيت در مقاوم سازي سازه هاي بتني پرداخته شده است. تقويت كننده ها الزاماً به شكل الياف بلند نيستند، بلكه ممكن است بشكل ذره، پولك، موي ‏(Whisker)‏ و الياف غيرمداوم، الياف مداوم و ورقه باشند. اكثر مواد در شكل ليفي خود محكمتر و سفت تر از ديگر اشكال هستند و به اين دليل تقويت كننده هاي ليفي مصرف بيشتري دارند. ‏

 
 
‏در دهه اخير مواد كامپوزيتها، پيشرفت شاياني كرده اند اين به دليل ويژگيهاي منحصر به فردي است كه در اين مواد به چشم مي خورد. امكان بكارگيري كامپوزيتها در بسياري از زمينه هاي صنعتي فراهم شده است. در اين ميان ميتوان به موارد ذيل اشاره كرد؛ استفاده از كامپوزيتها در صنعت هوافضا بخاطر خواص استثنايي از قبيل مقاومت، سختي، سبكي، پايداري حرارتي و غيره اي است كه اين مواد از خود نشان مي دهند و اين امكان را فراهم مي سازند كه بتوان به افزايش كارايي و عملكرد ساختار هوا فضا كمك كرد ‏]‏1‏[‏.
يكي ديگر از كاربردهاي الياف در ساخت فضاپيماهاي شاتل است. همانطور كه مي دانيم شاتل در پروازهاي خود متحمل انواع شوكهاي حرارتي مي شود، بويژه هنگام ورود به اتمسفر تفاضل دما در دماغه مخروطي شكل آن در صورت بكارگيري هر نوع فلز سبب ذوب شدن آن مي شود. اما بكارگيري الياف كربن (گرافيت) در كنار رزين گرما سخت از نوع اپوكسي نه تنها موجب حل مشكل فوق گرديد بلكه منجر به كاهش وزن شاتل به ميزان 400 كيلوگرم نيز شد كه اين خود به تنهايي موفقيت بزرگي بود. از كاربردهاي ديگر كامپوزيتها مي‌توان به ساخت بدنه قطارها و لوكوموتيوها اشاره نمود .
بسياري از انواع مواد مهندسي، نوعي كامپوزيت محسوب مي‌شوند . هم مواد ترموست (گرما سخت) و هم مواد ترموپلاستيك (گرمانرم) جهت فراهم نمودن خواص فيزيكي بهتر براي كامپوزيتهاي حاصل مورد مصرف در صنايع شيميايي قابل تقويت شدن مي‌باشند.
پلي استرها تركيبات فنوليك، اپوكسي ها، وينيل استرها و فوران ها بعنوان رزين دامنه وسيعي از كاربردها را بخود اختصاص مي دهند. از مواد تقويت كننده متداول نيز مي‌توان به شيشه، آزبست، گرافيت، الياف آلي و فلزي اشاره نمود. اصولاً هدف از استفاده كامپوزيتها در صنايع شيميايي را مي‌توان بطور خلاصه بصورت دستيابي به موادي با خواص فيزيكي و شيميايي بهتر خلاصه نمود. از متداولترين و پرمصرف ‌ترين تقويت كننده هاي اين صنعت ( شيميايي ) مي‌توان به شيشه اشاره نمود. مهمترين ماتريسهاي مورد استفاده نيز عبارتند از : پلي استرهاي با مصرف عمومي ، پلي استرهاي ايزوفتاليك، پلي استرهاي بيس فنل، پلي استرهاي مقاوم شيميايي هالوژنه، رزينهاي وينيل استر، اپوكسيها و فورانها. ‏
‏ ‏
كاربرد مواد كامپوزيت در صنعت ساختمان
كاربرد كامپوزيت را مي‌توان در محيط زيست، هيدروليك، سازه و حتي ژئوتكنيك مشاهده كرد. مواد كامپوزيت استفاده شده در مهندسي ساختمان را مي‌توان به سه دسته تقسيم كرد :
الف) ملات ‏-‏ الياف
ب ) بتن ‏-‏ الياف
ج ) سيمان ‏-‏ الياف‏
امروزه در مهندسي ساختمان استفاده از آرماتورها و كابلهاي غيرفلزي ‏F R P‏ تهيه شده از مواد كامپوزيت جهت مسلح كردن سازه ها مطرح شده است . اين مواد جهت سازه هاي بتني به خصوص پلها، سازه هاي دريايي و ... كاربرد دارند‏]‏2‏[‏.
كامپوزيت تركيبي از دو ماده الياف و ماتريس مي‌باشد . الياف مي‌تواند از جنس هاي گوناگون بوده و به صورت منظم و يكنواخت و يا به صورت غيرمنظم و پراكنده در محيط ماتريس قرار گيرد . در واقع سه نوع از الياف در مهندسي ساختمان متداولترند كه عبارتند از :‌الياف شيشه اي ، آراميد و الياف كربن. ماتريس هاي معمول در كاربردهاي مهندسي ساختمان عموماً از خانواده ماتريس هاي پليمري بوده كه مهمترين آنها اپوكسي و پلي استر مي باشند. در ضمن مواد كامپوزيت جهت مقاوم سازي سازه هاي بتن مسلح نيز كاربرد دارند كه با استفاده از ورقهاي كامپوزيت كه در سطح خارجي سازه بتني اتصال داده مي‌شود عمل مقاوم سازي انجام مي گيرد . اين ورقه ها از جنس الياف شيشه، آراميد، و يا كربن هستند .


اصولاً عمل مقاوم سازي به منظور بهبود رفتار مكانيكي دالها، شاه تيرها، تيرها و ستونها كه ميزان آن بستگي به نوع الياف و مقدار لايه پوششي دارد . كه اين عمل با استفاده از ماسه پاشي جهت زبر كردن سطح و برداشتن لايه غيرمقاوم و سپس اتصال به دو صورت پليمريزاسيون پس ازآغشته شدن در محل و يا استفاده از چند لايه كامپوزيتي كه با رزين واسط به سطح چسبانده مي‌شود صورت مي گيرد . اين روش جهت مقاوم سازي سازه در مناطق زلزله خيز شناخته شده است و هم اكنون در كشورهاي صنعتي جهت مسلح كردن تيرها و ستونها و ... استفاده مي‌شود.
در اينجا بيشتر به بحث پيرامون انواع رزينها و تقويت كننده هاي مورد مصرف در صنعت فوق مي پردازيم.

الف) تقويت كننده هاي ليفي
در صنايع ساختماني به منظور بالا بردن ميزان مقاومت و سختي سازه ها، تقويت كننده هاي مختلفي استفاده مي شود.
تقويت كننده ها الزاماً به شكل الياف بلند نيستند ممكن است بشكل ذره، پولك، موي ‏(Whisker)‏ و الياف كوتاه، الياف پيوسته و ورقه باشند. اكثر مواد در شكل ليفي خود محكمتر و سفت تر از ديگر اشكال خود هستند و به اين دليل تقويت كننده هاي ليفي مصرف بيشتري دارند.
در حقيقت نباتات بزرگترين مواد اوليه الياف هستند . مثلاً الياف سلولزي به شكل پنبه، كتان و كنف در صنعت نساجي به كار مي روند و چوب و كاه در صنعت كاغذسازي مصرف مي‌شوند. ساير الياف طبيعي مانند مو، پشم و ابريشم شامل اشكال مختلفي از پروتئين هستند ‏]‏3‏[‏. الياف شيشه در اشكال مختلف خود ، معمولي ترين تقويت كننده براي ماتريس هاي پليمري اند، الياف كولار (نوعي آراميد ) كه توسط شركت دوپونت در سال 1960 ساخته شد بسيارسفت تر و سبكتر از الياف شيشه هستند. ساير الياف كه تركيبي از استحكام بالا و سفتي زياد در آنها وجود دارد عبارتند از الياف بور، سيليكون كاربيد، كربن و آلومينا (‏Al2O3‏) تمام اين الياف در نيمه دوم قرن بيستم توسعه يافتند از طرفي الياف سراميكي بين سالهاي 1970 تا 1980 به روش هاي جديد تكامل يافته است.
 

كاربرد الياف به عنوان يك ماده مؤثر مهندسي مبتني بر سه خصوصيت مهم است:
1 ‏-‏ قطر كوچك نسبت اندازه دانه ها يا واحدهاي ساختاري ريز (‏Microstructueral‏)، اين امر باعث مي‌شود كه پخش بيشتري از استحكام نسبت به حالتي كه به شكل توده اي است به دست آيد.
اين نتيجه مستقيم اثر اندازه است، بدين معني كه اندازه كوچكتر عامل نقص كمتر در ماده مي‌شود.‏
‏2 ‏-‏ نسبت طول به قطر( ‏‏ )زياد، كه اين امر سبب مي‌شود كه بخش بسيار زيادي از بار به كار رفته از طريق ماتريس به الياف قوي و سفت منتقل شود.
3 ‏-‏ درجه انعطاف پذيري بسيار بالا كه مشخصه مدول بالاي ماده و قطر كوچك آن است. اين انعطاف پذيري كاربرد روشهاي مختلف براي ساخت كامپوزيتها با الياف را امكان پذير مي سازد.
متداولترين انواع تقويت كننده هايي كه در ساخت اين كامپوزيتها بكار مي روند. شيشه مي‌باشد كه بدليل خواص ويژه اي كه دارد در اغلب سازه ها از آن به اشكال گوناگون استفاده مي شود.
به هر حال كامپوزيتهاي تقويت شده با الياف شيشه اي بزرگترين گروه را در بين كامپوزيتهاي با ماتريس پليمري به خود اختصاص داده اند.
 
ب) رزينها
تقريبا كليه پلاستيكها ميتوانند بعنوان ماتريس سازه هاي كامپوزيتي مورد استفاده واقع شوند از متداولترين و پرمصرف ترين آنها در صنايع ساختماني بعلت ارزان قيمت بودن و سهولت ساخت مي‌توان به رزينهاي پلي استر غير اشباع ، اپوكسي ها و تا حدي آكريليكها اشاره نمود. از گروههاي اتصال دهنده اكريليك مي‌توان جهت بالا بردن مقاومت محيطي سازه استفاده نمود.

نتيجه گيري
وجود الياف در ماتريس سيماني شكننده سبب كاهش عرض ترك خوردگي و افزايش مقاومتهاي خمشي و كششي ميشود و در نتيجه طاقت شكست افزايش مي يابد. آگاهي از ويژگيهاي الياف اهميت زيادي در طراحي سازه ها دارد.
عوامل مهمتر انتخاب الياف عبارتند از مقاومت كششي، بالا بودن نسبت ضريب ارتجاعي الياف به ضريب ارتجاعي ماتريس كه انتقال تنش را از ماتريس ممكن ميسازد.
پليمر چيست؟
اوّلين سؤالي كه در ذهن خواننده پس از شنيدن نام بتن پليمري نقش مي بندد اين است كه پليمر ( Polymer ) چيست ؟ براي پاسخ به اين سؤال بهتر است اوّل با مونومر ( Monomer ) آشنا شويم :
دائره المعارف بريتانيكا در مورد مونومر چنين مي گويد :
“ مولكولي از هر دسته تركيبات ( ا‌غلب ارگانيك )‌ كه مي تواند با مولكول هاي همانند خود يا از نوع ديگر واكنش دهد و تشكيل مولكول هاي بسيار بزرگ يا پليمر را بدهد . خاصيّت و ويژگي اساسي مونومر چندگانه واكنش دادن آن است ، مونومر داراي قابليّت شكل دادن تركيبات شيميايي با حدّاقل دو مولكول مونومر ديگر است ، …..”
با توجّه به آنچه گفته شد مي توان متوجّه شد كه مونومر همانند حلقه هاي يك زنجير است و پليمر خود زنجير است ، در واقع بايد بتوان يك پليمر را به مونومرها با ضريب صحيح تقسيم كرد ، لزومي ندارد كه يك مونومر ، عنصر باشد ، در واقع مونومر مولكولي است كه از تكرار آن پليمر به دست مي آيد و داراي وزن مولكولي كمي مي باشد . بد نيست بدانيم كه معادل فارسي مونومر ، تكپار ، و معادل فارسي پليمر ، بَسپار است .
منبع:
geomembraneg14.blogfa.com
 

نظرات (0)
درج نظر:
نام:
ایمیل:
متن نظر:


ثبت

Loading...